
汽轮机调速系统(共38页).doc
38页精选优质文档-----倾情为你奉上汽轮机调速系统目 录第一章 工作原理……………………………………………… 2 第二章 调速系统性能………………………………………… 4 第三章 结构说明及动作原理………………………………… 5 第一节 感应机构……………………………………………… 5 第二节 放大机构……………………………………………… 8 第三节 提升配汽机构………………………………………… 11 第四节 反馈装置……………………………………………… 12 第五节 同步器………………………………………………… 13 第四章 汽轮机调速系统……………………………………… 14第一节 调速系统工作原理…………………………………… 14第二节 调速系统性能………………………………………… 16第三节 结构说明及动作原理………………………………… 17第五章 安全保护装置………………………………………… 30第一节 自动主汽门…………………………………………… 30 第二节 超速保护装置—危急遮断器及危急遮断器错油门…31第三节 轴向位移控制器………………………………………34第一章 工作原理单泵液压式调速系统为具有一级贯流放大,一级断流放大的单泵全液压式调速系统。
调速部分主要包括脉冲泵、二次油压调节阀、调速器、配汽机构和调速汽阀等部套系统中没有杠杆、齿轮等部件,灵敏度较高,工作比较可靠图一)为单泵液压式调速系统调节原理图以汽轮机转速的变化引起主油泵出口油压的变化作为调速系统的脉冲信号,在系统中采用了两级放大,第一级放大为贯流式压力变换器当转速改变时,主油泵出口油压的变化,这个直接脉冲与由于主油泵油压的变化,使压力变换器产生位移所引起的放大脉冲是迭加的第二级放大采用了断流式错油门当汽轮机处于任何稳定工况时,脉冲油路中的油压保持为一个常数(设计值为3.5表压),使错油门的滑阀处在中间位置,通向油动机活塞上下油室的高压油路均被切断,调速系统的各部件均处于稳定状态当机组负荷增加时,汽轮机的转速开始下降,主油泵出口油压P1降低,使作用在压力变换器滑阀下部的作用力减小,在弹簧力的作用下,滑阀向下移动,将其套筒下部的排油口开大,从而使脉冲油路的排油量增多,脉冲油压PK下降,错油门滑阀在上部弹簧的作用下向下移动,将通往油动机活塞上部的高压油油口打开,高压油进入油动机活塞上部油室,迫使油动机活塞向下移动,通过提板式配汽机构开大调速汽阀,增大进汽量,从而使汽轮机的转速上升。
在油动机活塞下移的同时,减小了反馈油口的开度,使脉冲油压恢复到原来的大小,从而使错油门滑阀返回到原来的中间位置,切断通往油动机的高压油,系统又恢复稳定状态机组负荷减少,转速升高时,调速系统的动作与此相反汽轮机启动前,主油泵没有工作(转速达2000转/分,主油泵开始工作)脉冲油路的油压尚未建立,压力变换器滑阀和错油门滑阀在弹簧力的作用下,均处在最低位置,调速汽阀处于关闭位置启动辅助油泵后,压力油经过错油门,进入油动机活塞上部油室,将油动机活塞压下,从而使调速汽阀开启当主汽门操纵座下部充满压力油后,即可慢慢转动操纵座上部的手轮,开启主汽门,以便主蒸汽能进入汽轮机冲动转子而另一路油送往注油器、润滑和保安系统为说明清楚,将调速系统中各环节在转速升高或用同步器增加负荷时的变动方向,列表如下:主油泵压增压力变换器滑阀压力变换器泄油面积脉冲油压PK错油口滑阀油动机活塞油动机活塞反馈窗口转速升高增大上移减少升高上移关小增大用同步器加负荷不变下移增大降低下移开大减小第二章 调速系统性能1. 汽轮机在稳定负荷及连续运转的情况下,转速的短时变化0.5%;2. 汽轮机在增减负荷为额定的100%时,转速的变化5%;3. 同步器在空负荷时,可以改变转速由正常的+6%到-4%;4. 当汽轮机负荷突然由全负荷降至零时,最大转速飞升不超过额定转速的8%;5. 调节系统迟缓率<0.5%。
第三章 结构说明及动作原理第一节 感应机构本调速系统的感应机构为与汽轮机转子直接相连的钻孔式脉冲泵,装于前轴承内该泵除用作感应转速脉冲外,还兼作主油泵如图二)它的主要零件有:泵壳、动轮、稳流器、油封环、轴头等这种泵的叶轮的叶片通道和一般常见的后弯式叶片不同,它的叶片是径向的,而其通道为圆柱形,故叫径向钻孔式离心泵由于它没有较理想的扩压蜗壳及出口导叶,为了使它的出口油压稳定,在叶轮外缘与泵壳(外架)内部加装了一个由两个多孔网状半圆组成的稳流网在泵轮和泵壳间装设的油封环则用于防止油的漏泄而轴头是用来带动转速表的径向钻孔泵作为单泵液压式调速系统的感应机构,其工作原理是利用离心油泵的进出口油压之差(P1-PP)和油泵的转速n的平方成正比的特性,使油泵的出口压力随着转速作相应的变化因此,径向钻孔的出口油压可以作为测量汽轮机转速变化的脉冲量油泵进口由一装在油箱内的单级注油器(图三)供油,注油器出口油压为0.8公斤/公分2图是径向钻孔泵的压力流量特性曲线图中曲线A和B分别表示在不同的转速下油泵的压力流量特性该特性线和管道阻力特性线的交点就代表油泵的工作点对于一定的管道阻力,离心油泵的进出口油压之差是和它的转速平方成正比的,即:P11-Pp=An12P12-Pp=An22式中,P11、P12表示在转速为n1和 n2时,油泵的出口油压,Pp表示油泵的进口油压如图2,它表示油泵的出口油压P1和转速n的关系是抛物线关系。
若转速的变化很微小,即n2=n1+△n,则油压的变化:△P=P12- P11=An22- An12=A(n1+△n) 2=2A n1△n+ A△n2因为转速的变化△n很小,所以△n2将更小,因而可以略去不计,这时:△P≈2A n1△n在等式两边除以P1=An12,则==2公式(1)表示在转速变化不大时,油压的变化与转速的变化基本上是直线关系,且油压变化的比例要比转速变化的比例大一倍,当转速升高10%时,油压大约要升高20%例如:主油泵其进口油压为0.8公斤/公分2,在额定转速3000转/分时,其出口油压P1为6.5公斤/公分2,所以当n升高到3300转/分时,油泵的出口油压大约为0.8+5.7(1+0.2)=7.64公斤/公分2,上述结论只有在管道阻力不变的情况下才是正确的从(图1)可以看到,由于排油面积的变化(例如向油动机提供压力油),管道阻力特性由Ⅰ变到Ⅱ,流量的变化将使工作点从2移到2′,因此就要额外地引起油压的下降△P′,而这个油压的下降不是由于转速的变化所引起的径向钻孔泵的特点归纳如下:1.离心径向钻孔泵的出口油压与它的转速平方成正比这种比例关系在工作范围内接近于直线关系,因此油压的变化能正确地反映转速的变化。
2.在一定的流量范围内(当流量在最大流量的50~63%范围内其梯度<0.05公斤力/公分2秒),油泵的出口压力可近似地认为不受流量增减的影响,即压增和流量特性曲线较平坦3.油泵的流量具有较大的容量,这样即使机组在甩负荷的过程中供油量的变化较大时,也不致于引起较大的油压变化,保证了调节的稳定性及油动机动作的快速性4.效率低,且它的油压有时会发生低频的周期性的波动油压的波动在单机运行时,会引起汽轮机转速的波动,在并网运行时将引起功率的波动注油器(图三)来自油泵的高压油以很高的速度从喷嘴中流出,在混合室中造成真空,同时由于油的粘性,带动周围的低速油流也获得较高的流速,在混合室中混合后进入扩压管,在扩压管中油流速度降低,速度能又部分地恢复为压力能,使压力升高,最后以较高的压力油(0.8公斤/公分2)供给主油泵注油器的出口油压为0.8公斤/公分2,进入喷嘴的工作油压为6.5公斤/公分2,喷嘴为0.242立方米/分,吸油量为0.317立方米/分注油器通常布置在油箱里面,这样既可以使低压油均匀的进入混合室中,又可以避免或减少空气漏入第二节 放大机构单泵液压式调速系统的放大机构由执行一次贯流放大的压力变换器及执行一次断流放大的错油门装置所组成。
1)压力变换器(图四)又叫做调速器滑阀,是第一级脉冲放大装置,并兼作同步器如图所示,其主要部件有套管、滑阀、上部套管、弹簧等压力变换器的滑阀置于套筒中,套筒上开有进油窗口(B)和矩形调节窗口(A)主油泵出口的压力油,一路径二次油压调节阀(图八)节流后降压,形成脉冲油,此油径压力变换器窗口(B)与(A)回到主油泵入口,在上部套筒上还开有一个窗口,此油也与主油泵入口油压相通;另一路高压油直接作用到滑阀下部,这样滑阀即受到一个向上的作用力,此力就是主油泵出口和进口油压之差△P,这一向上的作用力由压力变换器弹簧向下的弹力所平衡这样在汽轮机越过调速器动作转速后,即滑阀上下作用力取得平衡后,滑阀在套筒中的相对位置即由主油泵的出口油压来决定了压力变换器滑阀下部有一凸肩,当滑阀动作时,窗口(A)即成了一只可调节窗口由于此处油流量是贯流不断的,故称贯流窗口脉冲油压PK经此窗口后,随窗口的泄油面积的变化而改变,此油压在稳定工况下为3.5公斤/公分2,其数值随工况的扰动而改变,在恢复稳定工况后,随即恢复定值这样主油泵变量不大的微弱的脉冲信号在这里转变成一个较强的信号,达到了放大的目的主油泵出口油压的变化,使压力变换器滑阀发生位移,它所引起的脉冲放大是迭加的,即主油泵出口油压的变化这个直接脉冲与由于主油泵出口油压的变化使压力变换器滑阀产生位移所引起的放大脉冲是迭加的,故使脉冲信号得到加强,甚至在压力变换器遇到卡涩情况时,一次脉冲油压的升高也能使调速汽阀关闭。
油压P1和滑阀位移△X的关系叫做压力变换器的静特性,如(图3)和调速器的静特性一样,改变弹簧的刚度可以改变静特性的斜度,改变弹簧的拧紧力也可以使静特性作平行的移动2)执行一次断流放大的错油门装置如(图五)所示,是第二级放大装置它主要由滑阀、套筒弹簧、调整螺杆等部件组成主油泵出口压力经错油门套筒的中间窗口(上)进入滑阀中央的高压油室错油门套筒上部有窗口(G),下部有窗口(H),高压油分别经窗口(G)、(H)进入油动机的活塞下部及上部油室错油门滑阀下端与脉冲油路相通,上端与具有0.8公斤/公分2压力的主油泵进口油路相通,这样滑阀受到一个脉冲油压与主油泵进口油压之差产生的向上作用力,此力同错油门弹簧的弹力所平衡在稳定工况下,错油门滑阀上下两凸肩分别将套筒窗口(G)、(H)覆盖当负荷降低(或增加)引起主油泵出口油压(亦叫一次脉冲油压)升高(或降低)时,压力变换器滑阀上移(或下降),调节窗口(A)泄油面积减少(或增加),脉冲油压升高(或降低),此时错油门滑阀上升(或下降),高压油由窗口(G或。












