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第六章 汽轮机调节习题答案 1．从供需角度看电力生产有何特点？供电质量如何评价？ 电力用户对电力的供应有一定量和质的要求。 量的要求：电能无法大量储存，而电力用户对电能的需要是随时变化的，因此要求汽轮发电机组能够随时按用户的电量需要来调整功率。 质的要求：一是电压，二是频率。 汽轮发电机组运行时，作用在转子上的力矩有三个：一是汽轮机的蒸汽动力矩，二是发电机的电磁阻力矩，三是机械阻力矩发电机的电磁阻力矩作用在汽轮发电机组转子上的力矩汽轮发电机组自平衡能力这种自平衡能力很弱，汽轮发电机组运行时转速变化很大，不仅使机组发出的电能频率和电压不满足用户要求，而且对汽轮发电机组零件强度及运行效率来说也是不允许的汽轮机调节的任务是及时调整汽轮机的功率，使它能满足外界负荷变化的需要，同时保证转速在允许的范围内。汽轮机调节系统按其结构特点可划分为两种型式即液压调节系统和电液调节系统。液压调节系统主要由机械部件与液压部件组成，主要依靠液体作工作介质来传递信息，根据机组转速的变化来进行自动调节。这种调节系统的调节精度低，反应速度慢，运行时工作特性是固定的，不能根据转速变化以外的信号调节需要来作及时调整，而且调节功能少。但是它的工作可靠性高且能满足机组运行调节的基本要求。电液调节系统由电气部件、液压部件组成。电气部件测量与传输信号方便，并且信号的综合处理能力强，控制精度高，操作、调整与调节参数的修改又方便。液压部件用作执行器(调节汽阀驱动装置)时充分显示出响应速度快、输出功率大的优越性，是其它类型执行器所无法取代的。 液压调节系统由转速机构(调速器)、阀位控制机构(液压伺服机构或称传动放大机构)、配汽机构和调节对象等四部分组成，其中前三个机构组成调节设备。系统也可看成由一个转速调节主回路(主环)和一个阀位控制子回路(子环)组成。 当出现外界负荷扰动时，引起机组的发电机阻力矩变化，产生改变量，机组转速随之改变，产生转速偏差信号，转速机构用来感受转速偏差信号，最终按特定的调节规律获得阀位调节指令信号，即用来调整调节汽阀开度的信号。阀位控制机构(液压伺服机构)中的滑阀根据阀位偏差信号进行调节，产生滑阀位移信号，经过油动机进行功率放大后产生足够大的功率去驱动配汽机构，获得调节汽阀位移，使主汽流量变化，进而使汽轮机内功率改变，蒸汽动力矩改变。 要使该调节系统受外界负荷扰动后达到新的稳定状态，则必须同时具备下述两个基本条件：主回路稳定条件——调节对象力矩改变量的偏差值，即 2）子回路稳定条件——阀位偏差信号，即，式中为阀位调节指令信号，为阀位反馈信号，负号的含意是与变化方向相反。 1)．高速弹性调速器液压调节系统 调节过程分述为主调节过程与反馈调节过程。 主调节过程：当外界负荷减小时，发电机的电磁阻力矩将减小，产生＜0，机组转速将升高，产生＞0，调速器1中重块的离心力增大，弹簧随之向外伸张，挡油板向右移动，差动活塞2与喷油嘴之间的间隙增大，喷嘴排油量增加，引起差动活塞2右侧油室中的油压下降，从而破坏了差动活塞2的力平衡，使差动活塞2向右移动,差动活塞2的运动又通过杠杆eod(e为支点)带动调速器滑阀3也向右移动，产生转速调节信号(即位移＜0)，调速器滑阀3上的排油口随之开大，使阀位调节油压相应降低，从而将转速调节信号＜0转换成阀位调节指令信号＜O，油动机滑阀5顶部受压力油油压的作用，底部受阀位调节油压的作用，在稳态时，上下作用力平衡，油动机滑阀5处于中间位置，遮断了通向油动机的油口a和b，使油动机活塞稳定在某一位置。随着阀位调节油压的降低，破坏了油动机滑阀5的上下力平衡，使油动机滑阀5向下移动，打开油口a和b，使油动机活塞上腔室通压力油，下腔室通回油，油动机活塞因受上下腔室油压差的作用而向下移动，通过传动机构关小调节汽阀8，减小汽轮机主汽流量与内功率，蒸汽动力矩相应减小，产生＜0，从而使得逐渐减小到零。 阀位反馈调节过程：阀位反馈信号取自油动机活塞杆上的反馈斜板。当油动机活塞向下移动时，通过反馈斜板使反馈滑阀7在其左部弹簧力的作用下向右移动，反馈油口开大，经反馈油口进入调节油路的供油量随之增加，使阀位调节油压回升，即产生阀位反馈信号＞0，使得阀位偏差信号﹝﹞逐渐减小。在＞0的作用下，油动机滑阀5向上回移，当达到阀位偏差信号为零时，恢复原值，根据油动机滑阀5的上下力平衡关系可知油动机滑阀5必然回移到原来的中间位置，重新遮断通向油动机的油口a和b，使油动机活塞停止移动。 此时，主回路与子回路的稳定条件均已满足，系统便达到了新的稳定状态。 径向泵液压调节系统 主调节过程：当外界负荷减小时，发电机的电磁阻力矩减小，产生＜0，机组转速将升高，产生＞0，径向泵的出口油压升高，产生转速调节信号(即油压变化＞0)，压力变换器活塞上的力平衡被破坏，使活塞上移