汽轮机调节系统.ppt

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1、第6章汽轮机调节保护系统6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成6.1.1汽轮机调节保护系统的任务供电品质发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。电能的品质是电压和频率。同步发电机的特性同步发电机的端电压决定于无功功率，频率决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功率决定于原动机的功率。故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归汽轮机的功率控制系统。汽轮机调速系统汽轮机是发电厂的原动机，在机组并网运行时，根据电网周波(频率)偏差改变调节汽门的开度，即改变进汽量和焓降，由发电机的有功功率变化满足外界负荷要求。故汽轮机

2、调节系统有时称为调速系统。电网负荷要求变化的基本特征在一天24小时内，电网负荷要求随人们生活、工作节律而变。基本特征是以24小时为周期的6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成大幅、慢变上迭加随机、小幅、快变波动。一次调频对随机、小幅、快速的外界负荷上下波动，电网频率将在额定值附近波动，汽轮机调节系统感受电网频率(周波)变化改变有功功率输出满足外界负荷要求。这样的调节过程称为一次调频。汽轮机功率的改变量正比于频率差，一次调频满足外界负荷要求后，电网频率升高，汽轮机调节系统将减小调节汽门开度，有功功率就要减小。很

3、明显，一次调频在满足外界负荷要求时并不能保持电网频率不变。二次调频在外界负荷要求改变时，一次调频快速响应进行调节，调节结束，电网频率达到额定值后，应保持汽轮机功率输出不变，即调门的开度保持不变。这就是二次调频。二次调频是在电网频率不变时，通过同步器改变调节汽门的开度。功(率)频(率)调节汽轮机的蒸汽是由锅炉提供的。在锅炉入炉燃料品质和量波动时，蒸汽的压力、温度就会变化，即使汽6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成轮机的调门开度不变，机组出力因蒸汽参数波动而发生变化。将这种因锅炉运行因素变化引起机组功率输出改变

4、的现象称为内扰。因此，为保证供电品质，汽轮机不仅根据电网频率进行调节，而且还应根据功率进行调节，克服内扰影响。这样的调节称为功率频率调节，简称功频调节。原则性组成机组运行中一旦从电网中解列、甩去全部电负荷，汽轮机巨大的驱动力矩可使转子快速飞升，为防止超速毁机事故发生，要求调节汽门在极短的时间内全行程关闭。在事故工况下为有效切断汽轮机的蒸汽供给，还必须设置主汽门，即使调门关闭不快或关闭不严时，也能防止机组超速。此外，对低真空、低润滑油压、大胀差、高振动等危及机组安全的恶性故障，发生时必须快速停机。因此，汽轮机

5、除设置调节系统外，还设置保护系统。调节保护系统全称为控制系统。调节部分控制调节汽门，保护部分控制主汽门，但在主汽门关闭时，保护系统信号作用于调节系统，使调节汽门同时关闭。6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成6.1.2中间再热机组调节的特点蒸汽容积动态特性对调节品质和影响蒸汽室、蒸汽导管、再热器传热管及联箱等具有容积的空间，在机组运行时其间充满蒸汽，贮汽量决定于蒸汽的压力和温度。称这样的蒸汽容积为中间容积。中间容积与电路中的电容等价。当要求机组负荷增大时，开大调门增大通流部

6、分的进汽量，增大的蒸汽量先充向中间容积，使之贮汽量增多来提高中间容积的压力，随后通流部分蒸汽量增多，机组出力增大。当中间容积的压力与达到新工况平衡点时，通流部分出力达到预定值。反之，在机组负荷下降时，关小调节汽门，机组功率并不立即减小，而是待中间容积释放贮汽、压力下降后逐渐减小。再热器及冷、热再热管庞大的容积空间，蒸汽的吞吐量很大，对机组功率调节产生很大的时滞。不仅使机组一次调频能力下降，而且对机组运行安全产生威胁，在机组甩负荷时再热器中间容积释放出的蒸汽足使机组严重超速40％。6.1汽轮机调节保护的任务与

7、系统组成中间再热机组调节的特点设置中压调节汽门设置中压调节汽门，在机组甩负荷时快速切断中压缸的进汽。在低负荷时，改变中压缸的进汽量，控制再热汽温。为减小高负荷时中压调门的节流损失，通常当机组负荷大于30％后，中压调门保护全开。高压调门过开或过关通过高压调门的过开或过关，用高压缸过增或过减出力补偿再热器中间容积产生的时滞，改善机组的一次调频性能。设置旁路系统为在机组启、停时有效控制再热汽温和再热器的冷却，设置高压缸及中低压缸旁路系统。为在机组甩负荷时防止锅炉超压、回收工质，设置机组大旁路系统。机组采用协调控制

8、中间再热机组为单元机组，一次调频主要利用锅炉金属材料的蓄热。但大型锅炉特别是直流锅炉，蓄热量较中小型来得小。这样，在机组参与一次调频时，蒸汽参数波动较大，不利于机组的运行安全和使用寿命。为此，在机组负荷改变6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成6.1汽轮机调节保护的任务与系统组成时，不仅改变调门开度，还应改变锅炉的燃料量，在满足外界负荷需求时，尽可能减小蒸汽参数波动。现代控制技术可采用预测控制，根据历史和当时负荷波