汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)概述.教學(xué)教材

1、汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)概述.課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第一章 汽輪機(jī)汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)概述（系統(tǒng)概述（2學(xué)時）學(xué)時） 第二章第二章 汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成（汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成（2學(xué)時）學(xué)時） 第三章第三章 液壓控制系統(tǒng)（液壓控制系統(tǒng)（2學(xué)時）學(xué)時） 第四章第四章 DEH轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)（4學(xué)時）學(xué)時） 第五章第五章 DEH負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)（負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)（4學(xué)時）學(xué)時） 第六章第六章 閥門控制系統(tǒng)與管理（閥門控制系統(tǒng)與管理（2學(xué)時）學(xué)時） 第七章第七章 汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（4學(xué)時）學(xué)時） 第八章第八章 旁路控制系統(tǒng)（書第十一章，旁路控制系統(tǒng)（書第十一章，4學(xué)時）學(xué)時）教材及

2、參考書教材及參考書 選用教材選用教材數(shù)字電液調(diào)節(jié)與旁路控制系統(tǒng)數(shù)字電液調(diào)節(jié)與旁路控制系統(tǒng)，降愛琴、，降愛琴、郝秀芳主編郝秀芳主編. 北京：中國電力出版社，北京：中國電力出版社，2006年年1月月. 參考書參考書肖增弘，徐豐肖增弘，徐豐. 汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng). 北京：中國電力出版社，北京：中國電力出版社，2003年年王爽心王爽心. 汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng). 北京：北京： 中國電力出版社，中國電力出版社，2004年年第一章第一章 汽輪機(jī)汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的了解汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的總體要求、發(fā)展階段，以了解汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的總體要求

3、、發(fā)展階段，以及監(jiān)視系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)控功能、保護(hù)系及監(jiān)視系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)控功能、保護(hù)系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、自啟停控制系統(tǒng)等知識。統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、自啟?？刂葡到y(tǒng)等知識。 學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 一、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的總體要求一、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的總體要求為了保證供電質(zhì)量，就必須保證電力系統(tǒng)的為了保證供電質(zhì)量，就必須保證電力系統(tǒng)的電壓、電壓、頻率頻率的穩(wěn)定。的穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的頻率直接取決于汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電力系統(tǒng)的頻率直接取決于汽輪發(fā)

4、電機(jī)的轉(zhuǎn)速，一般要求汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速附近一般要求汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速附近很小的范圍內(nèi)，通常此范圍為很小的范圍內(nèi)，通常此范圍為(1.53.0)r/min。為此，汽輪機(jī)必須配備可靠的為此，汽輪機(jī)必須配備可靠的自動控制裝置（系統(tǒng)）自動控制裝置（系統(tǒng)）。第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 二、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)三個發(fā)展階段二、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)三個發(fā)展階段（一）機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（一）機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MHC）1.直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥動作所需的能量直接由調(diào)節(jié)閥動作所需的能量直接由調(diào)速器供給。調(diào)速器供給。第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展調(diào)

5、節(jié)閥動作所需的調(diào)節(jié)閥動作所需的能量較大，一般需能量較大，一般需要將調(diào)速器的輸出要將調(diào)速器的輸出位移在能量上加以位移在能量上加以放大。放大。2.間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 以轉(zhuǎn)速的偏差作為唯一的調(diào)節(jié)信號，調(diào)節(jié)過程中一以轉(zhuǎn)速的偏差作為唯一的調(diào)節(jié)信號，調(diào)節(jié)過程中一個轉(zhuǎn)速的變化對應(yīng)一個負(fù)荷的變化，不能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。個轉(zhuǎn)速的變化對應(yīng)一個負(fù)荷的變化，不能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)）機(jī)械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)）第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展（二）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（二）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（EHC）采用功率、頻率兩個采用功率

6、、頻率兩個調(diào)節(jié)信號，有三種基調(diào)節(jié)信號，有三種基本的調(diào)節(jié)回路：本的調(diào)節(jié)回路：（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路（2）功率調(diào)節(jié)回路）功率調(diào)節(jié)回路（3）功）功-頻調(diào)節(jié)回路頻調(diào)節(jié)回路第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展（三）數(shù)字式電液控制系統(tǒng)（三）數(shù)字式電液控制系統(tǒng)（DEH）早期早期(小型機(jī)小型機(jī))DEH-IIIA（新華控制工程有限公司）（新華控制工程有限公司）:西柏坡電廠、寶雞電廠、太原第一熱電廠等西柏坡電廠、寶雞電廠、太原第一熱電廠等INFI-90（美國貝利公司）：（美國貝利公司）：廣東韶關(guān)電廠、山西陽泉二電廠等廣東韶關(guān)電廠、山西陽泉二電廠等OVATION（美國西屋公司）（美國西屋

7、公司）:山西古交電廠、華能榆社電廠等山西古交電廠、華能榆社電廠等現(xiàn)在現(xiàn)在(分散控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng),DCS)第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 應(yīng)力監(jiān)控功能應(yīng)力監(jiān)控功能 保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng) 液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng) 自啟?？刂葡到y(tǒng)自啟?？刂葡到y(tǒng) 完善完善的汽的汽輪機(jī)輪機(jī)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 一、監(jiān)視系統(tǒng)一、監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)監(jiān)視視參參數(shù)數(shù) 機(jī)械量（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸振動、軸承振動、轉(zhuǎn)子軸機(jī)械量（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸振動、軸承振動、轉(zhuǎn)子軸位移、轉(zhuǎn)子與汽缸的相對膨脹、汽缸熱膨脹、主軸位移、轉(zhuǎn)子與汽缸的相對膨脹、汽

8、缸熱膨脹、主軸晃動度、油動機(jī)行程等）晃動度、油動機(jī)行程等）熱工量（主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、凝汽器真空、熱工量（主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、凝汽器真空、汽缸溫度、潤滑油壓力、軸承溫度等）汽缸溫度、潤滑油壓力、軸承溫度等）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System, DAS）順序控制系統(tǒng)順序控制系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)限制條件限制條件保護(hù)條件保護(hù)條件控制條件控制條件第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)速控制、負(fù)荷控制負(fù)荷控制、異常工況下的負(fù)荷限制異常工況下的負(fù)荷限制、主汽壓力控制主汽壓力控制以及以及閥門位置

9、控制閥門位置控制等。等。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（一）轉(zhuǎn)速控制（一）轉(zhuǎn)速控制 轉(zhuǎn)速控制可實現(xiàn)大范圍的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，使汽輪轉(zhuǎn)速控制可實現(xiàn)大范圍的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速從機(jī)轉(zhuǎn)速從盤車盤車轉(zhuǎn)速逐漸升到轉(zhuǎn)速逐漸升到并網(wǎng)前并網(wǎng)前的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（二）負(fù)荷控制（二）負(fù)荷控制開始時間：開始時間：汽輪機(jī)啟動升速過程結(jié)束、機(jī)組已完成并網(wǎng)任務(wù)后。汽輪機(jī)啟動升速過程結(jié)束、機(jī)組已完成并網(wǎng)任務(wù)后。功能：功能：通過開環(huán)或閉環(huán)工作方式去控制汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷。通過開環(huán)或閉環(huán)工作方式去控制汽輪機(jī)發(fā)

10、電機(jī)組的負(fù)荷。目標(biāo)：目標(biāo)：使汽輪機(jī)實發(fā)功率達(dá)到功率給定值。使汽輪機(jī)實發(fā)功率達(dá)到功率給定值。 當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電后，轉(zhuǎn)速控制回路的轉(zhuǎn)速偏差實際上當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電后，轉(zhuǎn)速控制回路的轉(zhuǎn)速偏差實際上反映的是電網(wǎng)實際頻率與額定頻率之差。反映的是電網(wǎng)實際頻率與額定頻率之差。 當(dāng)出現(xiàn)頻差信號后，為了調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率并使之維持在當(dāng)出現(xiàn)頻差信號后，為了調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率并使之維持在額定頻率（額定頻率（50Hz50Hz）上，可將轉(zhuǎn)速偏差根據(jù)汽輪機(jī)靜態(tài)特性）上，可將轉(zhuǎn)速偏差根據(jù)汽輪機(jī)靜態(tài)特性曲線轉(zhuǎn)換為功率偏差，然后通過負(fù)荷回路去調(diào)節(jié)機(jī)組的實曲線轉(zhuǎn)換為功率偏差，然后通過負(fù)荷回路去調(diào)節(jié)機(jī)組的實發(fā)功率，使機(jī)組參加發(fā)功率，使機(jī)組參加一次調(diào)

11、頻一次調(diào)頻。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（三）異常工況下的負(fù)荷限制（三）異常工況下的負(fù)荷限制 當(dāng)發(fā)生工質(zhì)參數(shù)越限或機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)異常時，要求當(dāng)發(fā)生工質(zhì)參數(shù)越限或機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)異常時，要求電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)負(fù)荷負(fù)荷限制的功能，以確保設(shè)限制的功能，以確保設(shè)備的安全。備的安全。負(fù)荷負(fù)荷限制限制功能功能（1）功率反饋限制功率反饋限制（2）變負(fù)荷速率限制變負(fù)荷速率限制（3）主蒸汽壓力限制主蒸汽壓力限制（4）低真空限制）低真空限制（5）轉(zhuǎn)速加速度限制）轉(zhuǎn)速加速度限制（6）高壓缸排汽溫度限制）高壓缸排汽溫度限制（7）再熱汽壓過低限制）再熱汽壓過低限制第二節(jié)

12、第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（四）主蒸汽壓力控制（四）主蒸汽壓力控制 單元機(jī)組的負(fù)荷控制也相應(yīng)有以上三種方式，其中后單元機(jī)組的負(fù)荷控制也相應(yīng)有以上三種方式，其中后兩種控制方式（兩種控制方式（汽輪機(jī)跟隨鍋爐方式汽輪機(jī)跟隨鍋爐方式和和機(jī)爐協(xié)調(diào)方式機(jī)爐協(xié)調(diào)方式）的）的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)均引入汽輪機(jī)控制系統(tǒng)均引入機(jī)前壓力信號機(jī)前壓力信號，汽輪機(jī)不同程度地，汽輪機(jī)不同程度地承擔(dān)了調(diào)節(jié)主蒸汽壓力的任務(wù)。所以，有的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)承擔(dān)了調(diào)節(jié)主蒸汽壓力的任務(wù)。所以，有的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中設(shè)置了主蒸汽壓力控制回路，根據(jù)機(jī)前壓力的偏差由主中設(shè)置了主蒸汽壓力控制回路，根據(jù)機(jī)前壓力的偏差由主蒸汽壓力控制回路產(chǎn)

13、生閥門開度指令，從中汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥蒸汽壓力控制回路產(chǎn)生閥門開度指令，從中汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度，達(dá)到調(diào)節(jié)主蒸汽壓力的目的。的開度，達(dá)到調(diào)節(jié)主蒸汽壓力的目的。單元機(jī)組單元機(jī)組的基本運(yùn)的基本運(yùn)行方式行方式（1）鍋爐跟隨汽輪機(jī)方式）鍋爐跟隨汽輪機(jī)方式(爐跟機(jī)爐跟機(jī))（2）汽輪機(jī)跟隨鍋爐方式）汽輪機(jī)跟隨鍋爐方式(機(jī)跟爐機(jī)跟爐)（3）機(jī)爐協(xié)調(diào)方式）機(jī)爐協(xié)調(diào)方式第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（五）閥門控制與管理（五）閥門控制與管理n1.汽輪機(jī)啟動過程中的閥門控制汽輪機(jī)啟動過程中的閥門控制（1）高壓缸啟動高壓缸啟動（2）中壓缸啟動中壓缸啟動n2.閥門管理閥門管理 汽輪機(jī)高壓缸有兩種進(jìn)汽方式

14、，即汽輪機(jī)高壓缸有兩種進(jìn)汽方式，即節(jié)流調(diào)節(jié)的全周進(jìn)節(jié)流調(diào)節(jié)的全周進(jìn)汽汽和和噴嘴調(diào)節(jié)的部分進(jìn)汽噴嘴調(diào)節(jié)的部分進(jìn)汽。閥門管理是指對調(diào)節(jié)閥兩種運(yùn)。閥門管理是指對調(diào)節(jié)閥兩種運(yùn)行方式的選擇和切換。節(jié)流調(diào)節(jié)全周進(jìn)汽時，多個高壓調(diào)行方式的選擇和切換。節(jié)流調(diào)節(jié)全周進(jìn)汽時，多個高壓調(diào)節(jié)閥的啟閉同步進(jìn)行，像一個閥門一樣，因此該進(jìn)汽方式節(jié)閥的啟閉同步進(jìn)行，像一個閥門一樣，因此該進(jìn)汽方式又稱為又稱為單閥控制單閥控制；噴嘴調(diào)節(jié)部分進(jìn)汽時，前一個閥門開啟；噴嘴調(diào)節(jié)部分進(jìn)汽時，前一個閥門開啟到指定開度，后一個閥門才開始開啟，該進(jìn)汽方式又稱為到指定開度，后一個閥門才開始開啟，該進(jìn)汽方式又稱為順序閥控制順序閥控制。 節(jié)流調(diào)節(jié)全

15、周進(jìn)汽節(jié)流調(diào)節(jié)全周進(jìn)汽可保證汽輪機(jī)升速和變負(fù)荷過程中可保證汽輪機(jī)升速和變負(fù)荷過程中轉(zhuǎn)子均勻加熱，減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子均勻加熱，減小轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力熱應(yīng)力。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容n3.閥門在線試驗閥門在線試驗 為保證汽輪機(jī)故障時閥門能可靠關(guān)閉，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)為保證汽輪機(jī)故障時閥門能可靠關(guān)閉，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置應(yīng)設(shè)置閥門在線試驗閥門在線試驗功能，即在汽輪機(jī)帶負(fù)荷情況下逐個功能，即在汽輪機(jī)帶負(fù)荷情況下逐個關(guān)閉閥門，以檢驗其工作情況。關(guān)閉閥門，以檢驗其工作情況。n4.閥門快關(guān)閥門快關(guān) 閥門快關(guān)閥門快關(guān)是汽輪機(jī)參與維持電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的一種是汽輪機(jī)參與維持電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的一種技術(shù)措

16、施。技術(shù)措施。 快關(guān)閥門控制信號通過兩種渠道獲取：快關(guān)閥門控制信號通過兩種渠道獲?。簻y取汽輪機(jī)測取汽輪機(jī)輸出功率與電負(fù)荷的不平衡值，當(dāng)汽輪機(jī)功率超過發(fā)電機(jī)輸出功率與電負(fù)荷的不平衡值，當(dāng)汽輪機(jī)功率超過發(fā)電機(jī)功率的數(shù)值達(dá)到發(fā)電機(jī)額定功率的功率的數(shù)值達(dá)到發(fā)電機(jī)額定功率的30%時，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)即發(fā)出即發(fā)出快關(guān)閥門快關(guān)閥門的控制信號。汽輪機(jī)功率一般用的控制信號。汽輪機(jī)功率一般用中壓排氣中壓排氣壓力壓力表征。表征。測取汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加速度值或超速值（加速測取汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加速度值或超速值（加速度值可用度值可用實際轉(zhuǎn)速經(jīng)微分運(yùn)算實際轉(zhuǎn)速經(jīng)微分運(yùn)算后獲得），當(dāng)轉(zhuǎn)速和加速度后獲得），當(dāng)轉(zhuǎn)速和加速度值

17、達(dá)到設(shè)定值時，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出值達(dá)到設(shè)定值時，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出快關(guān)閥門快關(guān)閥門信號。信號。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 三、應(yīng)力監(jiān)控功能三、應(yīng)力監(jiān)控功能（一）熱應(yīng)力監(jiān)控概述（一）熱應(yīng)力監(jiān)控概述 熱應(yīng)力熱應(yīng)力是由于金屬內(nèi)部熱狀態(tài)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。熱是由于金屬內(nèi)部熱狀態(tài)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。熱應(yīng)力和應(yīng)力和溫度差值溫度差值有關(guān)。當(dāng)金屬內(nèi)部達(dá)到熱平衡，各處溫度有關(guān)。當(dāng)金屬內(nèi)部達(dá)到熱平衡，各處溫度均相同，熱應(yīng)力也隨之消失。均相同，熱應(yīng)力也隨之消失。 汽輪機(jī)在高溫高壓下工作，轉(zhuǎn)子處于連續(xù)高速旋轉(zhuǎn)狀汽輪機(jī)在高溫高壓下工作，轉(zhuǎn)子處于連續(xù)高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行工況改變時，轉(zhuǎn)子內(nèi)部不僅存

18、在一定的態(tài)。當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行工況改變時，轉(zhuǎn)子內(nèi)部不僅存在一定的機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力，同時也存在，同時也存在熱應(yīng)力熱應(yīng)力。 高壓缸調(diào)節(jié)級高壓缸調(diào)節(jié)級在啟動和負(fù)荷變化過程中的熱應(yīng)力最大，在啟動和負(fù)荷變化過程中的熱應(yīng)力最大，是熱應(yīng)力監(jiān)視的重點部位。對于中間再熱機(jī)組，是熱應(yīng)力監(jiān)視的重點部位。對于中間再熱機(jī)組，中壓缸進(jìn)中壓缸進(jìn)汽部分汽部分在啟動和負(fù)荷變化時汽溫變化也很大，同樣是監(jiān)視在啟動和負(fù)荷變化時汽溫變化也很大，同樣是監(jiān)視的重點。高壓缸調(diào)節(jié)級和中壓缸第一級處轉(zhuǎn)子和汽缸都是的重點。高壓缸調(diào)節(jié)級和中壓缸第一級處轉(zhuǎn)子和汽缸都是熱應(yīng)力較大的部位，其中熱應(yīng)力較大的部位，其中轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力是最危險的。是最危險的。

19、第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 為便于監(jiān)視和控制應(yīng)力，引用為便于監(jiān)視和控制應(yīng)力，引用應(yīng)力裕度系數(shù)應(yīng)力裕度系數(shù)K表征實際表征實際應(yīng)力的相對值。應(yīng)力裕度系數(shù)用下式計算：應(yīng)力的相對值。應(yīng)力裕度系數(shù)用下式計算： LLKL材料在使用溫度下的許用應(yīng)力；材料在使用溫度下的許用應(yīng)力；實際應(yīng)力。實際應(yīng)力。 應(yīng)力裕度系數(shù)應(yīng)力裕度系數(shù)K表示在許用應(yīng)力范圍內(nèi)還有多大裕量可表示在許用應(yīng)力范圍內(nèi)還有多大裕量可供使用。供使用。K=1表示實際應(yīng)力為表示實際應(yīng)力為0，該情況只出現(xiàn)在汽輪機(jī)停，該情況只出現(xiàn)在汽輪機(jī)停機(jī)且充分冷卻時；機(jī)且充分冷卻時；K=0表示實際應(yīng)力表示實際應(yīng)力等于等于許用應(yīng)力，無裕量許用應(yīng)

20、力，無裕量可供使用；可供使用；K0表示實際應(yīng)力表示實際應(yīng)力超過超過許用應(yīng)力，這不允許。許用應(yīng)力，這不允許。 對對轉(zhuǎn)子應(yīng)力裕度轉(zhuǎn)子應(yīng)力裕度的監(jiān)視可指導(dǎo)機(jī)組在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，的監(jiān)視可指導(dǎo)機(jī)組在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，保證在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子實際應(yīng)力不超過許用應(yīng)力的情況下以最大保證在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子實際應(yīng)力不超過許用應(yīng)力的情況下以最大升速率升速和以最大的變負(fù)荷速率變負(fù)荷。一般，將應(yīng)力裕升速率升速和以最大的變負(fù)荷速率變負(fù)荷。一般，將應(yīng)力裕度系數(shù)度系數(shù)K限制在限制在00.2之間為好。之間為好。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（二）轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力數(shù)學(xué)模型計算（二）轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力數(shù)學(xué)模型計算 為簡化計算，通常將汽輪

21、機(jī)轉(zhuǎn)子視為無限長的圓柱體，為簡化計算，通常將汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子視為無限長的圓柱體，并且只計算圓柱體外表面和中心孔內(nèi)表面的熱應(yīng)力。并且只計算圓柱體外表面和中心孔內(nèi)表面的熱應(yīng)力。 熱應(yīng)力的大小可以由溫差熱應(yīng)力的大小可以由溫差dT來表征：來表征：dT=T1-Tm式中：式中：T1為蒸汽接觸的缸體表面溫度；為蒸汽接觸的缸體表面溫度；Tm為缸體為缸體50%深度深度處的平均溫度。處的平均溫度。 為限制熱應(yīng)力不超過允許限值，可通過限值溫差不超為限制熱應(yīng)力不超過允許限值，可通過限值溫差不超過某一限值來實現(xiàn)。對于缸體和閥體，溫差限值通過中間過某一限值來實現(xiàn)。對于缸體和閥體，溫差限值通過中間（平均）溫度（平均）溫度Tm的函

22、數(shù)來設(shè)置，與升的函數(shù)來設(shè)置，與升/降速度或升降速度或升/降負(fù)荷相降負(fù)荷相對應(yīng)，形成允許上限溫差對應(yīng)，形成允許上限溫差dTpermu和允許下限溫差和允許下限溫差dTperml兩兩個限值。個限值。上限溫度裕量上限溫度裕量ddTu=dTpermu-dT；下限溫度裕量；下限溫度裕量ddT1=dT-dTperml。 第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（三）應(yīng)力限制（三）應(yīng)力限制 實際應(yīng)力與允許應(yīng)力的差值經(jīng)過實際應(yīng)力與允許應(yīng)力的差值經(jīng)過汽輪機(jī)自啟?？刂破啓C(jī)自啟?？刂疲═urbine Automatic Control, TAC）轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速或負(fù)荷目標(biāo)值和升速率

23、、變負(fù)荷速率，再經(jīng)過負(fù)荷目標(biāo)值和升速率、變負(fù)荷速率，再經(jīng)過DEH基本控制基本控制功能去控制汽輪機(jī)升速或變負(fù)荷，形成一個閉環(huán)控制過程。功能去控制汽輪機(jī)升速或變負(fù)荷，形成一個閉環(huán)控制過程。整個過程中要保證轉(zhuǎn)子應(yīng)力不超過允許應(yīng)力值。整個過程中要保證轉(zhuǎn)子應(yīng)力不超過允許應(yīng)力值。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 四、保護(hù)系統(tǒng)四、保護(hù)系統(tǒng)功能：功能：當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)危險情況時，迅速關(guān)當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)危險情況時，迅速關(guān)閉所有進(jìn)汽閥門，防止發(fā)生重大事故，保閉所有進(jìn)汽閥門，防止發(fā)生重大事故，保護(hù)汽輪機(jī)設(shè)備安全。護(hù)汽輪機(jī)設(shè)備安全。 組成組成部分部分信號檢測信號檢測跳閘邏輯跳閘邏輯液壓保護(hù)回

24、路等液壓保護(hù)回路等 第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 對于重要的跳閘條件，為了提高保護(hù)的可靠性，可設(shè)對于重要的跳閘條件，為了提高保護(hù)的可靠性，可設(shè)置多路測量信號，通常進(jìn)行置多路測量信號，通常進(jìn)行“三取二三取二” 邏輯處理邏輯處理后，再判后，再判斷是否故障和實施跳閘。斷是否故障和實施跳閘。“三取二三取二”邏輯處理邏輯處理： 是指開關(guān)量控制時的投票制，同一信號采三冗余信號是指開關(guān)量控制時的投票制，同一信號采三冗余信號進(jìn)行表決，二個滿足即認(rèn)為條件滿足。常用于保護(hù)回路。進(jìn)行表決，二個滿足即認(rèn)為條件滿足。常用于保護(hù)回路。（一）汽輪機(jī)保護(hù)跳閘條件（一）汽輪機(jī)保護(hù)跳閘條件 按照按照“故

25、障故障-安全安全”的設(shè)計思想，汽輪機(jī)保護(hù)跳閘條件的設(shè)計思想，汽輪機(jī)保護(hù)跳閘條件應(yīng)比較完備。常見的條件有應(yīng)比較完備。常見的條件有21條，但每一臺機(jī)組并不是一條，但每一臺機(jī)組并不是一定具備全部跳閘條件。定具備全部跳閘條件。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（二）跳閘回路（二）跳閘回路 為了提高保護(hù)回路動作的可靠性，跳閘回路和重要跳為了提高保護(hù)回路動作的可靠性，跳閘回路和重要跳閘條件通常采用閘條件通常采用冗余冗余設(shè)置，跳閘電路處于導(dǎo)通狀態(tài)并可實設(shè)置，跳閘電路處于導(dǎo)通狀態(tài)并可實行在線試驗。行在線試驗。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（三）保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）保護(hù)

26、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)：純電路組成的電子保護(hù)系統(tǒng)；電路和機(jī)械液壓兩種結(jié)構(gòu)：純電路組成的電子保護(hù)系統(tǒng)；電路和機(jī)械液壓裝置聯(lián)合組成的保護(hù)系統(tǒng)。裝置聯(lián)合組成的保護(hù)系統(tǒng)。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 五、液壓伺服系統(tǒng)五、液壓伺服系統(tǒng)（一）供油系統(tǒng)（一）供油系統(tǒng) 目前汽輪機(jī)控目前汽輪機(jī)控制用油多采用制用油多采用高壓高壓抗燃油抗燃油，取代原來，取代原來使用的汽輪機(jī)油。使用的汽輪機(jī)油。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)供油電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)供油壓力多選用壓力多選用1216MPa。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容（二）電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)（二）電液執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由液壓缸（油動機(jī)）、閥位檢測器

27、、電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由液壓缸（油動機(jī)）、閥位檢測器、試驗電磁閥和電液轉(zhuǎn)換器等組成。大型機(jī)組一般需要試驗電磁閥和電液轉(zhuǎn)換器等組成。大型機(jī)組一般需要1012套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別控制套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別控制2個高壓主汽閥、個高壓主汽閥、46個高壓個高壓調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)閥、2個中壓主汽閥和個中壓主汽閥和2個中壓調(diào)節(jié)閥。個中壓調(diào)節(jié)閥。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 液壓缸液壓缸習(xí)慣上稱為習(xí)慣上稱為油動機(jī)油動機(jī)，大都采用彈簧復(fù)位液壓開，大都采用彈簧復(fù)位液壓開啟式結(jié)構(gòu)，液壓缸單側(cè)進(jìn)油，充油時閥門開啟，開啟行程啟式結(jié)構(gòu)，液壓缸單側(cè)進(jìn)油，充油時閥門開啟，開啟行程大小取決于液壓缸充油量。當(dāng)液壓缸泄油時，

28、閥門借助彈大小取決于液壓缸充油量。當(dāng)液壓缸泄油時，閥門借助彈簧的力量關(guān)閉。簧的力量關(guān)閉。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 閥位檢測器用來測量閥門行程，通常采用閥位檢測器用來測量閥門行程，通常采用線性差動變線性差動變壓器（壓器（Linearity Variable Differential Transducers, LVDT）作為位移傳感器。傳感器采用冗余設(shè)置，兩個位置傳感器作為位移傳感器。傳感器采用冗余設(shè)置，兩個位置傳感器的輸出經(jīng)過的輸出經(jīng)過大選器大選器后送入閥位控制回路。后送入閥位控制回路。U第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 電液轉(zhuǎn)換器電液轉(zhuǎn)換器又

29、稱為電液伺服又稱為電液伺服閥，用來將控制閥，用來將控制回路輸出的電信回路輸出的電信號轉(zhuǎn)換為液壓信號轉(zhuǎn)換為液壓信號，再經(jīng)過放大號，再經(jīng)過放大后控制油動機(jī)去后控制油動機(jī)去啟閉閥門。啟閉閥門。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 六、自啟?？刂葡到y(tǒng)六、自啟?？刂葡到y(tǒng)（一）自啟?？刂葡到y(tǒng)的功能（一）自啟停控制系統(tǒng)的功能 汽輪機(jī)自啟停系統(tǒng)（汽輪機(jī)自啟停系統(tǒng)（Turbine Automatic Control, TAC）是一個大范圍的控制系統(tǒng)，原則上應(yīng)能自動完成是一個大范圍的控制系統(tǒng)，原則上應(yīng)能自動完成汽輪機(jī)從啟動準(zhǔn)備開始直至帶滿負(fù)荷為止的全部操作。汽輪機(jī)從啟動準(zhǔn)備開始直至帶滿負(fù)荷為止的

30、全部操作。 1.盤車階段的控制功能盤車階段的控制功能 TAC系統(tǒng)首先通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（系統(tǒng)首先通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）系統(tǒng)檢查所有）系統(tǒng)檢查所有測點和電源是否正常，潤滑油箱油溫、油位是否正常等。在測點和電源是否正常，潤滑油箱油溫、油位是否正常等。在盤車啟動的所有設(shè)備均處于正常狀態(tài)時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，盤車啟動的所有設(shè)備均處于正常狀態(tài)時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，通過潤滑油系統(tǒng)去啟動潤滑油泵。潤滑油壓建立后，盤車控通過潤滑油系統(tǒng)去啟動潤滑油泵。潤滑油壓建立后，盤車控制系統(tǒng)啟動頂軸油泵和盤車電動機(jī)，循環(huán)水控制系統(tǒng)向凝汽制系統(tǒng)啟動頂軸油泵和盤車電動機(jī)，循環(huán)水控制系統(tǒng)向凝汽器提供冷卻水。結(jié)果使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

31、達(dá)到盤車轉(zhuǎn)速。器提供冷卻水。結(jié)果使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到盤車轉(zhuǎn)速。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 2.抽真空階段的控制功能抽真空階段的控制功能 檢查控制油系統(tǒng)、凝汽器系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)，工況正常檢查控制油系統(tǒng)、凝汽器系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)，工況正常時發(fā)出啟動凝結(jié)水泵指令。檢查儀表用壓縮空氣系統(tǒng)、抽汽時發(fā)出啟動凝結(jié)水泵指令。檢查儀表用壓縮空氣系統(tǒng)、抽汽止回閥系統(tǒng)，正常時發(fā)出投入汽封系統(tǒng)指令，并開啟各部位止回閥系統(tǒng)，正常時發(fā)出投入汽封系統(tǒng)指令，并開啟各部位疏水門。檢查汽封系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)，全部正常時發(fā)出關(guān)閉真疏水門。檢查汽封系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)，全部正常時發(fā)出關(guān)閉真空破壞門及投入凝汽器真空系統(tǒng)

32、指令。檢查汽封系統(tǒng)、調(diào)節(jié)空破壞門及投入凝汽器真空系統(tǒng)指令。檢查汽封系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和凝汽器真空系統(tǒng)，全部正常且凝汽器內(nèi)已系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和凝汽器真空系統(tǒng)，全部正常且凝汽器內(nèi)已建立真空時發(fā)出投入控制油系統(tǒng)和低壓旁路系統(tǒng)指令。建立真空時發(fā)出投入控制油系統(tǒng)和低壓旁路系統(tǒng)指令。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 3.升速階段的控制功能升速階段的控制功能 檢查轉(zhuǎn)子撓度，凝汽器真空度，主蒸汽壓力、溫度和再檢查轉(zhuǎn)子撓度，凝汽器真空度，主蒸汽壓力、溫度和再熱蒸汽壓力、溫度，全部正常時發(fā)出保護(hù)系統(tǒng)復(fù)位指令，開熱蒸汽壓力、溫度，全部正常時發(fā)出保護(hù)系統(tǒng)復(fù)位指令，開啟高壓主汽閥和中壓主汽閥，

33、投入汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。檢查熱啟高壓主汽閥和中壓主汽閥，投入汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。檢查熱應(yīng)力計算系統(tǒng)和汽輪機(jī)本體參數(shù)，包括軸承溫度和缸壁溫度應(yīng)力計算系統(tǒng)和汽輪機(jī)本體參數(shù)，包括軸承溫度和缸壁溫度等全部正常后，送出沖轉(zhuǎn)指令，由調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)汽輪機(jī)升速。等全部正常后，送出沖轉(zhuǎn)指令，由調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)汽輪機(jī)升速。n 4.并網(wǎng)階段的控制功能并網(wǎng)階段的控制功能 檢查發(fā)動機(jī)勵磁系統(tǒng)是否正常，發(fā)出指令投入發(fā)動機(jī)勵檢查發(fā)動機(jī)勵磁系統(tǒng)是否正常，發(fā)出指令投入發(fā)動機(jī)勵磁系統(tǒng)。檢查汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速暖機(jī)時間和發(fā)動機(jī)電壓，全部磁系統(tǒng)。檢查汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速暖機(jī)時間和發(fā)動機(jī)電壓，全部正常后發(fā)出指令投入發(fā)動機(jī)自動同期系統(tǒng)。在規(guī)定時間內(nèi)，正常后發(fā)出指令投入發(fā)動機(jī)自動同期系統(tǒng)。在規(guī)定時間內(nèi)，檢查發(fā)動機(jī)主油開關(guān)和初始負(fù)荷的接帶情況，若正常，則進(jìn)檢查發(fā)動機(jī)主油開關(guān)和初始負(fù)荷的接帶情況，若正常，則進(jìn)入初始負(fù)荷暖機(jī)。入初始負(fù)荷暖機(jī)。第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)容 5.帶滿負(fù)荷階段的控制功能帶滿負(fù)荷階段的控制功能 初始負(fù)荷暖機(jī)過程結(jié)束后，送出指令，允許調(diào)節(jié)系統(tǒng)根初始負(fù)荷暖機(jī)過程結(jié)束后，送出指令，允許調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)需要增加負(fù)荷。隨時檢查熱應(yīng)力計算系統(tǒng)的計算結(jié)果，在據(jù)需要增加負(fù)荷。隨時檢查熱應(yīng)力計算系統(tǒng)的計算結(jié)果，在熱應(yīng)力超過規(guī)定值時發(fā)出指令給調(diào)節(jié)