1、鍋妒rl'!KUI匸.丿悄中:拆卩心骼f咒測(cè)中你低壓缸肉兒卜汽閥4»勸緡件妙艦中依I；汽:閥中件.調(diào)竹個(gè)2Ml：WR?=b占禍粥卜稔水翔一囲址輿汕乳蹴卜一前泳血供冶系珂九全賠話蹴吶flirar?DEH調(diào)頻原理詳解及汽輪機(jī)靜態(tài)特性一、DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成A町門袖動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)給定4圖4-5(3數(shù)寧電液調(diào)修殺統(tǒng)原理方框圖功率傳感欝f蟲力傳感器電植轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)逮傳曲器汽輪機(jī)/<ifMi魁它山淋冏皆痛細(xì)1、電子控制器：包括數(shù)字計(jì)算機(jī)、混合數(shù)模插件、接口和電源設(shè)備。主要用于給定、接受反饋信號(hào)、邏輯運(yùn)算和發(fā)出指令進(jìn)行控制。2、操作系統(tǒng)：即操作員站，主要包括操作盤、圖像站、顯示器和打印機(jī)。3

2、、油系統(tǒng)：主要負(fù)責(zé)向系統(tǒng)提供潤滑油系統(tǒng)和高壓抗燃油系統(tǒng)。4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：主要負(fù)責(zé)控制汽閥。5、保護(hù)系統(tǒng)：主要用于快關(guān)調(diào)節(jié)閥，電氣危急遮斷停機(jī)，機(jī)械超速保護(hù)和手動(dòng)停機(jī)裝置作為停機(jī)備用裝置。二、DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理DEH調(diào)節(jié)的原理方框圖如圖456所示。該系統(tǒng)實(shí)際上為模擬數(shù)字、功率頻率、電子液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其采樣信號(hào)除轉(zhuǎn)速為數(shù)字量外，其余采用信號(hào)均為模擬量，因此送入計(jì)算機(jī)前需經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)字處理和運(yùn)算，其輸出數(shù)字量經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（D/A）變成模擬量后送至電液轉(zhuǎn)換器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成液壓信號(hào)，此液壓信號(hào)作用于油動(dòng)機(jī)以控制主汽門及調(diào)節(jié)汽門的開度，使汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速或功率

3、發(fā)生變化。系統(tǒng)中的給定值，有轉(zhuǎn)速給定及功率給定，可以數(shù)字量輸入，也可以模擬量輸入。該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程可簡(jiǎn)要分析如下：由圖456可見，轉(zhuǎn)速和功率信號(hào)形成了兩個(gè)反饋回路，當(dāng)外界負(fù)荷變化時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化，頻率采樣器產(chǎn)生的模擬電壓信號(hào)通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)算出結(jié)果后，再經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬量輸入至電液伺服閥，控制閥門的開度，使汽輪機(jī)的功率做相應(yīng)地改變。同樣道理，功率變化信號(hào)也經(jīng)過采樣器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其數(shù)字量輸入計(jì)算機(jī)與轉(zhuǎn)速的相應(yīng)信號(hào)相比較，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的變化值相互抵消時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)作結(jié)束。該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律是PI（比例、積分）調(diào)節(jié)，而且是多回路的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由內(nèi)

4、回路和外回路組成，內(nèi)回路可加速調(diào)節(jié)過程，外回路則可保證輸出嚴(yán)格等于給定值；PI調(diào)節(jié)規(guī)律既保證了對(duì)系統(tǒng)信息的運(yùn)算處理和放大，其積分環(huán)節(jié)又可保證消除靜態(tài)偏差，從而實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。1、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度不等率與靜特性曲線在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，穩(wěn)定工況下轉(zhuǎn)速與功率之間的關(guān)系曲線稱為靜特性曲線（圖1-33）；如果穩(wěn)定狀態(tài)下，系統(tǒng)中的負(fù)荷從零變化到滿載，則相應(yīng)的系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速的變化值與額定轉(zhuǎn)速之比，即6n=Anmax/n0稱為整個(gè)系統(tǒng)的平均速度不等率（速度變動(dòng)率）；如果穩(wěn)定狀態(tài)下，機(jī)組的負(fù)荷從零變化到滿載，則相應(yīng)的機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化值與額定轉(zhuǎn)速之比，即&=Anmax/n0稱為汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度不等率（又稱

5、速度變動(dòng)率）。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度不等率是一個(gè)非常重要的參數(shù)。它的合理與否直接影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行情況，同時(shí)，也將對(duì)電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。一般機(jī)組要求速度不等率在3%6%之間可調(diào)，出廠時(shí)設(shè)定為4%5%。2、汽輪機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷自動(dòng)分配并網(wǎng)運(yùn)行是指電網(wǎng)中有兩臺(tái)及以上汽輪發(fā)電機(jī)向用戶供電的運(yùn)行方式。這時(shí)，如果不考慮機(jī)組之間電力的相互作用的話，電網(wǎng)中各處的頻率是相等的。由于轉(zhuǎn)速與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以，電網(wǎng)中的各臺(tái)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速也是一樣的。即使具有半速的汽輪機(jī)的情況下，各個(gè)轉(zhuǎn)速之間也將保持固定的比例關(guān)系。而用戶的耗電量等于各臺(tái)汽輪機(jī)的功率的總和。假設(shè)電網(wǎng)中有兩臺(tái)并列運(yùn)行的汽輪機(jī)I和II,其靜態(tài)特性曲

6、線為一根直線。速度不等率分別為61和62,且61>62，在某一時(shí)刻，兩臺(tái)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速均為n,根據(jù)它們的各自的靜態(tài)特性，其功率分別為PI和Pn，如圖1-17所示。胡豈鬥一na/'iir*°幾X尸心廠°心町冷圖1-17并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪機(jī)（靜態(tài)特性為直線）若系統(tǒng)中用戶的耗電量增加了AP，外界負(fù)荷的增加，使得兩臺(tái)機(jī)組的轉(zhuǎn)速同時(shí)下降。同時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)作，將兩臺(tái)機(jī)組的出力分別增加了API和APL從圖I17可以看出，由于速度不等率§1>52，所以API小于APn。穩(wěn)定后增加的出力必然與耗電量的增加相同，即P=APj+APn根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，有APi=RmaxA

7、n;APn-AnnituaK當(dāng)電網(wǎng)頻率變化時(shí)，各臺(tái)汽輪機(jī)分擔(dān)的負(fù)荷相對(duì)變化量為推廣到一般情況，任意臺(tái)汽輪機(jī)分擔(dān)的負(fù)荷相對(duì)變化量為所以，我們由此得出結(jié)論:臺(tái)汽輪機(jī)分擔(dān)的負(fù)荷，與該汽輪機(jī)的功率與整個(gè)系統(tǒng)的總功率之比成正比，而與該汽輪機(jī)的速度不等率與整個(gè)系統(tǒng)的速度不等率之比成反比。3、汽輪機(jī)速度不等率的選取(1)從一次調(diào)頻能力考慮由式(51)可知，如果某臺(tái)機(jī)組的速度不等率遠(yuǎn)比電網(wǎng)的平均速度不等率小，則當(dāng)電網(wǎng)頻率變化時(shí)，該機(jī)組的負(fù)荷變化特別劇烈；如果該機(jī)組的速度不等率遠(yuǎn)比電網(wǎng)的平均速度不等率大，則當(dāng)電網(wǎng)頻率變化時(shí)，該機(jī)組的負(fù)荷變化就很小。因此,應(yīng)當(dāng)使電網(wǎng)中的機(jī)組的速度不等率盡量接近，同時(shí)，考慮到大機(jī)組

8、的經(jīng)濟(jì)性較好，啟動(dòng)復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)使大型機(jī)組承擔(dān)基本負(fù)荷，因此適合采用較大的速度不等率，提高其年利用小時(shí)數(shù)。而中、小型機(jī)組經(jīng)濟(jì)性差，啟動(dòng)過程較簡(jiǎn)單，使其承擔(dān)尖峰負(fù)荷和調(diào)頻任務(wù)，適合采用較小的速度不等率。(2)從機(jī)組本身的運(yùn)行穩(wěn)定性考慮在汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）中，1/Kf=6，就代表汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性曲線的斜率。速度不等率數(shù)值和靜特性曲線的形狀、位置，都可以采用電路或數(shù)字的形式任意設(shè)定。從機(jī)組本身的運(yùn)行穩(wěn)定性看，速度不等率（機(jī)組的調(diào)差系數(shù)）的倒數(shù)就是速度系統(tǒng)的增益（比例系數(shù)）1/5=Kf,因此，速度不等率越小，則系統(tǒng)增益越大，系統(tǒng)越不穩(wěn)定。因此速度不等率不能過小，一般不能小于1.2%。四、

9、一次調(diào)頻（速度控制）原理1、單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)和原理圖4-4單元機(jī)粗負(fù)荷控制泵統(tǒng)的組成框圖在負(fù)荷控制階段，DEH系統(tǒng)的負(fù)荷控制回路接受設(shè)定值形成回路輸出的功率定值信號(hào)P。和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)n、功率反饋信號(hào)Pe和調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋信號(hào)pi，根據(jù)DEH系統(tǒng)控制方E1式進(jìn)行控制運(yùn)算，輸出當(dāng)前運(yùn)行方式下的蒸汽流量請(qǐng)求值，經(jīng)閥門管理程序處理，變?yōu)殚y門位置請(qǐng)求信號(hào)，去控制高壓調(diào)門開度，控制機(jī)組負(fù)荷。功率控制回路由速度控制、功率控制、調(diào)節(jié)級(jí)壓力控制和閥門管理等環(huán)節(jié)組成，其原理簡(jiǎn)圖如圖38所示。2、一次調(diào)頻（速度控制）原理機(jī)組并列后，運(yùn)行人員按“速度投入”鍵，燈亮，“SPI”邏輯有效，速度控制回路投入。速度控

10、制回路由一個(gè)“死區(qū)線性限幅”非線性環(huán)節(jié)（如圖38所示）和一個(gè)比例控制器P組成，當(dāng)死區(qū)為0且限幅未發(fā)生作用時(shí)，速度校正器的輸出為y1=kf（no-n）式中kf速度校正器的比例系數(shù)（增益）。而整個(gè)速度控制回路的輸出為Pi=P。+丫1=P。+kf（n0-n）（5-2）在速度控制投入的情況下，速度控制回路的輸出等于設(shè)定值形成回路輸出的功率設(shè)定值P0與加速度校正值£之和。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速n等于額定轉(zhuǎn)速氣時(shí)，速度校正值此等于0,無需進(jìn)行速度校正。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降時(shí)，速度校正值人大于0,此大于P0,速度控制作用使汽機(jī)閥門開度增大，機(jī)組輸出功率增加。校正器的比例放大系數(shù)kf越大，速度校正值£越大，

11、機(jī)大型單元中間再熱機(jī)組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻，采用“死區(qū)一線性一限幅”速度校正（圖1-33），是因?yàn)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，不希望電網(wǎng)頻率經(jīng)常性的小波動(dòng)影響機(jī)組出力，故將速度偏差經(jīng)過死區(qū)處理，以濾掉速度信號(hào)中的高頻低幅干擾；當(dāng)轉(zhuǎn)速偏差超過死區(qū)后，速度校正值則與偏差A(yù)n之間呈線性關(guān)系；在頻差超出一定范圍時(shí)，中間再熱機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)能力受鍋爐變負(fù)荷能力的限制而采取了限幅措施。并網(wǎng)后，一般在低負(fù)荷時(shí)，機(jī)組不參與電網(wǎng)的調(diào)頻，所以設(shè)置了一次調(diào)頻的負(fù)荷下限。為了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)頻率基本穩(wěn)定在額定值時(shí)，機(jī)組對(duì)頻率的微小波動(dòng)不產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，因此在額定轉(zhuǎn)速附近設(shè)置了死區(qū)。同時(shí)，還可以根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況，限定本機(jī)組參與調(diào)頻

12、的負(fù)荷變化量的大小。這些功能如圖133所示。圖1一33中，當(dāng)頻率變化超過額定頻率。土2r/min=±0.033Hz時(shí)，才起調(diào)節(jié)作用，參與調(diào)頻的負(fù)荷變化量限定為8%,相當(dāng)于電網(wǎng)頻率變化上土2r/min=土0.2Hz。也有的系統(tǒng)，對(duì)參與調(diào)頻的機(jī)組僅限制其增負(fù)荷或減負(fù)荷的變化量，如圖135和圖及1一36所示。在DEH系統(tǒng)中，校正環(huán)節(jié)中的不靈敏區(qū)的寬度（即死區(qū)）和比例放大系數(shù)1/&=Kf可以很方便地由控制系統(tǒng)維護(hù)人員進(jìn)行調(diào)整，從而改變機(jī)組的一次調(diào)頻能力。死區(qū)愈寬，機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻的能力愈差，死區(qū)趨向無窮大時(shí)，相當(dāng)于速度反饋回路已切除，機(jī)組帶基本負(fù)荷運(yùn)行，可以保證大型機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。比例放大系數(shù)可根據(jù)