（毕业设计论文）DEH系统事故分析.doc

PAGE PAGE 33 前言 我国的火力发电厂正朝高参数，大容量发展。锅炉，汽轮机，发电机并称为火力发电厂的三大主机。其中汽轮机组的调节多数采用DEH系统，为了满足广大技术人员和现场人员，尤其是刚刚毕业走上工作岗位的同学们对该系统起有深刻的了解，本次论文的题材选择了汽轮机组数字电液调节系统（DEH） 论文内容包括汽轮机调节系统概述；汽轮机静态特性，迟缓率，不等率，同步器及动态特性；汽轮机控制系统的发展史；数字电液调节（DEH）系统概述；数字电液调节（DEH）系统组成及工作原理；数字电液调节（DEH）系统的故障分析；深入探讨DEH系统的运行维护等相关内容。 如图所示为火电厂示意图： 1概述 1.1 汽轮机调节系统概述 无论采用何种形式的控制系统，汽轮机调节系统的基本任务是：在外界负荷变化时，及时地调节汽轮机的功率以满足用户用电量变化的需要，同时保证汽轮机发电机组的工作转速在正常容许范围之内。从五六十年代引入模拟电液调节系统以来这个基本任务就没有明显的变化。 1.1.1功能 汽轮机是一种将热能转换成动能的旋转机械。来自锅炉的高压蒸汽经主汽门和调节汽阀进入汽轮机，通过膨胀做功将能量传递给汽轮机转子，带动同步发电机进一步将动能转换成电能。汽轮机的功率通常由位于第一级喷嘴前的调节汽阀来控制，假定调节汽阀前蒸汽参数为定值，排汽的背压也维持不变，则汽轮机的功率大致与蒸汽流量成正比。 现在我们来分析作用于汽轮发电机组转子上的蒸汽力矩和发电机转矩的关系，前者是主动力矩，后者是反动力矩，根据牛顿第二定律可列出下列方程式中： J—汽轮发电机组的转动惯量(kg·m·s2) ω—转子旋转的角速率(s-1) MT—汽轮机的蒸汽力矩(kgf·m) MG—发电机的电磁转矩(kgf·m) 只有当MG = MT时，dω/dt=0，ω=常数，即汽轮机的主动力矩等于发电机的阻力矩时，汽轮发电机组才以稳定的转速运转。但两个转矩平衡的情况只是暂时的，在外界负荷改变时MG也将变化，另外MT也会受到一些参数的影响而变化。 发电机转矩一般与转速有关，以MG=f(n)表示，称为发电机特性，它主要取决于外界负载的特性。例如，当发电机转速(电网频率)改变时，电网中电动机的转速也随之改变，对应于拖动水泵或风机的电动机，则其阻力转矩与转速的平方成正比；对于带动金属切削机床之类的电动机，其阻力转矩与转速的一次方成正比；对于电阻类负荷(如白炽灯)，则阻力转矩与转速无关。这样就可以用下式表示在各种负载下的发电机阻力转矩曲线MT1和MG1的交点a即为汽轮机带动发电机在转速na时的一个稳定工况。这时，如果负载有变化，发电机转矩特性改变到MG2 ，而汽轮机的进汽量保持不变，那么新的平衡点为b，即汽轮发电机组以nb转速稳定运转。这说明，在这种情况下，从理论上讲汽轮发电机组即使没有自动调节系统，它也可以从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况。这是因为汽轮机转矩随转速增加而减少，发电机转矩却随转速增加而增加，当两个增量的代数和为零时；即达到平衡状态，这种情形称为自平衡或自调整能力。但是，这种情况事实上是不允许的，因为对带交流同步发电机的汽轮机来说，这种自平衡能力很小，因此汽轮机转速变化很大，不仅会使机组发出的电能的频率和电压不能满足用户的要求，而且就汽轮机组的自身强度和效率来看也是不允许的。 为了减少转速的波动，当外界负荷变化时，就应随之改变汽轮机的进汽量。如继续上述过程，将由调节系统来改变汽轮机的进汽量，即从曲线MT1变化到MT2 ，则曲线MT2和MG2的交点C即为新的平衡工况，此时的工作转速nc与初始的转速na相差不多，这就为机组设备所允许。上述过程说明了自动调节系统的功能，即用自动改变进汽量的手段使在转速变化不大的条件下达到新的平衡，以适应外界负荷或蒸汽状态的变化。 1.1.2实现 调节系统的任务就是改变汽轮机的蒸汽转矩。实际采用的方法就是通过喷嘴调节、节流调节或滑压运行等手段来改变进汽量或蒸汽的焓降而实现的。但是，不论采用何种方式来改变蒸汽转矩，最终都需要调节系统的执行机构(油动机)来控制调节汽阀。 当外界负荷变动使汽轮机转速也相应变动时，例如负荷减少，则转速上升△n，离心式调速器飞锤的离心力也相应增加，克服弹簧的约束力，使滑环产生一个向上的位移△X，再经过杠杆的传递带动错油门上移△S，这时从主泵来的压力油就进入油动机活塞的上部，而活塞下腔的油则排向回油管道，活塞在其上下油压差的作用下向下移动，从而关小了调节汽阀，使汽轮机的蒸汽功率减少而与外界负荷相平衡。与此同时，由于杠杆的反馈作用，将错油门下移△S，使错油门回到套筒的中间位置。这样，当油动机活塞