汽轮机及辅 助设备（常家芳）汽轮机(一 3) - 图文(2)

节阀）一起移动，改变进汽量，从而改变汽轮机的功率。由于上述这种调节系统的工作原理是通过改变汽轮机的功率，来调节汽轮机的转速，所以这种调节系统也称为调速系统。 由于油动机的活塞直径、活塞上下的油压差都可设计得较大，因此油动机能有很大的功率，使活塞具有很高的移动速度，可以满足开启各类汽轮机调节阀的要求。该调速系统不是直接用调速器滑环的位移信号来控制调节阀，而是通过滑阀和油动机把滑

图1-83 具有一级放大的间接调速系统

1-调速器；2－错油门；3－油动机；4－调节汽门；5－汽轮机；6－发电机；7－压力油管；8、9－油动

机油管；10－减速器

环的位移信号加以功率放大后间接控制调节阀的。所以，该调速系统是一个具有一级中间放大装置的间接调速系统，它在目前汽轮机调速上有一定的实用价值。 间接调速系统处于稳定工况时，其滑阀必须处于中间位置，否则控制油动机的压力油就不会中断，调速系统就无法稳定工作。例如，当外界负荷增大时，机组转速降低，调速器离心力减小，滑环下移，压力油进入油动机的下油室，活塞向上移动，调节阀开大。当蒸汽主力矩增加到与负载的电磁阻力矩相适应时，油动机活塞应停止移动。如果这时滑阀仍处于中间位置的下方，去油动机下油室的压力油油压没有减小，油动机滑阀仍然继续上移，调节阀一直开大，就产生过调。过调的结果，机组的主蒸汽力矩大于负载的电磁阻力矩，转速又上升，形成又一次转速偏差，整个调节过程又按上述相反方向进行。如此周而复始，调节系统就产生一种不衰减的摆动，调节过程也就无法稳定下来，这是不允许的。为此，调节系统都设有一种能使滑阀恢复中间位置的装置，图1-82中的杠杆abc就起这种作用。由图上可以看出，在油动机活塞动作时，此杠杆可以使滑阀回到中间位置。由于油动机活塞的位移是由滑阀动作引起的，而油动机活塞的动作又反过来使滑阀恢复中间位置，这种反作用称为负反馈。调节系统有了这种负反馈装置，其调节过程可以很快得到稳定。

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4.1.3.2 调节系统的组成及其作用

间接调速系统通常由四部分机构组成：感应机构、传动放大机构、配汽机构和反馈机构。在上述调速系统中，调速器是感应机构；错油门和油动机是传动放大机构；调节阀是配汽机构（也称执行机构）；反馈杠杆是反馈机构。各部分的作用如下：

(1) 感应机构

它在发电机负荷变化时，感受汽轮机的转速变化，并将此转速变化信号转变成其他物理量的变化。例如，图1-83所示的系统中，转速变化时调速器飞锤的离心力变化信号通过杠杆转变为滑环位移的变化信号。 (2) 传动放大机构

由于转速感应机构所产生的信号往往功率太小，不能直接带动执行机构。因此，需要把信号放大，然后再传递给执行机构，使其动作，如图1-83中的滑阀和油动机把调速器滑环的位移转变并放大成油动机活塞的推动力。 (3) 配汽机构

它包括传动装置和调节阀，其作用是接受传动放大后的信号来使调节阀的开度发生变化，以改变汽轮机的进汽量。如图1-83中的调节阀和油动机活塞的连杆。 (4) 反馈机构

它的作用是使滑阀恢复平衡位置，保持调节系统的稳定工作。

各调节机构之间的关系如图1-84所示。

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图1-84 调节系统原理方框图

4.2 调节系统的静态特性

调节系统的静态是指，汽轮机的功率与发电机的负载平衡、转速稳定的状况。调节系统的静态特性是指，在稳定状态下，调节系统输入量（转速变化?n）与输出量（机组功率变化?P）之间的关系。调节系统的静态特性与汽轮机的安全经济运行有着十分密切的关系。

在稳定状况下，调节阀的开度与转速是对应的，即，在调节阀开度较小时（机组功率较小时），对应的转速较低。所以说，不同的功率下就有不同的稳定转速，这类调节称有差调节。把稳定状况下的机组转速n和输出功率P的对应关系，按不同比例绘制在同一坐标系中所得到的曲线，称为调节系统的静态特性曲线。对于一台运行机组，其静态特性曲线与工作转速线的交点就是它的稳定工作点。 调节系统的静态特性可以表示为：

?P?x?m?P??? ?n?n?x?m 式中：?x——调速器滑环的位移；

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?m——油动机活塞的位移。 由上式可知，调节系统的静态特性动放大机构的静态特性

?P?x，取决于感应机构的静态特性、传?n?n?m?P和配汽机构（执行机构）的静态特性。在调节系统?x?m?P = 常数。也就?n工作范围内，上述各静态特性均可人为地近似等于常数，因而是说，调节系统的静态特性曲线近似为一条直线。 4.2.1 静态特性曲线的绘制

调节系统的静态特性曲线一般不能用试验方法直接求得。因为并列在电网中的机组，其转速取决于电网的频率，不可能随意改变；孤立运行的机组，由于电负荷取决于用户，也不能随意变动。因此调节系统的静态特性曲线通常都是用间接方法求得的。也就是说，先分别测出调节系统各机构的静态特性曲线，然后通过在四象限图中投影作图的方法，得出调节系统的静态特性曲线。用

图1-85 调节系统四方图

这种方法得出的图形称为四方图，如图1-85所示。

按照习惯，在绘制特性曲线时，常把感应机构、传动放大机构和配汽机构的静态特性曲线，分别画在直角坐标的第二、三、四象限中，再用投影作图法，在第一象限内求得调节系统的静态特性曲线。 绘制四方图时，应注意以下问题：

(1) 滑环的位移应以转速增加方向为正；油动机活塞的位移应以负荷增加方向为正；

(2) 四象限坐标图是以中心交点向外发射方向为正；

(3) 在绘制四方图时，转速和功率坐标参数为固定的，其他参数则应根据具

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体的调节系统来确定。例如，转速与径向泵出口油压关系中，既可用径向泵的出口油压作坐标参数，也可用压力变换器活塞位移作坐标参数。由于油压比位移更容易测得，所以常用前者而不用后者。又如，在旋转阻尼转速与一次油压关系中，既可用一次油压作坐标参数，也可用控制油压作坐标参数。但一次油压的调整除用针形阀外，别无其他手段，而在运行中针形阀往往不再进行调整，因而常常按转速与二次控制油压关系绘制。 4.2.2 速度变动率和迟缓率 4.2.2.1 速度变动率?

(1) 速度变动率的定义及其物理意义

汽轮机稳定运行的转速是随负荷变化的。随着汽轮机输出功率的增加，转速不断地下降，而调节系统只能限制转速在很小的范围内变动。当功率从零增加到额定功率时，稳定转速也相应地从nmax变到nmin。转速差nmax-nmin与工作转速n0的比率，称为调节系统的速度变动率?。即，

??nmax?nmin?10%0 n0 式中，nmax——机组在空载时所对应的转速； nmi——机组在满载时所对应的转速； n n0——nmax与nmin的平均值。但因汽轮机的转速变化不大， 为方便起见，常用n0= …… 此处隐藏：1200字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……