1、蒸汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹學(xué)習(xí) 一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)： 1.調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的功率，以適應(yīng)外界負(fù)荷變化的需要。2.調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速使機(jī)組的轉(zhuǎn)速保持在額定的轉(zhuǎn)速內(nèi)，因此，需要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。第一節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理及作用調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本作用原理： 1.當(dāng)外負(fù)荷與機(jī)組功率平衡時(shí)：蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的力矩與外界負(fù)荷作用在轉(zhuǎn)子上的阻力矩相等，此時(shí)，機(jī)組轉(zhuǎn)速不變。功率相平衡。2.外界負(fù)荷增加時(shí)：外界負(fù)荷作用在轉(zhuǎn)子上的阻力矩大于蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的力矩，轉(zhuǎn)子角加速度小于零，此時(shí)，轉(zhuǎn)速下降。3.外界負(fù)荷減小時(shí)：蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的力矩大于外界負(fù)荷作用在轉(zhuǎn)子上的阻力矩，轉(zhuǎn)子角加速度大于零，此時(shí)，轉(zhuǎn)速升高。因此，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化，是表明外

2、界負(fù)荷變化的信號，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，說明外界負(fù)荷增加；當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，說明外界負(fù)荷減小。我們知道，改變汽輪機(jī)的功率，可以通過改變進(jìn)汽量來實(shí)現(xiàn)。因此，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本作用原理是：當(dāng)外界負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，汽輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)速變化通過調(diào)節(jié)閥改變進(jìn)汽量來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)功率，以適應(yīng)外界負(fù)荷的變化。直接調(diào)節(jié)系統(tǒng) 一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成：由調(diào)速器（轉(zhuǎn)速感受裝置）包括重錘、滑環(huán)、彈簧等；杠桿（傳動裝置）；調(diào)節(jié)閥（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）三大部件組成。 二、調(diào)節(jié)過程：當(dāng)負(fù)荷不變時(shí)，轉(zhuǎn)速不變，滑環(huán)位置一定，因此調(diào)節(jié)閥開度一定，流量一定；當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，重錘收縮，滑環(huán)下移，則調(diào)節(jié)閥開大，流量增加，使汽輪機(jī)輸

3、出功率增大，功率達(dá)到平衡，但轉(zhuǎn)速維持在新的數(shù)值，比原有轉(zhuǎn)速稍低，此現(xiàn)象稱為有差調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)后，被調(diào)參數(shù)即轉(zhuǎn)速，不能保持恒定值）。為保持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，另外還有同步器（也稱始動器），用于轉(zhuǎn)速設(shè)定。因此，汽輪機(jī)的這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)屬于有差調(diào)節(jié)，既負(fù)荷變化時(shí)，自動調(diào)節(jié)后，功率能滿足負(fù)荷變化需要，但轉(zhuǎn)速稍有變化。隨著科學(xué)的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在基本不采用這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)。間接調(diào)節(jié)系統(tǒng) 一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成：與直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，在傳動裝置中增加了放大部分，由滑閥和油動機(jī)組成。 二、調(diào)節(jié)過程：當(dāng)負(fù)荷升高時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，滑環(huán)下移，使滑閥下移，壓力油進(jìn)入油動機(jī)活塞下部，活塞上部接通回油，使油動機(jī)活塞上移，帶動調(diào)節(jié)閥開大，功率

4、增加，在油動機(jī)上移的同時(shí)，使滑閥上移（此過程稱為反饋）處于中間位置，切斷油路，使調(diào)節(jié)處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)外界負(fù)荷降低時(shí)，調(diào)節(jié)過程相反。反饋：在調(diào)節(jié)過程中，輸出量反作用于輸入量的過程稱為反饋。調(diào)速器WoodwardGovernorCompany伍德沃德調(diào)速器公司產(chǎn)品系列：Woodward505控制系統(tǒng)由美國Woodward公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，該系統(tǒng)控制器以微處理器為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)控制，可用于單個(gè)或雙個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的蒸汽輪機(jī)，Woodward505控制系統(tǒng)在汽輪機(jī)中的應(yīng)用廣泛: woodward505,woodward505e,woodward505c,woodward505h,woodward505PEAK150,

5、機(jī)械液壓調(diào)速系統(tǒng),Woodward505控制系統(tǒng) WOODWARD505E型電調(diào)裝置，汽輪機(jī)系凝汽式汽輪機(jī)組，調(diào)速系統(tǒng)采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH），WOODWARD505E數(shù)字式調(diào)節(jié)器、電液轉(zhuǎn)換器（CPC）、調(diào)節(jié)汽閥等組成.曾經(jīng)稱謂，505E型伍德瓦德（WOODWARD）電子自動調(diào)速器（簡稱505E調(diào)速器）是一種基于微型處理機(jī)的控制器，它用來控制抽汽式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。伍德沃德調(diào)速器用于航空工業(yè)、交通運(yùn)輸、發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)及透平控制器領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。 汽輪機(jī)控制,505/505E控制器,伍德沃德505/505E數(shù)字式控制器可用于控制工業(yè)汽輪機(jī)小電網(wǎng)渦輪發(fā)電機(jī)或透平膨脹機(jī)控制器由

6、印刷電路板和外殼組成如果控制器使用. Peak150蒸汽輪機(jī)數(shù)字式控制器,Peak150數(shù)字式控制器專門為驅(qū)動機(jī)械負(fù)載的蒸汽輪機(jī)而設(shè)計(jì).DEH（電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)）數(shù)字式電液控制系統(tǒng) digital electrohydraulic control(DEH)由按電氣原理設(shè)計(jì)的敏感元件、數(shù)字電路(計(jì)算機(jī))、按液壓原理設(shè)計(jì)的放大元件和液壓伺服機(jī)構(gòu)構(gòu)成的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)。簡稱數(shù)字電調(diào)?；驹砗獙毠咀詡潆姀S汽輪機(jī)采用DDV閥（Direct Drive Servo Valve）作為電液接口部件的低壓透平油純電調(diào)系統(tǒng)。DDV伺服閥是美國MOOG公司近期推出的一種直接驅(qū)動式電液伺服閥。由DEH系統(tǒng)發(fā)出的閥位指令

7、信號，經(jīng)伺服放大器放大后，由DDV閥將電信號轉(zhuǎn)換成脈沖調(diào)制電流信號，直接控制油動機(jī)帶動調(diào)節(jié)汽門以改變機(jī)組的轉(zhuǎn)速或功率。在油動機(jī)移動時(shí)，帶動LVDT位移傳感器，作為負(fù)反饋信號與閥位指令信號相比較。當(dāng)兩個(gè)電信號相平衡時(shí)，伺服放大器的輸出就保持原穩(wěn)態(tài)值不變，而油動機(jī)就穩(wěn)定在一個(gè)新的工作位置。在汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)前，DEH為轉(zhuǎn)速閉環(huán)無差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其設(shè)定點(diǎn)為給定轉(zhuǎn)速。給定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之差，經(jīng)PID（Proportional-Integral-Derivative Controller）調(diào)節(jié)器運(yùn)算后，通過伺服系統(tǒng)控制油動機(jī)開度，使實(shí)際轉(zhuǎn)速跟隨給定轉(zhuǎn)速變化。并網(wǎng)帶初負(fù)荷后，DEH自動轉(zhuǎn)為閥控方式，操作員可通

8、過設(shè)置目標(biāo)閥位和閥位變化率或點(diǎn)按“閥控”增、減按鈕改變總閥位給定值（單位為 %），來控制調(diào)門開度。按增、減按鈕時(shí)總閥位給定值速率為60%/min。負(fù)荷在2-65MW無限制動作，按“功控”按鈕進(jìn)入功控方式。設(shè)置適當(dāng)?shù)呢?fù)荷和目標(biāo)功率，機(jī)組功率自動以當(dāng)前負(fù)荷率向目標(biāo)值靠近。操作員可在0-6MW/min內(nèi)修改負(fù)荷率。當(dāng)限制或保護(hù)動作時(shí)，自動退出功控方式。按“功控” 、“閥控”按鈕可實(shí)現(xiàn)無擾切換。DEH操作畫面說明在MACS系統(tǒng)在線運(yùn)行畫面上，單擊“主控畫面”按鈕，即進(jìn)入DEH的“主控畫面”。DEH的操作畫面包括主控畫面、實(shí)驗(yàn)畫面。操作員通過單擊菜單，可方便的進(jìn)行畫面切換。在菜單欄下面，顯示機(jī)組的一些主

9、要參數(shù)和當(dāng)前狀態(tài)。操作員可根據(jù)此參數(shù)進(jìn)行操作和調(diào)整。DEH系統(tǒng)控制回路及功能控制回路控制回路由功能碼組態(tài)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)DEH各種控制功能的要求?？刂苹芈钒ǎ恨D(zhuǎn)速控制、功率控制、閥門開度控制、抽汽控制、主汽壓保護(hù)、防超速保護(hù)、快速減負(fù)荷等等。轉(zhuǎn)速控制回路轉(zhuǎn)速控制回路包括轉(zhuǎn)速目標(biāo)值給定，轉(zhuǎn)速變化率給定，自動升速曲線的生成及選擇，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速測量及三取二邏輯，轉(zhuǎn)速不等率和不調(diào)頻死區(qū)設(shè)定，主汽閥與調(diào)節(jié)閥控制的切換邏輯、頻率同期的自動或手動控制等。本回路承擔(dān)汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制任務(wù)。功率控制回路功率控制回路包括目標(biāo)功率值給定、功率變化率設(shè)定、一次調(diào)頻對功率給定的修正（一次調(diào)頻）、主汽壓波動對功率

10、給定的動、靜態(tài)修正、最大功率限制及限制值給定、發(fā)電機(jī)有功功率校正、功率測量的二選一邏輯、功率PI調(diào)節(jié)器、機(jī)爐協(xié)調(diào)控制的投入/切除等。本回路構(gòu)成了汽輪發(fā)電機(jī)組的功率閉環(huán)控制。閥門開度控制回路閥門開度控制回路包括高壓調(diào)節(jié)閥開度值給定、開度變化率給定、閥門開度測量及大選邏輯、閥位PI調(diào)節(jié)器、該回路構(gòu)成對高壓調(diào)節(jié)閥開度的控制，維持閥位為定值。抽汽壓力控制回路包括抽汽壓力給定，抽汽回路的投/切邏輯、抽汽不等率控制邏輯、抽汽油動機(jī)的快關(guān)快開邏輯、抽汽與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換控制邏輯、PI調(diào)節(jié)器等。防超速保護(hù)控制回路（OPC）接受真空開關(guān)跳閘輔助接點(diǎn)信號和103%額定轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)邏輯運(yùn)算發(fā)出快關(guān)調(diào)門控制信號，并通過硬接

11、線使快關(guān)電磁閥帶電，迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽門。快速減負(fù)荷控制回路（RB）當(dāng)機(jī)組輔機(jī)發(fā)生故障時(shí)，DEH接受CCS發(fā)來的快速降負(fù)荷信號，根據(jù)不同的故障情況可按三種速率快速降負(fù)荷到事前所設(shè)定的數(shù)值。伺服放大LVDT反饋回路伺服放大器與液壓系統(tǒng)的電液伺服閥、油動機(jī)、位移反饋（LVDT）構(gòu)成一個(gè)電液隨動系統(tǒng)。伺服放大器除將輸入信號放大后去控制電液伺服閥，還對LVDT進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)，變?yōu)橛蛣訖C(jī)的位移反饋信號，完成對油動機(jī)位置的閉環(huán)控制。手動控制回路手動控制回路是通過伺服模塊直接控制油動機(jī)行程的硬接線控制回路，只在并網(wǎng)狀態(tài)下才能投入。包括投/切邏輯、自/手動跟蹤邏輯、快關(guān)油動機(jī)邏輯等。主要功能由上述控制回路分別或聯(lián)

12、合實(shí)現(xiàn)汽機(jī)的程控啟動、自動調(diào)節(jié)、參數(shù)限制、保護(hù)、監(jiān)視及試驗(yàn)等功能。1. 自動調(diào)節(jié)控制功能A、升速司機(jī)設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速后，機(jī)組可自動沿當(dāng)前熱狀態(tài)對應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)曲線控制主汽門，到一定轉(zhuǎn)速后切換至調(diào)節(jié)閥控制，完成升速暖機(jī)過臨界直到3000r/min定速控制。在升速過程中，司機(jī)也可通過修改目標(biāo)轉(zhuǎn)速，升速率、轉(zhuǎn)速保持時(shí)間等手段來控制機(jī)組的升速過程。B、自動同期。汽機(jī)定速后，DEH可接受自動同期裝置指令，自動將機(jī)組控制到同步轉(zhuǎn)速。C、并網(wǎng)帶初負(fù)荷。發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，DEH自動增加給定值，使發(fā)電機(jī)自動帶上初負(fù)荷避免出現(xiàn)逆功率。D、升負(fù)荷。機(jī)組并網(wǎng)后，司機(jī)可根據(jù)需要采用閥控方式，功控方式，壓控方式或CCS方式控制機(jī)組，與

13、鍋爐控制系統(tǒng)配合完成升負(fù)荷過程。E、閥控方式。司機(jī)通過設(shè)置目標(biāo)閥位直接控制調(diào)門開度，DEH維持閥位不變。這時(shí)，機(jī)組負(fù)荷與蒸汽壓力自動平衡。F、功控方式。司機(jī)通過設(shè)置目標(biāo)功率來控制機(jī)組負(fù)荷，DEH以汽機(jī)實(shí)發(fā)功率作為反饋信號進(jìn)行功率閉環(huán)控制，維持機(jī)組負(fù)荷不變。若采用發(fā)電機(jī)有功功率信號作為功率信號，需要對該信號進(jìn)行一定邏輯處理。G、一次調(diào)頻。DEH具有一次調(diào)頻功能，調(diào)頻特性(不等率、死區(qū))可在線修改。H、自整性控制。抽汽與背壓之間的自整性控制，或抽汽與功率之間的自整控制，兩種自整方式之間的跟蹤、閉鎖及切換邏輯。2. 限制控制功能A、負(fù)荷及閥位限制。限制值由人工給定，DEH可自動將負(fù)荷限制在高低限以內(nèi)

14、，以及將閥位限制在給定值以下。B、快卸負(fù)荷。DEH具有快、中、慢三檔快卸負(fù)荷，可對應(yīng)不同的輔機(jī)故障。當(dāng)CCS給出快卸負(fù)荷信號時(shí)，DEH按對應(yīng)的速率將負(fù)荷減到對應(yīng)值。C、OPC控制。機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，DEH接受真空開關(guān)跳閘或103%額定轉(zhuǎn)速信號，快關(guān)調(diào)節(jié)汽門，以減少轉(zhuǎn)換超調(diào)量，延遲一段時(shí)間或轉(zhuǎn)速103%額定轉(zhuǎn)速后再自動開啟，并維持機(jī)組轉(zhuǎn)速為3000r/min。3. 試驗(yàn)控制功能A、假并網(wǎng)試驗(yàn)。DEH收到假并網(wǎng)試驗(yàn)隔離刀閘斷開信號后，可自動配合電氣完成假并網(wǎng)試驗(yàn)。B、超速試驗(yàn)。司機(jī)可通過CRT畫面操作，提升轉(zhuǎn)速使超速保護(hù)動作分別檢查撞擊子及電氣超速保護(hù)的動作轉(zhuǎn)速。在做機(jī)械超速試驗(yàn)時(shí)，DEH電氣超速保護(hù)的動作值自動由3300r/min改為3360r/min，作為后備超速保護(hù)使用。C、閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)。司機(jī)可通過CRT畫面操作，分別對調(diào)門、主汽門進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，并可自動記錄惰走時(shí)間。D、遮斷模塊試驗(yàn)。司機(jī)可通過CRT畫面操作，在線檢查高壓遮斷模塊工作是否正常。E、OPC快關(guān)調(diào)門試驗(yàn)。4.保護(hù)控制功能A. 緊急手動機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行工況下，DEH通訊出現(xiàn)故障時(shí)，自動控制將自動或手動轉(zhuǎn)為緊急手動狀態(tài)，司機(jī)可按硬操盤的調(diào)門增減按鈕，直接通過伺服板控制調(diào)門開度。在升速工況出故障時(shí)，自動停機(jī)，不能投緊急手動。B. 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)