汽輪機(jī)原理汽輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)課件

1第四節(jié)汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)配汽機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)對(duì)象機(jī)械式液壓式電子式高速?gòu)椥哉{(diào)速器徑向鉆孔脈沖泵

旋轉(zhuǎn)阻尼器1第四節(jié)汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)傳動(dòng)2第四節(jié)汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.機(jī)械式轉(zhuǎn)速感受元件（高速?gòu)椥哉{(diào)速器）右圖為高速?gòu)椥哉{(diào)速器示意圖。（1）結(jié)構(gòu)：重錘，彈簧板，彈簧，調(diào)速塊。一、轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)2第四節(jié)汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.機(jī)械式轉(zhuǎn)速感受元件（高速?gòu)?（2）優(yōu)點(diǎn)：無(wú)動(dòng)靜接觸部件、靈敏度高、遲緩小、穩(wěn)定性好和全行程調(diào)節(jié).（3）缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)維修與調(diào)試不甚方便。（4）工作原理：調(diào)速器工作時(shí)，重塊的離心力與彈簧力相平衡。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，引起重塊離心力變化，使彈簧伸長(zhǎng)或縮短。調(diào)速塊發(fā)生位移，形成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)節(jié)信號(hào)。（5）調(diào)速器的靜態(tài)特性：轉(zhuǎn)速與調(diào)速快位移的關(guān)系。在額定轉(zhuǎn)速附近，近似直線關(guān)系，其靈敏度為150r/min時(shí)為1mm.

3（2）優(yōu)點(diǎn)：無(wú)動(dòng)靜接觸部件、靈敏度高、遲緩小、穩(wěn)定性好和全42.徑向鉆孔脈沖泵

（1）結(jié)構(gòu)：它是一種基于離心泵工作原理的轉(zhuǎn)速感受器，由具有若干徑向鉆孔的輪盤泵輪、穩(wěn)流網(wǎng)和殼體等組成。

42.徑向鉆孔脈沖泵（1）結(jié)構(gòu)：它是一種基于離心泵工作原理5562.徑向鉆孔脈沖泵

（2）工作原理：徑向泵進(jìn)出口油壓分別接在壓力變換器活塞上下油室，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化引起油壓變化時(shí)，使壓力變換器活塞上下移動(dòng)，開(kāi)大（或關(guān)?。┛刂朴蛪旱男褂土?，使控制油壓發(fā)生變化。即把轉(zhuǎn)速變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為油壓變化信號(hào)。（3）優(yōu)點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維修方便、靈敏度高及遲緩小的優(yōu)點(diǎn)，并且當(dāng)泵的負(fù)載流量增大時(shí)，泵的壓增特性基本不變。徑向鉆孔脈沖泵的靈敏度通常為150r/min時(shí)585kPa。

（4）缺點(diǎn)：有時(shí)會(huì)出現(xiàn)油壓低周波動(dòng)，從而引起整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)晃動(dòng)，影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。62.徑向鉆孔脈沖泵（2）工作原理：7（5）油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：油泵出口處的壓力為徑向泵的壓增為注意：由于轉(zhuǎn)速變化與油壓差呈平方關(guān)系，只能在工作轉(zhuǎn)速附近局部區(qū)域內(nèi)把轉(zhuǎn)速與油泵出口油壓按線性考慮，故徑向鉆孔泵調(diào)速器不能作為全行程調(diào)速器。7（5）油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：徑向泵的壓增為注意：由于轉(zhuǎn)速變化83.旋轉(zhuǎn)阻尼器（1）結(jié)構(gòu)：阻尼管、油封環(huán)(或穩(wěn)流網(wǎng))、殼體及針形閥等組成

。（2）工作原理：從主油泵來(lái)的壓力油經(jīng)針形閥節(jié)流后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)阻尼外油室，再經(jīng)阻尼管由外向內(nèi)徑流動(dòng)并排出。油室中的油壓是阻尼管中的油柱旋轉(zhuǎn)離心力而產(chǎn)生的。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，油柱的離心力也在發(fā)生變化，使瀉油量變化，就使得一次油壓變化。

（3）油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：旋轉(zhuǎn)阻尼工作時(shí)，油柱的離心力與油壓力相平衡，油壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，油壓變化的相對(duì)值與轉(zhuǎn)速變化的相對(duì)值成正比。83.旋轉(zhuǎn)阻尼器（1）結(jié)構(gòu)：阻尼管、油封環(huán)(或穩(wěn)流網(wǎng))、殼體9910（4）特性曲線：（5）優(yōu)缺點(diǎn)：油封環(huán)的磨損很容易引起一次控制油壓波動(dòng)，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)晃動(dòng)。旋轉(zhuǎn)阻尼器的靈敏度小于徑向脈沖泵，一般為22kPa/150r/min1011二、中間放大器

主要有壓力控制式和流量控制式兩種。液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中常用的有隨動(dòng)滑閥、蝶閥和壓力變換器。1.隨動(dòng)滑閥放大器(1)結(jié)構(gòu)：由隨動(dòng)滑閥、控制滑閥和分配滑閥、杠桿等組成，作用是將調(diào)速塊的位移非接觸地轉(zhuǎn)變?yōu)榉峙浠y的油口開(kāi)度。

11二、中間放大器主要有壓力控制式和流量控制式兩種。液12(2)工作原理：壓力油經(jīng)節(jié)流孔a1進(jìn)入活塞左側(cè)腔室，然后經(jīng)活塞上的節(jié)流孔a2進(jìn)入活塞的右側(cè)腔室，最后從噴管與調(diào)速塊的間隙中排出。由杠桿傳動(dòng)關(guān)系可得，隨動(dòng)滑閥放大器的靜態(tài)特性是是分配滑閥位移12(2)工作原理：是分配滑閥位移132.波形筒一碟閥放大器(1)結(jié)構(gòu)：是與旋轉(zhuǎn)阻尼轉(zhuǎn)速感受器配套的調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一級(jí)放大器，它是由波形筒、碟閥、杠桿等部件組成。（2）工作原理：

輸入信號(hào)為一次油壓p1，輸出信號(hào)為二次油壓p2，通過(guò)杠桿力平衡的變化，達(dá)到改變蝶閥間隙、變換和放大油壓信號(hào)的作用。132.波形筒一碟閥放大器(1)結(jié)構(gòu)：是與旋轉(zhuǎn)阻尼轉(zhuǎn)速感受143.壓力變換器（調(diào)速器滑閥）(1)結(jié)構(gòu)：是與徑向脈沖泵轉(zhuǎn)速感受器配套的調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一級(jí)放大器。它主要由滑閥、主彈簧、副彈簧、滑閥套筒等組成（2）工作原理：

通過(guò)作用在滑閥端面上油壓作用力的平衡，將一次油壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛y的位移和控制油路泄油口的開(kāi)度的變化。143.壓力變換器（調(diào)速器滑閥）(1)結(jié)構(gòu)：是與徑向脈沖泵15三、油動(dòng)機(jī)（一）油動(dòng)機(jī)的基本原理優(yōu)點(diǎn)：油動(dòng)機(jī)具有慣性小、驅(qū)動(dòng)力大、動(dòng)作快、能耗低的突出優(yōu)點(diǎn)，這是目前電磁式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不可比擬的。結(jié)構(gòu)：主要由錯(cuò)油門、油動(dòng)機(jī)活塞(或稱油缸)及反饋機(jī)構(gòu)等組成。原理性結(jié)構(gòu)如圖：15三、油動(dòng)機(jī)（一）油動(dòng)機(jī)的基本原理161.最大提升力和提升力系數(shù)

（1）最大提升力如果油動(dòng)機(jī)的活塞靜止不動(dòng)，此時(shí)油動(dòng)機(jī)活塞上、下腔室的油壓分別為回油壓力pd和壓力油壓p0，油動(dòng)機(jī)活塞上產(chǎn)生最大推動(dòng)力，即產(chǎn)生開(kāi)啟汽門的最大提升力Fqmax=p0Ab-pdAu

161.最大提升力和提升力系數(shù)Fqmax=p0Ab-pdA17

（2）提升力系數(shù)

油動(dòng)機(jī)活塞是通過(guò)杠桿或凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)調(diào)節(jié)汽門開(kāi)啟或關(guān)閉的。這樣，作用在汽門上的實(shí)際提升力應(yīng)作傳動(dòng)比修正。為描述油動(dòng)機(jī)開(kāi)啟汽門的能力，我們定義：提升力系數(shù)通常要求大于2，有時(shí)達(dá)到417（2）提升力系數(shù)18指當(dāng)滑閥位移為最大時(shí)，油動(dòng)機(jī)活塞在最大進(jìn)油量的條件下走完整個(gè)工作行程所需要的時(shí)間。。油動(dòng)機(jī)的時(shí)間常數(shù)與錯(cuò)油門油口的面積(寬度與開(kāi)度)和油動(dòng)機(jī)活塞的行程及面積等參數(shù)有關(guān)。

油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)越大，其移動(dòng)速度越慢，開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥動(dòng)作慢，會(huì)引起超速。通常，大機(jī)組：=0.1~0.25s。為了迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，需減小油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)。可通過(guò)增大油口寬度和提高壓油壓力來(lái)減小油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)。2.油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)

18指當(dāng)滑閥位移為最大時(shí)，油動(dòng)機(jī)活塞在最大進(jìn)油量的條件下走完19(二)錯(cuò)油門滑閥可分為斷流式和節(jié)流式，節(jié)流式常作為中間放大元件。斷流式滑閥穩(wěn)定工況下，滑閥處于中間位置。蓋度的存在對(duì)滑閥調(diào)節(jié)有一定影響。優(yōu)缺點(diǎn)：a，降低了靈敏度；

b，有效地克服了各種因素引起負(fù)荷擺動(dòng)。19(二)錯(cuò)油門滑閥20節(jié)流式滑閥20節(jié)流式滑閥21(三)壓力控制型油動(dòng)機(jī)

是與波形筒碟閥放大器配套的調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它主要由繼動(dòng)器活塞、繼動(dòng)器碟閥、錯(cuò)油門滑閥、油動(dòng)機(jī)活塞、動(dòng)靜反饋彈簧等組成。1主油泵2旋轉(zhuǎn)阻尼3放大器4滑閥5油動(dòng)機(jī)6調(diào)節(jié)閥7繼動(dòng)器8靜反饋彈簧9動(dòng)反饋彈簧10放大器平衡板11主同步器12輔助同步器21(三)壓力控制型油動(dòng)機(jī)1主油泵2旋轉(zhuǎn)阻尼3放22(四)流量控制型油動(dòng)機(jī)

流量控制型油動(dòng)機(jī)是與隨動(dòng)滑閥或壓力變換器配套的調(diào)節(jié)系統(tǒng)全液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由錯(cuò)油門滑閥、油動(dòng)機(jī)活塞、靜反饋滑閥、動(dòng)反饋油口、靜反饋斜槽組成。22(四)流量控制型油動(dòng)機(jī)四、配汽機(jī)構(gòu)作用：將油動(dòng)機(jī)活塞的行程轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)的進(jìn)汽量，起到放大油動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力、校正行程－流量特性。組成：由配汽傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(或稱操縱機(jī)構(gòu))和調(diào)節(jié)汽門兩部分。

配汽機(jī)構(gòu)配汽傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)汽門四、配汽機(jī)構(gòu)作用：將油動(dòng)機(jī)活塞的行程轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)的進(jìn)汽量，起24（一）調(diào)節(jié)汽閥1.結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)巫y是汽輪機(jī)一種常見(jiàn)的閥門結(jié)構(gòu)，主要由閥芯和閥座組成。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，小型汽輪機(jī)上廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)：所需提升力大，大型汽輪機(jī)上難應(yīng)用。大型上多采用預(yù)啟閥。單座閥開(kāi)啟提升力

24（一）調(diào)節(jié)汽閥優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，小型汽輪機(jī)上廣泛應(yīng)用。252.閥門的升程流量特性流動(dòng)特性較為復(fù)雜，因?yàn)樵陂_(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中，不僅調(diào)節(jié)汽門的通流面積發(fā)生改變