再热汽轮机deh.doc

用户培训资料 汽轮机电液调节系统基本原理──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 目 录1. 中间再热式汽轮机特点 ..................................................11.1 再热式汽轮机工作过程................................................11.2 再热机组的特点......................................................21.3 中间再热式汽轮机控制要求............................................32. 再热式汽轮机调节系统 ..................................................82.1 200MW 液压调节系统构成 ..............................................82.2 再热式汽轮机电液调节系统构成.......................................102.3 再热式汽轮机调节系统功能...........................................123. 汽轮机 DEH 控制系统 ...................................................173.1 高压主汽阀（TV） 、中压主汽阀（RV）控制..............................173.2 高压调节阀（GV） 、中压调节阀（IV）控制..............................193.3 汽轮机自动程序控制（ATC）..........................................21用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 11.1. 中间再热式汽轮机中间再热式汽轮机特点特点1.11.1 再热式汽轮机工作过程再热式汽轮机工作过程随着机组的单机容量的增大和循环热效率的提高，中间再热式汽轮机获得了广泛的应用。

目前世界各国功率较大的电站汽轮机几乎都采用中间再热而且多数采用一次再热，少数也有二次再热我国 100MW 以上容量的汽轮机基本上采用一次中间再热这里要介绍一个特例，在六十年代初，我国开始设计 200MW 中间再热汽轮机前，先设计了一台 50MW 中间再热汽轮机，作为 200MW 中间再热汽轮机的模化机组，它除了机组容量不同外，其它配置完全相同，该机装于青山热电厂，而且锅炉给水泵采用变转速汽轮机拖动一次中间再热式汽轮机热力工作过程如图 1-1蒸汽经过过热器 1、高压主汽门 TV、高压调门 GV 进入汽轮机高压缸 2 膨胀做功做功后的蒸汽，由高压缸排出再送回到中间再热器 3，再一次加热，使蒸汽温度接近或等于新汽温度然后经再热主汽门 RV、再热调门 IV 进入中低压缸 4、5 继续做功最后由低压缸末级排入至冷凝器 7，被循环水冷却为凝结水，再经过冷凝水泵返回用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 21.21.2 再热机组的特点再热机组的特点中间再热式汽轮发电机组，一般是和锅炉组成单元制运行方式；同时又存在着中间再热器的时间滞后，这就给中间再热式汽轮机的控制与保护系统带来了一些新问题。

首先，单元制机组，取消了各机组间的母管联系，每一台汽机只对应一台锅炉，因此锅炉的容量与汽机的容量刚好是匹配的比起母管制来说，系统中的储备能量大大减少当负荷改变时，汽机所需要的蒸汽量完全由这一台锅炉来承担，因此机前的蒸汽压力将会产生较大的波动而单元制机组，从锅炉的运行角度出发，要求对负荷的变化速度进行限制，特别不希望负荷的变化幅度太大和太快；而从满足电网要求的角度，又希望机组的负荷能快速变化，这与电网中机组的良好的调频特性存在着矛盾其次，机组在启动和低负荷运行期间，机炉间的容量匹配存在着差别锅炉允许维持燃烧的最低负荷约 30～40%的额定流量，而汽轮机空负荷流量约5～8%与此同时，中间再热器最小冷却流量约 14%所以在起动和空负荷运行及机组甩负荷时，即要考虑到机炉间最小容量匹配、中间再热器的保护、锅炉的稳定运行，又要考虑到能量的回收第三，参加电网调频能力在一般非再热的汽轮机中，可以认为调节阀的开度是和汽轮机的功率成正比的但是在中间再热式汽轮机中由于高压缸和中低压缸之间存在着由再热器和管道组成的庞大容积，因此高压缸调节阀开度并不能立即影响到中低压缸的蒸汽流量因此当高压调节阀开度增大时，高压缸功率可瞬间带上去，而中低压缸功率却产生滞后。

用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 3这一特性如图 1-2图 1-2 中，当调节阀开度增大时，曲线 1 是高压缸功率；曲线 2 是中低压缸功率变化过程；曲线 3 是机组总功率变化过程由此可见，由于中间再热器的滞后影响，使得中低压缸功率滞后，这就严重地影响了机组的电网调频能力中间再热器使机组负荷特性变坏第四，超速问题由于在中间再热器及管道中存在着大量的蒸汽，当机组甩负荷时，即使高压调节阀立即关闭，中低压缸继续膨胀做功，仍能使汽轮机超速根据计算，一般可使汽轮机超速 40～50%因此在中压缸进汽阀的自动控制上必须采取有效措施来保证汽轮机的安全运行中间再热汽轮机调节对象中间再热汽轮机调节对象中间再热式汽轮机调节对象如图 1-3其汽轮机对象由容积环节，功率环节和转子环节组成它与非再热汽轮机的差别是多了一个带中间再热器的功率环节1 T0S+1μρψφυa11 TaS+11a2++ +-THS+1图 1-3汽轮机对象与调速器、油动机构成再热式汽轮机调节系统。

图中的 ρ 是汽压扰动信号，ψ 是负荷扰动信号用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 41.31.3 中间再热式汽轮机控制要求中间再热式汽轮机控制要求根据上面所讨论的中间再热式汽轮机的控制特点，在非再热汽轮机调节系统的基础上，设计中间再热式汽轮机调节系统时，重点应考虑如下的几个问题第一，中压主汽门和中压调门的控制 设置中压主汽门和中压调门的目的是为了在甩负荷时能够防止再热管道中的蒸汽进入中低压缸引起超速即当机组甩负荷时，高压调节阀和中压调节阀应同时关闭但是，如果在负荷变动时，中压调门也经常起调节作用，将给汽轮机增加额外损失，使机组效率降低对此，中压调节门设计为当汽轮机负荷低于 30%额定负荷时起调节作用，高于 30%额定负荷时全开其特性曲线如图 1-4图 1-4 中，曲线 1（OA）代表高压缸调节阀特性；曲线 2（OBA）代表中压缸调节阀特性。

其次，高压调节阀过开（或过关）性能为了提高中间再热机组参加电网一次调频的能力，我厂首台 200MW 中间再热汽轮机液压调节系统中设计有动态校正器，用于校正由于中间再热器引起的汽轮机中低压缸功率的滞后动态校正器带有惯性微分特性当电网负荷增加时，动态校正器能使高压调节阀的开度超过静态稳定值，利用高压缸调节阀过开来补偿中低压缸功率的滞后，待中间再热器时间滞后过程结束后，过开又回到要求的静态值这样可以使中间再热机用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 5组的功率变化与一般的非中间再热冷凝机组的特性一致动态校正器特性：11 11)(1HBHHBBHBTCST STCCCCsW功率特性：11 1)(12 12STSTa STaasWHHH当（即）条件成立，即将再热汽轮机调节系统特性校正为一1)()(21sWsWBCa 1般非再热汽轮机调节系统特性。

就此消除了中间再热器惯性滞后的影响在电调系统中，采用相应的控制逻辑来实现动态校正器的功能常规 PID 调节器即可完全克服中低压缸功率滞后第三，设置旁路系统为了解决机炉间空载流量的匹配和保护中间再热器及尽可能的回收能量，中间再热汽轮机都设有旁路系统在空载时，汽轮机的流量约 5%的额定值，而中间再热器最小冷却流量约 14%，这就是说中间再热器还需 9%左右的流量，才能使再热器不至于被烧坏而锅炉最小蒸发量约为额定值的 40%左右目前 300MW 中间再热机组都设有高低压两级旁路，过去也曾经设计有一级大旁路旁路系统示意图如图 1-5用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 6高压旁路（即 I 级）是从过热器后至再热器冷端；低压旁路（即 II 级）是从再热器热端至冷凝器；大旁路（即 III 级）是从过热汽后直接进入冷凝器目前大旁路系统已很少应用了。

大功率机组旁路系统的设计容量 30%居多旁路系统在下列情况时投入机组冷态启动前投入，用于机炉间的容量匹配、保护再热器及快速提升参数；在热态启动时，用于维持锅炉的最低燃烧，维持启动参数，特别是中压主汽门前的参数；对于空冷机组，尤其是在冬季，冷态启动时需对空冷凝汽器进行必要的预热在机组甩负荷时，能自动投入旁路调节系统有压力和温度两个控制系统压力调节通过旁路调节阀的开大和关小来实现，以控制阀前压力温度调节通过喷水减温实现，控制阀后蒸汽温度，以适应再热器或冷凝器要求旁路系统的控制可以手动，也可以自动旁路系统有液压和电动两种，前者动作快，但高温不安全；后者动作时间长当采用高压抗燃油系统时，可使系统即能快速动作，又安全可靠第四，协调控制系统（CCS）过去曾把汽机和锅炉看成两个独立的系统，特别是母管制运行的机组当外界负荷用户培训资料 再热式汽轮机调节系统──────────────────────────────────────────────── 哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司 7增加（或减少）时，视锅炉为一无限大热容积，开大（或关小）汽轮机调节阀门，。