汽輪機(jī)調(diào)節(jié)及保護(hù)系統(tǒng)(鶴壁)

第三章汽輪機(jī)調(diào)節(jié)及保安護(hù)系統(tǒng)孫為民第一節(jié)概述

一、汽輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)特性1.轉(zhuǎn)子力矩自平衡特性

電力用戶對(duì)電力的供應(yīng)有一定量和質(zhì)的要求。量的要求：功率的大小質(zhì)的要求：一是電壓，二是頻率。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)是及時(shí)調(diào)整汽輪機(jī)的功率，使它能滿足外界負(fù)荷變化的需要，同時(shí)保證轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)。

⒉汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)當(dāng)汽輪機(jī)單機(jī)運(yùn)行，電功率從零增加到額定值時(shí)，轉(zhuǎn)速相應(yīng)從n1變到n2，轉(zhuǎn)速的改變值n=n1-n2與額定轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率（或稱為轉(zhuǎn)速不等率）。即

⒊再熱器對(duì)調(diào)節(jié)特性的影響汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可劃分為兩種型式即液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（一）液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（二）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)1．功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)2．?dāng)?shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)二、汽輪機(jī)運(yùn)行對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能的要求第二節(jié)高中壓進(jìn)汽閥門東方；汽機(jī)配有4個(gè)高壓調(diào)閥,2個(gè)中壓調(diào)閥，2個(gè)高主閥及2個(gè)中主閥，且中壓采用聯(lián)合汽閥方式。其中6個(gè)調(diào)閥和右側(cè)高壓主汽閥配伺服閥接受DEH的調(diào)節(jié)信號(hào)，左側(cè)高壓主汽閥及2個(gè)中壓主汽閥均采用電磁閥接受DEH開關(guān)信號(hào)。哈汽：汽機(jī)配有4個(gè)高壓調(diào)閥,4個(gè)中壓調(diào)閥，2個(gè)高主閥及2個(gè)中主閥。其中8個(gè)調(diào)閥和2個(gè)高壓主汽閥配伺服閥接受DEH的調(diào)節(jié)信號(hào)，2個(gè)中壓主汽閥均采用電磁閥接受DEH開關(guān)信號(hào)。第三節(jié)DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)一、DEH系統(tǒng)的組成由數(shù)字式控制器、閥門控制器、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、DAS、TSI、OPC、ETS、AS相連接，還留有與BMS等的通信接口。是分布式控制系統(tǒng)DCS的一個(gè)子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制CCS。⒈工作站⒉數(shù)字控制器⒊液壓控制系統(tǒng)二、DEH系統(tǒng)的控制方式⑴手動(dòng)方式⑵操作員自動(dòng)（OA）方式⑶程控方式（ATC）⑷協(xié)調(diào)控制方式（CCS）⑸遙控方式（OA）三、DEH系統(tǒng)的主要功能⑴轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制⑵負(fù)荷控制⑶閥門試驗(yàn)及閥門管理⑷熱應(yīng)力計(jì)算和控制功能⑸程控啟動(dòng)⑹保護(hù)功能⑺儲(chǔ)存、顯示、打?、套詣?dòng)檢測(cè)⑼容錯(cuò)和切換四、轉(zhuǎn)速控制回路五、負(fù)荷控制回路六、汽輪機(jī)啟停和運(yùn)行中的監(jiān)視⑴圖像顯示⑵以曲線或棒圖顯示各種過程變量的變化⑶報(bào)警顯示⑷制表記錄和打?、娠@示操作指導(dǎo)七、汽輪機(jī)自啟動(dòng)及負(fù)荷自動(dòng)控制（ATC）從盤車轉(zhuǎn)速到同步轉(zhuǎn)速的過程中⑴發(fā)出沖轉(zhuǎn)指令⑵在沖轉(zhuǎn)過程中，如遇有關(guān)參數(shù)超過報(bào)警值，將立即轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速保持⑶按程序規(guī)定升速⑷使汽輪機(jī)加速到接近同步轉(zhuǎn)速，然后向自動(dòng)同步裝置發(fā)出信號(hào)，ATC的升速程序結(jié)束；汽輪發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)由自動(dòng)同期裝置發(fā)出指令來完成。并網(wǎng)后DEH控制汽輪發(fā)電機(jī)組帶初始負(fù)荷ATC系統(tǒng)的負(fù)荷控制從機(jī)組帶初始負(fù)荷直到目標(biāo)負(fù)荷。它能最短時(shí)間實(shí)現(xiàn)所需的負(fù)荷變動(dòng)，負(fù)荷變化率取最小值。⑴由轉(zhuǎn)子變化鍋爐所允許的負(fù)荷變化率⑵由運(yùn)行人員根據(jù)各種原因，包括電廠其他設(shè)備的運(yùn)行狀況而給出的負(fù)荷變化率⑶由DCS系統(tǒng)給出的負(fù)荷變化率第四節(jié)DEH的液壓伺服系統(tǒng)液壓部分由高壓伺服系統(tǒng)（液壓控制系統(tǒng)）、高壓遮斷系統(tǒng)、低壓遮斷系統(tǒng)和液壓供油系統(tǒng)等幾部分組成。供油系統(tǒng)的功能是為機(jī)組提供高壓抗燃油，并由它驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)、高壓抗燃油遮斷系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)接受DEH傳送來的控制信號(hào)，控制汽輪機(jī)各蒸汽閥門的開度。高、低壓遮斷系統(tǒng)主要用于當(dāng)危及汽輪機(jī)本體安全的情況出現(xiàn)時(shí)，迅速關(guān)閉汽輪機(jī)的所有進(jìn)汽閥門，保證汽輪機(jī)安全停機(jī)。

液壓部分功能一、DEH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)。二、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理⒈控制型汽閥的工作原理1號(hào)主汽閥⒉控制型汽閥的工作原理2號(hào)主汽閥⒊快速卸荷閥4.線性位移差動(dòng)變送器5．電液轉(zhuǎn)換器（1）動(dòng)圈式電液轉(zhuǎn)換器（2）動(dòng)鐵式電液轉(zhuǎn)換器（3）碟閥型電液轉(zhuǎn)換器中壓聯(lián)合汽閥油動(dòng)機(jī)濾網(wǎng)關(guān)斷閥快關(guān)電磁閥伺服閥快速卸載閥開關(guān)反饋線性變送器油動(dòng)機(jī)試驗(yàn)電磁閥主汽閥調(diào)閥遮斷電磁閥中聯(lián)門油動(dòng)機(jī)的動(dòng)作抗燃油泵起動(dòng)安全油壓建立掛閘失電失電失電開主汽門沖轉(zhuǎn)DEH閥位指令閥位反饋第五節(jié)汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)一、危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)（一）電氣危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)1．超速保護(hù)電磁閥（OPC電磁閥）2．自動(dòng)停機(jī)危急遮斷電磁閥（AST電磁閥）300MW機(jī)組的危急跳閘裝置監(jiān)視的項(xiàng)目和控制參數(shù)為：1）超速保護(hù)。轉(zhuǎn)速達(dá)到110％時(shí)遮斷機(jī)組。2）軸向位移保護(hù)。3）軸承供油低油壓和回油高油溫保護(hù)。軸承供油油壓低到34.47～48.26kPa時(shí)遮斷機(jī)組。4）EH（抗燃）油低油壓保護(hù)。EH油壓低到9.31MPa時(shí)遮斷機(jī)組。5）凝汽器低真空保護(hù)。汽輪機(jī)的排汽壓力高于20.33kPa時(shí)遮斷機(jī)組。3．單向閥（逆止閥）4．空氣引導(dǎo)閥（二）機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)第六節(jié)高壓供油系統(tǒng)主機(jī)液壓油采用磷酸酯抗燃油系統(tǒng)為各閥門的油動(dòng)機(jī)提供符合標(biāo)準(zhǔn)的高壓驅(qū)動(dòng)油（壓力14.0±0.5MPa）。液壓油供油系統(tǒng)抗燃油冷卻器的冷卻水采用式循環(huán)冷卻水，冷卻水溫度按38℃設(shè)計(jì)?？谷加凸┯拖到y(tǒng)包括油箱及附件、兩臺(tái)100％容量的交流供油泵、兩套抗燃油再生裝置、兩臺(tái)100％容量的冷油器、蓄能器、油過濾器、油溫調(diào)節(jié)裝置、閥門泄壓閥等部件。供油泵采用恒壓變量柱塞泵，靠壓力補(bǔ)償器改變柱塞泵行程對(duì)系統(tǒng)油壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，正常運(yùn)行時(shí)供油泵一運(yùn)一備，備用泵靠壓力開關(guān)投入。系統(tǒng)組成

DEH油壓低2/3（7.8±0.2MPa)停機(jī)液壓油供油系統(tǒng)

變量柱塞泵再生循環(huán)泵再生裝置油箱接閉式水溫控閥油泵試驗(yàn)電磁閥蓄能器去各閥門油壓低（9.2±0.2MPa）聯(lián)泵EH油系統(tǒng)布置（俯視）六個(gè)蓄能器冷卻水進(jìn)口冷油器（兩臺(tái)）冷卻水出口供油口（三個(gè)壓力油、一個(gè)安全油、兩個(gè)小機(jī)壓力油）空氣呼吸器回油口液位開關(guān)控制柜EH油系統(tǒng)布置（側(cè)視）抗燃油泵泵油箱壓力表及壓力開關(guān)蓄能器加熱器EH油系統(tǒng)布置（正視）循環(huán)泵抗燃油泵供油系統(tǒng)參數(shù)主機(jī)調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)1.自動(dòng)掛閘,完成高壓缸及閥殼預(yù)暖,自動(dòng)判斷機(jī)組的熱狀態(tài)2.控制高、中壓調(diào)門,完成從沖轉(zhuǎn)、升速、過臨界轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)、初負(fù)荷直到目標(biāo)負(fù)荷的全過程3.選擇高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)或中壓缸啟動(dòng)方式,可實(shí)現(xiàn)閥門管理；可實(shí)現(xiàn)定滑定啟動(dòng)。4.ATS自動(dòng)啟動(dòng)方式時(shí),機(jī)組將由轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力大小及振動(dòng)、脹差等參數(shù)來確定目標(biāo)值和速率(負(fù)荷率),自動(dòng)啟動(dòng)。5.具有完善的超速控制及超速保護(hù)功能

DEH功能

6.可在線分組進(jìn)行高、中壓主汽調(diào)節(jié)閥活動(dòng)試驗(yàn)7.可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方噴油試驗(yàn)和機(jī)械、電氣超速試驗(yàn)8.具有TPC主汽壓力低保護(hù)功能9.具有三檔快卸負(fù)荷(RUNBACK)功能。10.啟停過程中可發(fā)出自動(dòng)疏水控制信號(hào)11.具有負(fù)荷限制功能12.可與CCS(協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))配合,完成機(jī)爐協(xié)調(diào)功能.汽機(jī)ETS至少有下列跳閘保護(hù)條件：1）手動(dòng)停機(jī)（雙按鈕控制）。2）機(jī)組超速保護(hù)（三個(gè)獨(dú)立于其它系統(tǒng)且來自現(xiàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)速信號(hào)）。3）凝汽器真空低保護(hù)（設(shè)三個(gè)進(jìn)口邏輯開關(guān)）。4）機(jī)組軸向位移大保護(hù)。（三取二）。

自動(dòng)控制和聯(lián)鎖說明5）軸承潤(rùn)滑油壓力低保護(hù)（設(shè)三個(gè)進(jìn)口邏輯開關(guān)）。6）汽機(jī)抗燃油壓低保護(hù)（設(shè)三個(gè)進(jìn)口邏輯開關(guān)）。7）發(fā)電機(jī)故障保護(hù)。8）DEH保