汽轮机及辅 助设备（常家芳）汽轮机(一 3) - 图文(4)

于外界负荷，因而电网频率升高，N0。2机组的功率随着频率升高而减小?P2，其减小值与N0。1机组增加值相等时，电网频率稳定于f0（对应转速为n0）。所以，通过操作一台机组的同步器不仅调整了电网的频率，而且又改变了机组的负荷分配。

如果电网容量很大，而一台机组的容量相对很小，则改变一台机组的功率对电网的影响可以忽略不计。此时，操作同步器可以改变本机组的功率。例如，静态特性线上移，机组功率增加；反之，则机组功率减小。

(3) 在机组并网前，同步器可用来调整机组的转速，使机组转速与电网的频率同步，以利并网。正因为有此作用，所以称为同步器。

4.3.2 同步器的工作范围 4.3.2.1 同步器工作范围的含义

通过操作同步器可以平移调节系统的静态特性曲线。因此，对于同步器的每个位置就有一条与它相对应的静态特性曲线。当同步器处于上限位置与下限位置时，静态特性曲线也相应有上限曲线与下限曲线，如图1-89中AB与CD线。这就意味着，操作同步器时，静态特性曲线可以在AB线与CD线之间移动，这就是通常所说的同步器工作范围。 4.3.2.2 同步器工作范围应满足的条件 (1) 空载转速应低于电网允许的最低频率所对应的转速

图1-93中，下限线的B点的转速是在主汽阀全开条件下，空载时的转速。要求该转速必须低于电网所允许的最低频率相对应的转速。如果，该转速高于电网允许的最低频率所对应的转速（如图中B‘点），则同步器就不能使机组负

图1-93 同步器上下限位置的要求

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荷降到零；并且，在启动时，也不能用同步器，而只能靠控制主汽阀来减速并网，这显然是不允许的。实际上，B点的转速比电网允许的最低频率所对应的转速还要再低2—3%，否则，当蒸汽参数及真空在允许范围内升高时，就不能用同步器将负荷减低到零，或升速并网。

(2) 上限线的C点应满足在电网允许最高频率的条件下，以及在进汽参数降低到允许最低值时，仍能带满负荷。实际上，上限线C点应调整到比额定进汽参数时在额定转速下带满负荷的点更高。

根据上述要求，通常规定，同步器可以改变的转速范围为额定转速的-5 %—+7 %。

4.3.3 常用同步器及其工作原理 目前大多数汽轮机是采用作用在传动放大机构的同步器，其静态特性曲线见图1-94。由于它的结构简单，最容易实现调整的目的，所以国产N200型汽轮机的两种调节系统都采用这种形式的同步器。下面分别介绍它们的基本工作原理。

4.3.3.1 辅助弹簧式同步器

弹簧A 弹簧B 图1-95表示采用这种同步器的调节系统。该系统主要由离心调速器1、滑环2、错油门3、油动机4、调节阀5、同步器6和反馈杠杆7组成。

图1-95 辅助弹簧式同步器的调节系统

图1-94 作用在传动放大机构的同步器平移调节系统

静态特性曲线

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它的工作原理是：通过调整作用在调速器滑环上的辅助弹簧，来实现静态特性曲线的平移。即，通过平移感应机构的静态特性曲线来实现调节系统静态特性曲线的平移过程。

在调节系统稳定时，由于调速器1的滑环位置一定，调速器飞锤的离心力与弹簧A、弹簧B的合力相平衡，所以，油动机4的活塞位置也就一定，即调节阀5的开度一定。通过调整同步器手轮6，改变弹簧B的预紧力，使调速器滑环位置发生相应变化，从而改变油动机活塞位置和调节阀的开度，实现静态特性曲线的平移。

例如，转动手轮使弹簧B的预紧力减小，调速器滑环下移，油动机活塞相应下移，调节阀关小，转速下降，静态特性曲线就下移；反之，静态特性曲线就上移。

4.3.3.2 活动套筒式同步器

图1-96表示采用这种同步器的调节系统。该系统主要由离心调速器1、滑环2、错油门固定套筒3、杠杆4、错油门活动套筒5和调节手轮6组成。

它的工作原理是，利用手轮6改变同步器活动套筒5的位置，使错油门油口启、闭，引起油动机活塞运动并带动调节阀动作，改变进汽量，从而改变机组的转速或负荷，达到静态特性曲线平移的目的。这种同步器是通过改变其活动套筒的位置来改变转速，同时也改变了调速器滑环的位置。因此，转速与滑环位置也是一一对应的。

例如，转动手轮使活动套筒上移，使错油门下油口开启，控制油进入油动机活塞下部，使油动机活塞上移，调节阀开大，进汽量增加，汽轮机转速升高，静态特性曲线就上移；由于转速升高，调速器1飞锤所受的离心力增大，使滑环上移，并带动滑阀上移使下油口关闭，达到新的稳定状态。反之，则可使静态特性

图1-96 活动套筒式同步器的调节系统

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曲线下移。

4.3.3.3 活动支点式同步器

图1-97表示采用这种同步器的调节系统。该系统主要由离心调速器1、滑环2、调节手轮3、杠杆4、错油门5、油动机6和固定支点7组成。

它的工作原理是：利用手轮改变活动支点A的位置，在滑环暂时不动的情况下，借助错油门滑阀动作，改变错油门油口开度，使油动机动作，改变调节阀开度，从而改变机组的转速或负荷，达到静态特性曲线平移的目的。

图1-97 活动支点同步器的调节系统

例如，调节手轮使A点下移，错油门滑阀上移，油动机活塞下移，调节阀

1－离心调速器；2－滑环；3－手轮；4－杠杆；

5－错油门；6－油动机；7－固定支点

关小，转速下降，静态特性曲线就下移。反之，则静态特性曲线就上移。 4.3.3.4 改变错油门弹簧预紧力的同步器

图1-98表示采用改变错油门弹簧预紧力的同步器。 它的工作原理是：通过改变作用在错油门滑阀上的弹簧预紧力，实现调节系统静态特性曲线平移的目的。在机组转速不变的情况下，通过改变作用在调速器滑阀上的弹簧预紧力，可控制滑阀泄油口的开度，从而改变脉动油压，使油动机动作，达到平移静态特性曲线的目的。

例如，增加弹簧的预紧力时，在稳定工况下，错油门滑阀下移，使脉动油的泄油口关小，脉动油压升高，再通过中间滑阀和油动机活塞

图1-98 改变错油门弹簧预紧力的

同步器

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使调节阀完成相应动作。单机运行时，机组转速升高；并列运行时，机组负荷增加。直至机组转速变化引起主油泵油压变化，同步器滑阀上的受力平衡为止。 4.3.3.5 改变支点位置的同步器

图1-99表示这种同步器的工作原理。

当与调速器错油门滑阀（简称调速滑阀）相连的杠杆支点O不动时，随动滑阀动作CC‘行程，通过杠杆使调速滑阀移动AB行程。根据它们的几何关系可得：

ABl1?l2 ?l1CC'则，

AB?(l1?l2)?CC' l1上式正是在同步器、调速器不动作时的关系式。当操作同步器时，支点移动到O’，如果杠杆的C点仍然位移了CC‘，则调速滑阀移动到A’B‘。按几何关系同样可得：

A'B'l1?l2 ?CC'l1图

1-99 改变支点位置的同步器

则，

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