汽轮机调节的.doc

汽轮机调节 第一节 汽轮机调节的基本概念 一、调节系统的基本工作原理及组成 汽轮发电机组的运转状态，直接取决于作用在其转子上的力矩之间的关系。若不计摩擦，则作用在汽轮发电机转子上的力矩有两个：一个是由蒸汽膨胀推动转子旋转的作用力矩Mr，其值随进汽量的增加和进汽参数的提高而增大；另一个是由发电机电磁场产生的阻止转子旋转的作用力矩Md,其值随电负荷的增加而增大。当汽轮发电机组的输出功率满足用户的正常需要时，上述力矩相对平衡，即Mr＝Md，转速保持恒定，汽轮机处于稳定工况（或称平衡工况）。但这种工况只是暂时的，因为外界负荷随时在变动。当外界负荷以某一稳定工况为基点而减小时，Md,减小，若Mr仍维持不变（即进汽量和进汽参数不变），则原有的平衡关系被破坏，Mr＞Md，作用力矩在克服反作用力矩之后还有剩余，在此剩余作用力矩作用下，转速上升。反之，外界负荷增加，Mr＜Md，转速下降。 由上可见，满足用户耗电量需要即维持上述力矩平衡，是保证转速一定的先决条件。调节系统要将转速的变化保持在一较小的规定范围之内，首先应该在平衡关系破坏时，及时改变汽轮机进汽量（或进汽参数），重新建立平衡，恢复稳定工况。其次，平衡破坏引起转速变化，即转速变化标志着平衡被破坏，因此，调节系统完全可以将转速变化作为原平衡破坏的信号，并将根据这个信号去完成调节过程。 汽轮机调节系统的型式很多，最常见的有全液压式调节系统、半液压式调节系统两种。 第二节 汽轮机的保安装置 为了保证汽轮机设备的安全，防止汽轮机遇到事故或异常状态时，发生设备损坏事故，除了要求调节系统动作可靠以外，还必须具备必要的保安装置，避免造成设备损坏或事故扩大。大功率的汽轮机上一般都装有两个危急遮断器及轴向位移、润滑系统的低油压保护等保安装置。 一、超速保护装置——危急遮断器及危急遮断油门 汽轮机是在高速下运转的，其转动部件的工作应力和转速有着密切的关系，因为离心力的增加正比于转速的平方，当转速升高时，由于离心力所造成的应力将会迅速增加，例如，当转速升高20％时，应力就接近于额定转速时的1.5倍。象叶轮等紧力配合的转动部件的松动转速通常也是按额定转速的120％设计的，因此，转速升高到一定数值将会导致汽轮机的损坏，这就是安装超速保护装置的原因。一般危急遮断器的动作转速为额定转速的109～112％。若变速汽轮机其动作转速为最高运行转速108～111％。 危急遮断器动作时，自动关闭主汽门，危急遮断器根据结构特点分为二类：飞环式和飞锤式。 不论是离心飞锤式还是飞环式危急遮断器，都有一个准确的击出转速，在此转速前，飞锤（或飞环）被弹簧压住不能飞出，当达到击出转速时，飞锤离心力大大增加，克服弹簧压力而迅速飞出。另外还有一个复位转速，其为动作之后汽轮机转速降低到某转速时，飞锤在弹簧力作用下回到原来位置的转速，一般复位转速都在额定转速上、下附近，但也有的规定低于额定转速的5％。 一般的危急遮断器在击出时的力为10～20公斤力，个别的也有5公斤力，撞击子的行程为4～6毫米。 由于危急遮断器在汽轮机运行时是静止不动的，动作是否可靠必须通过试验才能判定，通常的试验方法： 手动试验：动作危急遮断器油门，看主汽门是否关闭（在静止状态试验）。 超速试验：开动汽轮机到危急遮断器动作转速。 在下列情况下必须进行试验： 新安装机组； 调节保安装置拆装后； 运行2000小时后； 停机一个月后再启动。 超速试验一般情况下试验三次，每次动作转速相差不超过0.6％。 二、自动主汽门 主汽门的作用是在汽轮机保护系统跳闸以后迅速切断汽源，并使汽轮机停止运行。为了保证安全，要求自动主汽门动作迅速并能关闭严密，在正常进汽参数和排汽压力情况下，主汽门关闭后，（调节汽阀全开）汽轮机转速应该能够降低到1000转/分以下，自汽轮机保护系统跳闸到主汽门完全关闭的时间通常要求不大于0.5～0.8秒。 自动主汽门主要由下面零件组成：如油缸、活塞、控制手轮、弹簧、阀杆、阀碟、阀壳等。 其工作原理是：当正常工作时，靠高压油的压力顶住活塞并克服了弹簧的张力，从而维持阀碟全开，使蒸汽能通畅地进入汽轮机。一旦当保安系统任意一个保安装置动作时，切断了进入主汽门的高压油，同时泄掉活塞下高压油，使活塞失去了顶托力，并靠压缩弹簧的张力，迅速地使活塞向下移动并带动阀杆、阀碟，使阀碟紧压在阀座上，因此切断了进入汽轮机的汽源，而达到了自动停机的目的。 三、轴向位移遮断器 在汽轮机运行中，如果由于某种原因造成轴向推力过大时，将会使推力轴承的巴氏合金熔化，此时汽轮机转子就产生不允许的轴向位移，致使动静部分摩擦，导致严重的设备损坏事故。因此，在功率稍大一点的汽轮机上都装有轴向位移的测量、报警和自动保护装置，当轴向位移超过正常工作范围达到一定数值时，先发出警报讯号，当轴位移继续增加到某一