汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)分析1課件

1、1.1汽機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本任務(wù)鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)是火電廠的三大主設(shè)備，汽輪機(jī)及其控制系統(tǒng)在火電廠中對(duì)保證電力品質(zhì)（電壓與頻率）和整套設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要的作用。隨著火電廠的裝機(jī)容量的不斷增大，需要控制的參數(shù)數(shù)量也越來(lái)越多和分散，這就要求控制系統(tǒng)功能更先進(jìn)、強(qiáng)大和智能化。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要功能是調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率，使之與外界負(fù)荷相適應(yīng)。1.2汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的自調(diào)節(jié)特性 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中，其其轉(zhuǎn)子上受到三個(gè)力矩的作用，一個(gè)是蒸氣作用在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的主動(dòng)力矩Mt，另一個(gè)是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的電磁阻力Me，第三個(gè)是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦阻力矩Mf。在高負(fù)荷下，Mf比Mt、Me小的多，可忽不計(jì)，則

2、轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程為 Ipdw/dt=Mt-Me 式中 Ip轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 w轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，即轉(zhuǎn)速； dw/dt轉(zhuǎn)子的角加速度。 蒸氣作用在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的主動(dòng)力矩Mt可以用式表示 Mt=9555pi/n 由式（62）可知，在汽輪機(jī)功率一定時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的主動(dòng)力矩Mt與轉(zhuǎn)速成反比，如圖6-1所示。隨著轉(zhuǎn)速的升高，主動(dòng)力矩逐漸減少。 電磁阻力矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系取決于外界負(fù)載的特性，電網(wǎng)中負(fù)載大致可以分為三類：（1）頻率變化對(duì)有功功率沒(méi)有直接影響的負(fù)載，（2）有功功率與頻率成正比變化的負(fù)載，（3）有功功率與頻率呈三次方或高次方變化的負(fù)載。 由式（6-1） 可知，當(dāng)Mt=Me時(shí)，dw/dt=0，則w=常

3、數(shù)，即n=常數(shù)；MtMe時(shí)，dw/dt0，則n升高；MtMe時(shí)，dw/dt0，則n下降。1.3汽機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)類型很多，目前，我國(guó)200MW、300 MW 和 600 MW 級(jí)火電廠的汽輪機(jī)所配套的控制系統(tǒng)主要有 5 種：機(jī)械液壓式控制系統(tǒng)、電液并存式控制系統(tǒng)、模擬電路構(gòu)成的電液系統(tǒng)（AEH）、專用型數(shù)字式控制系統(tǒng)、通用型數(shù)字式控制系統(tǒng)（DEH）。機(jī)械液壓式控制系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的 200 MW級(jí)汽輪機(jī)大部分都采用機(jī)械液壓式控制系統(tǒng)，采用高速?gòu)椥哉{(diào)速器或調(diào)速泵作為感應(yīng)機(jī)構(gòu)，由調(diào)速器錯(cuò)油門組，同步器，中間錯(cuò)油門等組成；125 MW 和 300 MW級(jí)汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)阻

4、尼作為感應(yīng)機(jī)構(gòu)，并和同步器、放大器、高中壓油動(dòng)機(jī)等一起，組成液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電液并存式控制系統(tǒng)，汽輪機(jī)電液并存控制系統(tǒng)，大多用于對(duì)原機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。DEH 的控制信號(hào)通過(guò)電液轉(zhuǎn)換器變換成液壓控制信號(hào)，取代液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的脈沖油壓信號(hào)去控制油動(dòng)機(jī)，原液壓控制系統(tǒng)可以作為備用，使電調(diào)和液調(diào)之間能相互無(wú)擾動(dòng)切換，相互跟蹤。模擬電路構(gòu)成的電液系統(tǒng)（AEH），汽輪機(jī)模擬電液控制系統(tǒng)的控制器由電子電路組成，有法國(guó)阿爾斯通公司的 REC- 70 型，美國(guó)GE 公司的 MARLK- A 型，意大利 ANSALDO 公司的 ESACOV型電調(diào)。數(shù)字式電調(diào)控制系統(tǒng)（DEH），汽輪機(jī)數(shù)字式電調(diào)控制系統(tǒng)可以

5、分為通用型和專用型兩種。通用型數(shù)字式電調(diào)系統(tǒng)采用分散控制系統(tǒng) （DCS） 構(gòu)成，常用的有日立公司的HIACS- 3000 型 、 新華電站控制工程公司的DEH- A 型、瑞士 ABB 公司的 PROCONTROL- P型、美國(guó)西屋用 WDPF 組成的 DEH 型、美國(guó) ETSI公司的 INF- 90（貝利公司產(chǎn)品）和美國(guó) MCS 公司的 MAX1000。專用型數(shù)字式電調(diào)控制系統(tǒng)有法國(guó)阿爾斯通公司的 MICRO- REC 型、美國(guó)西屋公司 的 DEH 型 、 英 國(guó) GEC 公 司 的MICRO- GOVERNOR 型、新華電站控制工程公司的 DEH 型。1.4各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比較 從發(fā)展的觀點(diǎn)看

6、，調(diào)節(jié)系統(tǒng)從液壓系統(tǒng)、功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)到數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是從低一級(jí)向高一級(jí)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展，一般而言，后一種調(diào)節(jié)系統(tǒng)優(yōu)于前一種調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)與液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比較，其優(yōu)點(diǎn)是： （1）功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電氣部分，具有快速、準(zhǔn)確和靈密度高的特點(diǎn)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度高，遲緩率為0. 1%，而一般的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，遲緩率則高達(dá)0. 3%0. 5%。 （2）功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)多為回路多變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，PID的綜合運(yùn)算能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)外界負(fù)荷變化和抗內(nèi)擾的能力，而液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)僅為單變量的比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)性能差。 （3）功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速或功率實(shí)際值能準(zhǔn)確地等于給定值，靜態(tài)

7、特性良好；在動(dòng)態(tài)特性方面更為突出，機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，由于功率給定切除可以防止反調(diào)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000rmin上，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)升速比液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少一個(gè)速度變動(dòng)率值，動(dòng)態(tài)特性很好。（4）功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)可提供調(diào)頻、帶基本負(fù)荷和單向調(diào)頻等不同的運(yùn)行方式。在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，有大小范圍測(cè)速可供選擇，大范圍測(cè)速?gòu)?00200rmin起就能精確地對(duì)轉(zhuǎn)速實(shí)行閉環(huán)控制，即使蒸氣參數(shù)波動(dòng)，也能保持給定轉(zhuǎn)速，升速穩(wěn)定，精確度可達(dá)2#3rmin; 轉(zhuǎn)速達(dá)到2850rmin左右，改小范圍測(cè)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)精確度更有所提高，便于并網(wǎng)。而一般液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速達(dá)到2700rmin后才可投入閉環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)精確度僅為115rm

8、in, 差距較大 （5）*功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的電氣部分，便于比較、綜合各種信號(hào)，便于在線改變運(yùn)行方式和調(diào)節(jié)參數(shù)，便于參數(shù)調(diào)整和運(yùn)行檢修，便于機(jī)爐協(xié)調(diào)控制，有利于機(jī)組的自動(dòng)化，而未經(jīng)改造的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這些方面幾乎受到局限，在實(shí)現(xiàn)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方面的難度較大。 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)和功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較，除具有功頻模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)外，由于實(shí)施計(jì)算機(jī)控制，還有新的特點(diǎn)，其如下： （1）用計(jì)算機(jī)取代模擬電調(diào)中的電子郵件，特別是采用了微處理機(jī)和使功能分散到各處理單元后，顯著提高了可靠性。 （2）計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)算、邏輯判斷與處理功能特別強(qiáng)，除控制手段外，在數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)控、可靠性分析、性能診斷

9、和運(yùn)行管理等方面，都可以得到充分的發(fā)揮。 （3）調(diào)節(jié)品質(zhì)高，系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性良好。 （4）利用計(jì)算機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)組協(xié)調(diào)控制、廠級(jí)控制以至優(yōu)化控制，這是模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)論如何也不能相比的。 總之，由于大型機(jī)組轉(zhuǎn)子相對(duì)較輕，超速的可能性大，對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)和安全措施方面都要求很高，液壓或模擬電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)都已很難適應(yīng)。因此，隨著計(jì)算機(jī)性能價(jià)格比的提高，運(yùn)算功能和判斷功能的不斷強(qiáng)大，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累和豐富，特別是自控部分在大型電廠中越來(lái)越受到重視和已經(jīng)成為一個(gè)重要的部分，所以，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外新建的較大容量機(jī)組上，都普遍采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。1.5汽機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 1）轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)：感受汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變

10、化，并將其變換成位移變化或油壓變化的信號(hào)送至傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)。按其原理分為機(jī)械式、液壓式、電子式三大類。 2）傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)：放大轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)，并將其傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通常由調(diào)節(jié)汽門和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。根據(jù)傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)，改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。 4）反饋裝置：為保持調(diào)節(jié)的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須設(shè)有反饋裝置，使某一機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行反向調(diào)節(jié)，這樣才能使調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定。反饋一般有動(dòng)態(tài)反饋和靜態(tài)反饋兩種。2.1DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理 汽輪機(jī)在機(jī)組并網(wǎng)前，必須將轉(zhuǎn)速由零提升到額定轉(zhuǎn)速附近。為機(jī)組并網(wǎng)創(chuàng)造條件。為了提高升速過(guò)程的安全性、經(jīng)濟(jì)性，減少設(shè)備的壽命損耗，通常采用多閥

11、組合式升速控制方案。汽輪機(jī)在采用高壓缸啟動(dòng)方式時(shí)，沖轉(zhuǎn)前將旁路系統(tǒng)切除，通過(guò)高壓主汽閥與高壓調(diào)節(jié)汽閥的順序開啟組合來(lái)控制升速過(guò)程。2.2DEH系統(tǒng)的組成數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（Digital Electro-Hydraulic Control System），簡(jiǎn)稱DEH系統(tǒng)。圖7 DEH系統(tǒng)的原理示意圖DEH系統(tǒng)由數(shù)字式控制器、閥門管理器、液壓控制組件、進(jìn)汽閥門和控制油供油系統(tǒng)組成，并與工作站（操作員站和工程師站）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、機(jī)械測(cè)量系統(tǒng)（TSI）、防超速保護(hù)（OPC）、跳閘保護(hù)系統(tǒng)（ETS）、自動(dòng)同期裝置（AS）相連接，還留有與鍋爐燃燒系統(tǒng)（BMS）等的通信接口。它又是分布式控制系統(tǒng)

12、（DCS）的一個(gè)子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐協(xié)調(diào)控制（CCS）。2.3 DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制模式 （1）主汽閥（TV）控制模式 主汽閥控制有兩種控制方式：1）主汽閥自動(dòng)方式。也稱數(shù)字系統(tǒng)控制方式。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令進(jìn)行控制時(shí)，稱汽輪機(jī)主汽閥自動(dòng)控制；當(dāng)運(yùn)行人員控制時(shí)，成為汽輪機(jī)主汽閥操作員自動(dòng)控制。2）主汽閥手動(dòng)方式。此時(shí)數(shù)字系統(tǒng)不參與，而通過(guò)模擬系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)組進(jìn)行控制。 （2）調(diào)節(jié)汽閥（GV）控制模式 1）調(diào)節(jié)汽閥自動(dòng)模式。它有五種運(yùn)行模式：（1）操作員自動(dòng)控制方式。（2）遙控方式。 (3)電廠計(jì)算機(jī)控制方式，（4）自動(dòng)汽輪機(jī)控制方式。（5）電廠限制控制方式。 2）調(diào)節(jié)汽閥手動(dòng)方式 在調(diào)節(jié)汽閥手動(dòng)控制方

13、式下，計(jì)算機(jī)不參與控制，而是由運(yùn)行人員發(fā)出指令，通過(guò)模擬系統(tǒng)輸出的信號(hào)進(jìn)行控制。2.4汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的主要部件 2.41 轉(zhuǎn)速測(cè)量元件 轉(zhuǎn)速測(cè)量元件的作用是將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷耗M信號(hào)后發(fā)送給DEH，主要由磁阻發(fā)信器與頻率變送器組成。而磁阻發(fā)信器是用來(lái)將被測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的頻率信號(hào)的測(cè)量元件。測(cè)速頭磁阻發(fā)訊器1磁鋼；2線圈；3鐵芯；4測(cè)速齒輪 如圖上圖1所示，磁阻發(fā)信器是由測(cè)速齒輪和測(cè)速頭組成，測(cè)速齒輪在汽輪機(jī)軸上，測(cè)速頭固定在齒輪旁邊的支架上，處于齒輪徑向位置。測(cè)速頭內(nèi)裝有永久的磁鋼、鐵芯和線圈，鐵芯端部與齒輪之間有較小的間隙。根據(jù)電磁原理，當(dāng)齒輪隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鐵芯與齒輪之間的

14、間隙變化，從一個(gè)齒到另一個(gè)齒，氣隙磁阻交變一次，相應(yīng)的線圈中的磁通量交變一次，從而在線圈兩端感應(yīng)出交變電勢(shì)，作為測(cè)速頭的輸出信號(hào)，其頻率f與齒數(shù)z、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速n(r/min)的關(guān)系為 f=nz/60 當(dāng)齒數(shù)一定時(shí)，頻率f汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速n成正比。一般取z=60，所以f=n。例如當(dāng)n=3000r/min時(shí)，電勢(shì)的頻率f=3000(1/s), 即測(cè)速頭每秒鐘輸出的信號(hào)的頻率在數(shù)值上等于汽輪機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，因而可以方便地將f作為轉(zhuǎn)速n的信號(hào)。 2.4.2. 功率測(cè)量元件 功率測(cè)量元件的功能包括發(fā)電機(jī)的有功功率的測(cè)量和放大，以及不平衡功率的校正。在功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中采用較多的功率測(cè)量元件是霍爾效應(yīng)測(cè)功器。

15、霍爾測(cè)功原理圖 2.4.3. 線性位移差動(dòng)變送器（LVDT） LVDT的作用是把油動(dòng)機(jī)活塞的位移（同時(shí)也代表調(diào)節(jié)汽閥的開度）轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。它是有一個(gè)芯桿與外殼組成，如圖6-29所示，在外殼中有三個(gè)繞組，一個(gè)是一次繞組，供給交流電源；在中心點(diǎn)的兩側(cè)各繞一個(gè)二次繞組，這兩個(gè)繞組反向連接，因此二次繞組的凈輸出，是該兩繞組所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)之差值。當(dāng)繞組內(nèi)的鐵芯處于中間位置時(shí)，兩個(gè)二次繞組所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相等，變?nèi)萜鞯妮敵鲂盘?hào)為零。當(dāng)鐵芯與繞組有相對(duì)位移，例如鐵芯向右移動(dòng)時(shí)，則右半部繞組所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)比左半部繞組所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)大，其輸出的電壓代表右半部的極性。二次繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)經(jīng)整形濾波后，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F芯與

16、繞組間相對(duì)位移的電信號(hào)輸出。在實(shí)際裝置中，外殼是固定不動(dòng)的，鐵芯通過(guò)杠桿或直接與油動(dòng)機(jī)活塞桿相連，這樣，輸出的信號(hào)便可模擬油動(dòng)機(jī)的位移，于是，也就代表了閥門的當(dāng)前開度 2.5DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有四大功能，包括汽輪機(jī)自動(dòng)程序控制功能、汽輪機(jī)的負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)功能、汽輪機(jī)的自動(dòng)保護(hù)功能、機(jī)組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能。 （1）汽輪機(jī)自動(dòng)程序控制（ATC）功能 DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的汽輪機(jī)自動(dòng)程序控制，是通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，計(jì)算轉(zhuǎn)子的應(yīng)力，并在機(jī)組應(yīng)力允許的范圍內(nèi)，優(yōu)化自動(dòng)程序，用最大的速率與最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程的全部自動(dòng)化。（2） 汽輪機(jī)的負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)功能 汽輪機(jī)的負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)有兩種情況。冷

17、態(tài)啟動(dòng)，機(jī)組并網(wǎng)帶初負(fù)荷（5%額定負(fù)荷）后，負(fù)荷由高壓調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)行控制：熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，在機(jī)組負(fù)荷未達(dá)到35%額定負(fù)荷以前，由高、中壓調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)行控制，以后，中壓調(diào)節(jié)汽閥全開，負(fù)荷只由高壓調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)行控制。處于負(fù)荷控制階段。（3） 汽輪機(jī)的自動(dòng)保護(hù)功能 為了避免機(jī)組因超速或其他原因遭受破壞，DEH的保護(hù)系統(tǒng)有如下的三種保護(hù)功能: 1 )超速保護(hù)（OPC)。該保護(hù)指涉及調(diào)節(jié)汽閥，即轉(zhuǎn)速達(dá)到103%n。時(shí)快關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥；在103%n。n110%n。時(shí)，超速控制系統(tǒng)通過(guò)OPC電磁閥快關(guān)高、中壓調(diào)節(jié)汽閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的保護(hù)。 2）危機(jī)遮斷控制。該保護(hù)是在ETS系統(tǒng)檢測(cè)到機(jī)組超速達(dá)到110%n。，通過(guò)AST

18、電磁閥關(guān)閉所有的主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥，實(shí)行緊急停機(jī)。（4） 機(jī)組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能4. 該監(jiān)控系統(tǒng)在啟停和運(yùn)行過(guò)程中對(duì)機(jī)組和DEH裝置兩部分進(jìn)行狀況監(jiān)督。內(nèi)容包括操作狀態(tài)按鈕指示、狀態(tài)指示和CRT畫面，其中對(duì)DEH 監(jiān)控的內(nèi)容包括重要通道等；CRT畫面包括機(jī)組和系統(tǒng)的重要參數(shù)、運(yùn)行曲線、潮流趨勢(shì)等。2.6DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行方式在DEH中調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)有四種運(yùn)行方式，且機(jī)組可在其中任何一種方式下運(yùn)行，其關(guān)系是: 二級(jí)手動(dòng)-一級(jí)手動(dòng)-操作員自動(dòng)-汽輪機(jī)自動(dòng)ATC，緊鄰的兩種方式相互摩擦，并做到無(wú)擾切換。此外，居于二級(jí)手動(dòng)以下還有一種硬手操，作為二級(jí)手動(dòng)的備用，但兩者無(wú)跟蹤，需對(duì)位操作后才能切換。(1

19、) 二級(jí)手動(dòng)運(yùn)行方式是跟蹤系統(tǒng)中最低級(jí)的運(yùn)行方式，作為備用運(yùn)行方式。該級(jí)由常規(guī)模擬元件組成，系統(tǒng)故障時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入模擬系統(tǒng)控制，確保機(jī)組的安全可靠。(2) 一級(jí)手動(dòng)是一種開環(huán)運(yùn)行方式，它具有操作超速保護(hù)控制器、主汽閥壓力控制器、外部觸點(diǎn)返回等保護(hù)功能，該方式作為汽輪機(jī)自動(dòng)方式的備用。(3) 操作員自動(dòng)方式是DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)最基本的運(yùn)行方式，它可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的閉環(huán)控制，且具有保護(hù)功能。(4) 汽輪機(jī)自動(dòng)是最高級(jí)運(yùn)行方式，它不是來(lái)自于操作員，而是由計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制，因此，是居于操作員自動(dòng)上的一級(jí)最高運(yùn)行方式。3.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu) 在DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，數(shù)字部分的輸出，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換

20、后，進(jìn)入電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由伺服放大器、電液轉(zhuǎn)換器、油動(dòng)機(jī)及其位移反饋(LVDT)組成，是DEH的放大和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 圖63為引進(jìn)型機(jī)組DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)圖。一般機(jī)組的調(diào)節(jié)油和潤(rùn)滑油為分開的獨(dú)立系統(tǒng)。這里介紹的為調(diào)節(jié)油，即EH油系統(tǒng)，它有四大部分組成：圖的右下方為保護(hù)和遮斷系統(tǒng)，用于機(jī)組保護(hù)；右上方為遮斷試驗(yàn)系統(tǒng)，用于系統(tǒng)試驗(yàn)；左上方為中壓主汽閥(2個(gè))和調(diào)節(jié)閥(2個(gè))控制系統(tǒng)；左下方為高壓主汽閥(2個(gè))和調(diào)節(jié)汽閥(4個(gè))控制系統(tǒng)。各油動(dòng)機(jī)及其相應(yīng)的汽閥稱為DEH系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有10個(gè)這種機(jī)構(gòu)，由于其調(diào)節(jié)對(duì)象和任務(wù)的不同，其結(jié)構(gòu)型式和調(diào)節(jié)規(guī)律也不相同，但從整體看，它們具

21、有以下相同的特點(diǎn)： 圖6-3 DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng) (1)所有的控制系統(tǒng)都有一套獨(dú)立的汽閥、油動(dòng)機(jī)、電液伺服閥(開關(guān)型汽閥例外)、隔絕閥、止回閥、快速卸載閥和濾油器等，各自獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)。 (2)所有的油動(dòng)機(jī)都是單側(cè)油動(dòng)機(jī)，其開啟依靠高壓動(dòng)力油，關(guān)閉靠彈簧力，這是一種安全型機(jī)構(gòu)，例如在系統(tǒng)漏“油”時(shí)，油動(dòng)機(jī)向關(guān)閉方向動(dòng)作。 (3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種組合閥門機(jī)構(gòu)，在油動(dòng)機(jī)的油缸上有一個(gè)控制塊的接口，在該塊上裝有隔絕閥、快速卸載閥和止回閥，并加上相應(yīng)的附加組件構(gòu)成一個(gè)整體，成為具有控制和快關(guān)功能的組合閥門機(jī)構(gòu)。3.2高壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的組合機(jī)構(gòu) 高壓主汽閥(TV)和高壓調(diào)節(jié)汽閥(GV)是一種控

22、制型的閥門機(jī)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)需要將汽閥控制在任意的中間位置上，其調(diào)節(jié)規(guī)律是蒸汽流量與閥門的開度成正比。1控制型汽閥的工作原理圖64為控制型汽閥的工作原理圖，圖中給出了組合閥門的各種主要功能構(gòu)件，TV和GV兩種汽閥的結(jié)構(gòu)相同。圖64 高壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的工作原理圖高壓抗燃油經(jīng)隔絕閥和濾油器到電液伺服閥，由伺服閥控制油動(dòng)機(jī)。在每一個(gè)控制型的伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)前，即在DEH控制器中均有一塊伺服回路控制卡(VCC卡)， DEH控制器中經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理后的閥位指令信號(hào)在綜合比較器中和線性差動(dòng)變送器(LVDT)來(lái)的并經(jīng)解調(diào)器處理后的負(fù)反饋信號(hào)相比較即相減，其差值信號(hào)經(jīng)放大器放大后控制電液伺服閥，在電液伺服閥

23、中將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成位移信號(hào)，使伺服閥的主滑閥移動(dòng)，并將液壓信號(hào)放大后控制油通道。當(dāng)增加負(fù)荷時(shí)，伺服閥使高壓油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)活塞下油腔，油動(dòng)機(jī)活塞向上移動(dòng)。經(jīng)杠桿或連桿使汽閥開啟；當(dāng)減小負(fù)荷時(shí)，伺服閥使壓力油自活塞下腔泄出，借助彈簧力使活塞下移而關(guān)小汽閥。只要閥位指令信號(hào)與活塞位移(LVDT的反饋)的差值不為零，伺服閥就控制油動(dòng)機(jī)的活塞位移。只有差值為零時(shí)，電液伺服閥的主滑閥回到中間位置，從而切斷油動(dòng)機(jī)的油通道，油動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)油動(dòng)機(jī)活塞及閥門停留在DEH控制器所要求的位置上，從而控制了閥門的開度及汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。 主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的油動(dòng)機(jī)旁，各設(shè)有一個(gè)快速卸荷閥，用于汽輪機(jī)故障需要停機(jī)時(shí)，通過(guò)

24、安全油系統(tǒng)使遮斷油總管失壓，快速泄去油動(dòng)機(jī)下腔的高壓油，依靠彈簧力的作用，使汽閥迅速關(guān)閉，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的保護(hù)。在快速卸荷閥動(dòng)作的同時(shí)，工作油還可排人油動(dòng)機(jī)的上腔室，從而避免回油旁路的過(guò)載，這是一種巧妙的設(shè)計(jì)。圖6-5 電液伺服閥的工作原理1 過(guò)濾器； 2、11節(jié)流孔板； 3噴嘴； 4可動(dòng)銜鐵； 5力矩馬達(dá)；6線圈； 7彈簧管； 8擋板； 9反饋桿； 10閥芯2電液伺服閥(電液轉(zhuǎn)換器) 電液伺服閥的任務(wù)，是把電量轉(zhuǎn)換為液壓量去控制油動(dòng)機(jī)。如圖6-5所示為該閥的工作原理。它是由一個(gè)力矩馬達(dá)、兩級(jí)液壓放大和機(jī)械反饋系統(tǒng)等組成。第一級(jí)液壓放大是雙噴嘴和擋板系統(tǒng)，第二級(jí)放大是滑閥系統(tǒng)。當(dāng)伺服放大器輸出的

25、電流改變時(shí)，電液伺服閥內(nèi)力矩馬達(dá)的銜鐵線圈中有電流通過(guò)，產(chǎn)生一磁場(chǎng)，在其兩側(cè)磁鐵的作用下，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力矩，使銜鐵旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)與之相連的擋板轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)擋板移近某一只噴嘴時(shí)，該噴嘴的泄油面積減小，流量減小，噴嘴前的油壓升高；與此同時(shí)，另一只噴嘴與擋板的距離增大，流量增加，噴嘴前的油壓降低；由于擋板兩側(cè)噴嘴的油壓與下部滑閥的端部油室是相通的，當(dāng)兩只噴嘴前的油壓不相等時(shí)，則滑閥兩端的油壓也不相等，差壓導(dǎo)致滑閥移動(dòng)，使滑閥凸肩所控制的油口開大或關(guān)小，并控制通往油動(dòng)機(jī)活塞下腔的高壓油，使油動(dòng)機(jī)活塞上升時(shí)為開大汽閥，下降時(shí)為關(guān)小汽閥。為了增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和保證擋板返回中間位置，在伺服閥中設(shè)置了反饋彈簧片，該

26、彈簧片的作用有兩個(gè)：一是當(dāng)四通滑閥產(chǎn)生壓差時(shí)，滑閥向一方移動(dòng)，打開油口使油動(dòng)機(jī)進(jìn)(或泄)油并運(yùn)動(dòng)，線性位移變送器反饋使伺服放大器的輸出趨于零，電液伺服閥內(nèi)的引力和彈簧片等的反力矩與輸入電流所產(chǎn)生的正力矩平衡時(shí)，電液伺服閥回到中間位置，油動(dòng)機(jī)斷流并在新位置上保持平衡。二是該反饋彈簧在伺服閥調(diào)整時(shí)有一機(jī)械零偏，以便在運(yùn)行過(guò)程中突然發(fā)生斷電或失去電信號(hào)時(shí)，借助于機(jī)械力的作用，仍可使得閥偏移一側(cè)，保證調(diào)節(jié)汽閥的關(guān)閉。3快速卸荷閥 快速卸荷閥是一種由導(dǎo)閥控制的溢流閥，用于機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，迅速泄去安全油，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。圖66 快速泄荷閥的工作原理 圖66為快速泄荷閥的工作原理。該閥安裝在油動(dòng)機(jī)板塊上，它的

27、上部裝有一杯狀滑閥，滑閥下部的腔室與油動(dòng)機(jī)活塞下部的高壓油相通，并受到高壓油的作用。在滑閥低部的中間有一個(gè)小孔，使少量的壓力油通到滑閥上部的油室。該室有兩條油路，一路經(jīng)過(guò)逆止閥與危機(jī)遮斷油路相通，正常運(yùn)行時(shí)由于遮斷油總管上的油壓等于高壓油的油壓，它頂著逆止閥并使之關(guān)閉，滑閥上的壓力油不能由此油路泄去；另一路是經(jīng)針形閥控制的縮孔，控制通到油動(dòng)機(jī)活塞上腔的油通道，調(diào)節(jié)針形閥的開度，可以調(diào)整滑閥上的油壓，以供調(diào)試整定之用。正常運(yùn)行時(shí)，滑閥上部的油壓作用力加上彈簧的作用力，大于滑閥下部高壓油的作用力，使杯形滑閥壓在底座上，連接回油油路的油口被關(guān)閉。當(dāng)汽輪機(jī)故障、電磁閥動(dòng)作，遮斷油總管失壓時(shí)，作用在杯形

28、滑閥上的壓力油頂開逆止閥并泄油，使滑閥上部的油壓急劇下降，下部的高壓油推動(dòng)滑閥上移，滑閥套的泄油孔被打開，從而使油動(dòng)機(jī)的高壓油失壓，并在彈簧力的作用下迅速下降，關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，實(shí)行緊急停機(jī)?？焖傩逗砷y也可用作調(diào)節(jié)汽閥或主汽閥的手動(dòng)關(guān)閉。在手動(dòng)關(guān)閉任何一個(gè)汽閥時(shí)，首先要關(guān)斷隔絕閥，以防止快速卸荷閥放走大量的高壓油，然后將壓力整定調(diào)整桿反向慢慢旋出，從而改變針形閥控制的泄油口，緩慢地改變快速卸荷閥中杯形滑閥上部的油壓，使杯形滑閥上升，開啟快速卸載油口，改變油動(dòng)機(jī)活塞下腔室的動(dòng)力油壓，使汽閥慢慢關(guān)閉。此后，如要重新打開汽閥，應(yīng)首先將壓力調(diào)整桿調(diào)到最高油壓位置，然后慢慢打開隔絕閥。4隔絕閥 隔絕閥也稱隔

29、離閥，用于切斷通往油動(dòng)機(jī)的高壓油。工作時(shí)該閥全開，運(yùn)行中關(guān)斷該閥，可以對(duì)油動(dòng)機(jī)、電液伺服閥、快速卸載閥和位移變送器進(jìn)行不停機(jī)檢修，以及清理或更換過(guò)濾器等。5過(guò)濾器 為了保證電液伺服閥的清潔，保證閥內(nèi)節(jié)流孔噴管和滑閥能正常工作，所有進(jìn)入電液伺服閥的高壓油，均需經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的過(guò)濾。濾網(wǎng)要每年更換一次，被更換下來(lái)的濾網(wǎng)，當(dāng)有合適的濾網(wǎng)清洗設(shè)備時(shí)，在徹底清洗干凈后還可以再使用。此外，電液伺服閥內(nèi)還有一道濾網(wǎng)，以確保油的清潔。6逆止閥 在油動(dòng)機(jī)的控制油路上設(shè)有2個(gè)逆止閥，1個(gè)是通往危機(jī)遮斷油路總管去的逆止閥，見(jiàn)圖63。其作用是當(dāng)檢修運(yùn)行中某一臺(tái)油動(dòng)機(jī)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的隔絕閥已經(jīng)關(guān)閉，使油動(dòng)機(jī)活塞下的油壓消失，由

30、于其他油動(dòng)機(jī)還在工作，該逆止閥的作用，就是阻止危機(jī)遮斷油總管上的油倒流人油動(dòng)機(jī)；另一個(gè)逆止閥是安裝在回油管路上，以防止在油動(dòng)機(jī)檢修期間，由壓力回油總管來(lái)的油倒流到被檢修的油動(dòng)機(jī)去。兩閥共同保證了油動(dòng)機(jī)的不停機(jī)檢修。 7線性位移差動(dòng)變送器 LVDT的作用是把油動(dòng)機(jī)活塞的位移(同時(shí)也代表調(diào)節(jié)汽閥的開度)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，反饋到伺服放大器前，與計(jì)算機(jī)送來(lái)的信號(hào)相比較，其差值經(jīng)伺服放大器功率放大并轉(zhuǎn)換成電流值后，驅(qū)動(dòng)電液伺服閥、油動(dòng)機(jī)直至調(diào)節(jié)汽閥。當(dāng)調(diào)節(jié)汽閥的開度滿足了計(jì)算機(jī)輸入信號(hào)的要求時(shí)，伺服放大器的輸入偏差為零，于是調(diào)節(jié)汽閥處于新的穩(wěn)定位置。LVDT由一芯桿與外殼所組成，如圖67所示，在外殼中有3

31、個(gè)線圈，一個(gè)是初級(jí)線圈，供給交流電源；在中心點(diǎn)的兩側(cè)各繞有一個(gè)次級(jí)線圈，這兩個(gè)線圈是反向連接，因此，次級(jí)線圈的凈輸出是兩線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)之差。當(dāng)線圈內(nèi)的鐵芯處于中間位置時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相等，變送器輸出的信號(hào)為零。當(dāng)鐵芯與線圈有相對(duì)位移，例如鐵芯向上移動(dòng)，則上半部線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)較下半部線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)大，其輸出的電壓代表上半部的極性。次級(jí)線圈感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)經(jīng)整形濾波圖6-7 LVDT工作原理簡(jiǎn)圖后，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F芯與線圈間相對(duì)位移的電信號(hào)輸出。在實(shí)際裝置中，外殼是固定不動(dòng)的，鐵芯通過(guò)杠桿與油動(dòng)機(jī)活塞連桿相連，這樣，輸出的信號(hào)便可模擬油動(dòng)機(jī)的位移，于是，也就代表了調(diào)節(jié)汽閥的當(dāng)前開度。

32、 3.3中壓主汽閥的組合機(jī)構(gòu) 中壓主汽閥也稱再熱蒸汽主汽閥，它只在全開和全關(guān)兩個(gè)位置，屬于開關(guān)型汽閥。 中壓主汽閥組合機(jī)構(gòu)的主要組成部件是：油缸、控制塊、電磁閥、溢流閥、隔絕閥、逆止閥(2個(gè))等，其組成與上述高壓調(diào)節(jié)閥類似，但由于它是一種開關(guān)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)，沒(méi)有控制功能，因此具有不同的特點(diǎn)。 (1)由于沒(méi)有控制功能，所以不必裝設(shè)電液伺服閥及其相應(yīng)的伺服放大器。 (2)增設(shè)1個(gè)二位二通電磁閥，用于開關(guān)中壓主汽閥，以及定期進(jìn)行閥桿的活動(dòng)試驗(yàn)，保證該閥處于良好的工作狀態(tài)。當(dāng)電磁閥動(dòng)作時(shí)，能迅速地泄去中壓主汽閥的危急遮斷油，使快速卸載閥動(dòng)作，緊急關(guān)閉主汽閥。圖68 中壓主汽閥的工作原理圖該機(jī)構(gòu)安裝在中壓缸

33、主汽閥的彈簧室上，其油動(dòng)機(jī)活塞桿與該主汽閥的閥桿直接相連，因此，當(dāng)油動(dòng)機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)為開啟中壓主汽閥，油動(dòng)機(jī)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)為關(guān)閉中壓主汽閥。油動(dòng)機(jī)是單側(cè)油動(dòng)機(jī)，高壓抗燃油提供開啟汽閥的動(dòng)力，快速卸載閥泄油可使油動(dòng)機(jī)下腔室的動(dòng)力油失壓，依靠彈簧力的作用，快速關(guān)閉中壓主汽閥。圖68是中壓主汽閥的工作原理圖，高壓動(dòng)力油自隔絕閥引入，經(jīng)過(guò)一個(gè)固定節(jié)流孔板后直接進(jìn)入油動(dòng)機(jī)的下腔室，該節(jié)流孔板是用來(lái)限制油動(dòng)機(jī)的，其作用一是開門時(shí)使汽閥緩慢開啟，避免沖擊；二是在危急遮斷系統(tǒng)動(dòng)作，大量泄去油動(dòng)機(jī)下腔室的高壓油并關(guān)閉主汽閥時(shí)，避免大量的高壓油又自隔絕閥涌入，會(huì)使中壓主汽閥的關(guān)閉速度減慢，仍有超速的危險(xiǎn)。二位二通電磁閥

34、用于遙控，它的開啟可把遮斷油泄去，使快速卸載閥杯形滑閥上部的油壓失去，并將與油動(dòng)機(jī)連通的油路卸油，從而使油動(dòng)機(jī)迅速關(guān)閉。同樣，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)把旁路閥打開，也可使油動(dòng)機(jī)關(guān)小或關(guān)閉。此外，手動(dòng)壓力調(diào)整螺桿，還可以打開或關(guān)閉油動(dòng)機(jī)。由于中壓主汽閥只處于全開或全關(guān)位置，因此不設(shè)置LVDr變送器，而且該閥在安裝后一般不作特殊的調(diào)整工作。同樣，對(duì)于每一個(gè)中壓主汽閥的組合機(jī)構(gòu)，只要關(guān)斷隔絕閥的進(jìn)油，并有逆止閥阻止回油的倒流，都可以進(jìn)行不停機(jī)檢修，保證機(jī)組仍可繼續(xù)運(yùn)行。3.4中壓調(diào)節(jié)閥的組合機(jī)構(gòu) 圖6-9為中壓調(diào)節(jié)汽閥的工作原理圖。中壓調(diào)節(jié)汽閥()也稱再熱蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，是一種控制型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可在它的控制范圍內(nèi)，

35、把閥門控制在所需要的任意中間位置上，并能按比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。其控制原理與組合機(jī)構(gòu)同高壓調(diào)節(jié)閥基本一致。圖6-9 中壓調(diào)節(jié)汽閥的工作原理4危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)4.1電氣危急遮斷保護(hù)系統(tǒng) 電氣危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)分兩種情況。一是在機(jī)組運(yùn)行中，為防止部分設(shè)備失常造成機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞，裝有自動(dòng)停機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(AST)，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，關(guān)閉所有進(jìn)汽閥，立即停機(jī)；二是超速保護(hù)遮斷控制系統(tǒng)(OPC)，使高壓調(diào)節(jié)汽閥及中壓調(diào)節(jié)汽閥(再熱調(diào)節(jié)閥)暫時(shí)關(guān)閉，減少汽輪機(jī)進(jìn)汽量及功率，但不能是汽輪機(jī)停機(jī)。因此機(jī)組設(shè)有相應(yīng)的自停機(jī)危急遮斷油路(AST油路)和超速保護(hù)控制油路(OPC油路)。OPC油路僅控制高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥，A

36、ST油路控制高壓主汽閥和中壓主汽閥并通過(guò)OPC油路控制高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥。 引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)汽輪機(jī)DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電氣危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)如圖6-3所示。該系統(tǒng)有兩個(gè)OPC電磁閥、四個(gè)AST電磁閥、兩個(gè)逆止閥和空氣引導(dǎo)閥等組成。1超速保護(hù)電磁閥(OPC電磁閥)兩個(gè)OPC電磁閥由DEH調(diào)節(jié)器的OPC系統(tǒng)控制。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，該閥是關(guān)閉的，切斷了OPC總管的泄油通道，使高、中壓調(diào)節(jié)汽閥油動(dòng)機(jī)活塞的下腔室能建立油壓，起到正常調(diào)節(jié)作用。當(dāng)OPC系統(tǒng)動(dòng)作，例如轉(zhuǎn)速達(dá)到103no時(shí)，該電磁閥被激勵(lì)信號(hào)所打開，使OPC總管泄去安全油，快速卸荷閥隨之打開并泄去油動(dòng)機(jī)的動(dòng)力油，使高壓缸和中壓缸的調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉。該保護(hù)

37、是通過(guò)超速保護(hù)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其功能包括三個(gè)方面： (1)負(fù)荷部分下降，中壓調(diào)節(jié)汽閥快速關(guān)閉功能。 (2)負(fù)荷下降預(yù)測(cè)功能。 (3)機(jī)組超速控制功能。1）負(fù)荷部分下跌、快關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥功能(C) 當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷下跌，汽輪機(jī)機(jī)械功率超過(guò)發(fā)電機(jī)功率的某一預(yù)定值而引起超速時(shí)，控制保護(hù)邏輯使CIV的觸發(fā)器置位，在0.15s內(nèi)迅速關(guān)閉中壓調(diào)節(jié)汽閥。如果此時(shí)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路是閉合的，表明機(jī)組只是甩去一部分負(fù)荷，關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥使機(jī)械功率減小，用以適應(yīng)外部負(fù)荷的下降，避免繼續(xù)超速。在一定時(shí)間內(nèi)(可在0.31s內(nèi)調(diào)整)，若機(jī)組轉(zhuǎn)速不再升高，再重新打開中壓調(diào)節(jié)汽閥，若仍有變化，上述過(guò)程還可以重復(fù)。該功能特別適用于電

38、網(wǎng)的短期故障，保證發(fā)電機(jī)仍可以在線繼續(xù)運(yùn)行，從而保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。2) 負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能(LDA) 該功能是基于負(fù)荷大幅度下跌(如全甩負(fù)荷)、勵(lì)磁電路斷開、機(jī)械功率仍保持在30額定功率以上或再熱器壓力出現(xiàn)低限故障情況下的一種保護(hù)措施，目的是為了避免機(jī)組超速過(guò)大，引起危急遮斷系統(tǒng)動(dòng)作。此時(shí)，由LDA置位并發(fā)出請(qǐng)求，關(guān)閉高壓和中壓缸調(diào)節(jié)汽閥，機(jī)組自動(dòng)轉(zhuǎn)入速度控制方式。當(dāng)勵(lì)磁斷開一段時(shí)間后(1-10s)，確信轉(zhuǎn)速已小于103n。時(shí)LDA復(fù)位，OPC電磁閥斷電，EH系統(tǒng)重新建立遺斷總管油壓，中壓調(diào)節(jié)汽閥重新被打開，高壓調(diào)節(jié)汽閥仍受DEH的控制，在轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，再行重新并網(wǎng)，縮短機(jī)組重新啟動(dòng)的時(shí)間。

39、3)機(jī)組超速控制功能 不論機(jī)組是轉(zhuǎn)速控制還是負(fù)荷控制，只要轉(zhuǎn)速超過(guò)103n。，而且信號(hào)可靠時(shí)，超速控制器的邏輯系統(tǒng)都要輸出控制信號(hào)，快速關(guān)閉高壓和中壓調(diào)節(jié)汽閥。如果此時(shí)的超速是由于負(fù)荷下跌引起的，符合上述第1或第2種功能的條件，其保護(hù)系統(tǒng)還可以加速關(guān)閉中壓調(diào)節(jié)汽閥。兩只OPC電磁閥并聯(lián)布置，這樣即使一路拒動(dòng)，另一路仍可動(dòng)作，即可使超速保護(hù)控制油路(OPC)泄放，使高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉。這樣便提高了超速保護(hù)控制的可靠性。另外，還可以進(jìn)行在線試驗(yàn)，即當(dāng)對(duì)一個(gè)回路進(jìn)行在線試驗(yàn)時(shí)，另一回路仍具有連續(xù)的保護(hù)功能，避免了保護(hù)系統(tǒng)失控。當(dāng)OPC電磁閥動(dòng)作，使OPC油管中油泄放后，高壓調(diào)節(jié)汽閥和中壓

40、調(diào)節(jié)汽閥則關(guān)閉，但如果當(dāng)調(diào)節(jié)汽閥暫時(shí)關(guān)閉后，轉(zhuǎn)速回到103以下時(shí)，則DEH控制器的OPC控制又使OPC電磁閥關(guān)閉，OPC油管中的油壓重新建立。這樣高壓調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥就可重新開啟。2自動(dòng)停機(jī)危急遮斷電磁閥(AST電磁閥)該系統(tǒng)中有四個(gè)AST電磁閥，它們是受危急跳閘裝置(ETS)電氣信號(hào)所控制。AST電磁閥在正常運(yùn)行時(shí)是被勵(lì)磁關(guān)閉，從而封閉了自動(dòng)停機(jī)危急遮斷總管中抗燃油的泄油通道，使所有蒸汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞下的油壓建立起來(lái)，當(dāng)電磁閥打開，則AST總管泄油，導(dǎo)致所有蒸汽閥關(guān)閉停機(jī)。四個(gè)AST電磁閥組成串并聯(lián)布置，這樣具有多重保護(hù)性，每個(gè)通道中至少必須有一只電磁閥打開，才可導(dǎo)致停機(jī)。危急跳閘裝置

41、(ETS)監(jiān)視機(jī)組的某些重要運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過(guò)安全運(yùn)行極限時(shí)，將通過(guò)此裝置給出接點(diǎn)控制信號(hào)去控制AST電磁閥，使汽輪機(jī)的主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥迅速關(guān)閉，以保證機(jī)組的安全。下表為大連莊河MW汽機(jī)主要保護(hù)及其動(dòng)作值。表汽輪機(jī)超速及自動(dòng)跳機(jī)保護(hù)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值備注1機(jī)械超速110%r/min3300薄膜接口閥動(dòng)作2電超速110%r/min33004只電磁閥全動(dòng)3DEH失電4只電磁閥全動(dòng)4軸向位移大mm14只電磁閥全動(dòng)5軸振大mm0.254只電磁閥全動(dòng)6發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作4只電磁閥全動(dòng)7MFT 4只電磁閥全動(dòng)8手動(dòng)跳機(jī)4只電磁閥全動(dòng)9潤(rùn)滑油壓低MPa0.07同時(shí)起直流油泵10EH油壓低MPa9.30.05

42、4只電磁閥全動(dòng)11凝汽器真空低kPa28絕對(duì)壓力12汽機(jī)超速103%rpm3090兩只OPC動(dòng)作13高排壓比低4只電磁閥全動(dòng)14軸承回油溫度高15脹差大16高排溫度高17發(fā)電機(jī)故障18DEH故障請(qǐng)求 此外，DEH系統(tǒng)還提供一個(gè)可接受所有外部遮斷信號(hào)的遙控遮斷接口以供運(yùn)行人員緊急時(shí)使用。3單向閥(逆止閥) 兩個(gè)單向閥分別安裝在自動(dòng)停機(jī)危急遮斷油路(AST)和超速保護(hù)控制油路(OPC)之間，當(dāng)OPC電磁閥動(dòng)作，OPC油路泄壓，此時(shí)高壓調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉而單向閥可維持AST油壓，使主汽閥和再熱主汽閥保持全開。當(dāng)轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，OPC電磁閥關(guān)閉，高壓調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥重新打開，從而有調(diào)

43、節(jié)汽閥來(lái)控制轉(zhuǎn)速，使機(jī)組維持額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)AST電磁閥動(dòng)作，OPC油路通過(guò)兩個(gè)單向閥，油壓也下跌，將關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥與抽汽閥而停機(jī)。4空氣引導(dǎo)閥 空氣引導(dǎo)閥安裝在汽輪機(jī)前軸承座旁邊，該閥用于控制供給汽動(dòng)抽汽逆止閥的壓縮空氣，為EH油、壓縮空氣和排大氣提供了接口，該閥是一個(gè)油缸體上帶剛柱的青銅閥體，附在閥桿上的彈簧提供了關(guān)閉閥門所需的力。當(dāng)OPC母管有壓力時(shí)，空氣引導(dǎo)閥的提升頭便封住了排大氣的孔口，使壓縮空氣通過(guò)此閥；當(dāng)OPC母管無(wú)壓力時(shí)，該閥由于彈簧力的作用而關(guān)閉，封住壓縮空氣的通路。截留到抽汽逆止閥去的管道中的壓縮空氣經(jīng)過(guò)大氣閥孔口排放，這使得抽汽逆止閥快速關(guān)閉。 4.2機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)

44、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中所受的離心力很大，離心力的大小與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方成正比，考慮到各種運(yùn)行條件下轉(zhuǎn)子所需的轉(zhuǎn)速正常變化范圍，規(guī)定驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按120no進(jìn)行強(qiáng)度校核。若運(yùn)行轉(zhuǎn)速過(guò)高，則可能發(fā)生破壞性事故，例如葉片斷裂等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生飛車事故。因此，一般規(guī)定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不超過(guò)(110112)no。 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在正常情況下可以控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的超限，既使甩全負(fù)荷也不會(huì)使轉(zhuǎn)速超過(guò)109no，但是，在異常情況下，機(jī)組轉(zhuǎn)速有可能超過(guò)110no，因此，每臺(tái)汽輪機(jī)都具有超速遮斷保護(hù)功能。實(shí)現(xiàn)超速遮斷保護(hù)功能的裝置有兩類：機(jī)械式和電氣式。圖6-10 機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)的工作原理機(jī)械超速遮斷裝置(圖6-10)由機(jī)械超速保安器與機(jī)械超速遮斷滑閥兩部分組成。機(jī)械超速保安器實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)速超限時(shí)的危急信號(hào)發(fā)送器，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為飛錘式和飛環(huán)式兩種。 飛錘式超速保安器（見(jiàn)圖6-10）裝在主軸前端，主要由飛錘、壓彈簧、調(diào)整螺帽等組成。飛錘的重心與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸中心偏離一定的距離，所以又稱作偏心飛錘。在轉(zhuǎn)速低于飛錘的動(dòng)作