工业透平的分类及调节.ppt

* 其他形式的控制系统 在第一部分 * 中间再热汽轮机调节 * 中间再热式透平是冷凝透平向大功率发展的产物为了提高经济性，同时又受到高温材料的限制，目前几乎所有大功率冷凝透平均无例外地采用了中间再热。 但由于中间再热的采用，机组本身特性的变化引起了不少新问题，要讨论这类机组问题的调节问题，当然首先也应该对调节对象的特点和运行条件有一个初步的了解。 * 过去相当长的一段时期内，冷凝式透平调节的改进工作主要着眼于系统的灵敏和快速动作方面，这对于中间再热式也完全必要。 高参数大功率透平的应用，双水内冷凝发电机的应用，以及单机功率的迅速增加，高参数大功率的发展等，都对系统提出了新的要求。 * 中间再热问题 动态超速问题、功率滞后问题 引入中间再热，在透平的高压缸和中低压缸之间引入了中间再器和连通管道，形成了巨大的蒸汽容汽室，此容汽室将透平分为两段，即再热前的高压段和再热后的低压段。 由于这个巨大的中间容积的存在，电网负荷变化时，透平功率的变化有很大的滞延，如图10-1所示。甩负荷后产生巨大的动态超速。 * 中间再热的应用将引起机组功率的滞延，但是这种“滞延”只在动态过程中出现，对静态没有影响。 由于中间再热式透平的再热压力 是根据技术经济比较来确定的，所以机组的大部分功率要受到“滞延”的影响。 图10-1 功率的滞延 * 单元机组问题 由于中间再热，必然导致单元（即一机一炉或一机两炉）的建立和母管制的解体。 在冷凝式透平中，为了增加运行的可靠性，通常采用母管制：即许多蒸汽参数相同的锅炉将其产生的蒸汽送入到共同的母管中，然后许多蒸汽参数相同的透平由母管中取用蒸汽，在机炉之间没有一一对应的关系。 * 在单元制中则将机炉一一对应的关系肯定下来，简化了高压管道，解决了再热后蒸汽的分配问题。 但采用了单元之后除对机炉及辅机的工作可靠性要求很高外，在控制方面也进一步带来了不少新问题。此外，单元制的采用还引起了机炉之间的最小负荷的不一致。 * 解决的方法： 动态超速问题——中压联合汽门 中压联合汽门是蒸汽由中间再热器回到中压缸之前的两个阀门，即中压调节阀和中压截止阀。其中，中压调节阀主要是为了甩负荷时防止机组过分超速而设置的；中压截止阀的作用则完全和高压主汽门的作用相似。 * 机炉最小负荷不一致问题——旁路系统 如果为了回收冷凝水，在低负荷时完全可将锅炉多余的蒸汽通过旁路阀和减温减压装置直接引入冷凝器，这就是所谓“一级大旁路”，但是必须保证充足的流量。 图10-2 旁路系统示意 * 为了保证中间再热器在任何情况下都有足够的蒸汽流过而不致烧坏，采用两级旁路。 旁路系统有助于启动时使蒸汽温度与透平材料温度配合一致，减小了启动时的热应力，易于达到快速启动的目的。当然，旁路系统必然要增加设备投资和相应的控制，因此，根据不同的要求，旁路系统的简繁可以有不同的方案。 低载运行问题 30%额定负荷以下运行，这是旁路系统和透平的调节系统一起工作。 * 汽轮机采用了图10-2的二级旁路系统，旁路阀3和4与高中压调节阀1、2的工作情况如图10-3所示。 30%负荷以下的情况。可知，中间再热式透平中压联合汽门和旁路系统，不仅解决了甩负荷时动态超速问题，机炉最小负荷不一致问题，保护中间再热器的问题，而且提高了机组快速启动时的灵活性。 图10-3 阀门开启关系 * 采用微分控制使得高压段在动态多发出的功率刚好补偿中、低压缸在动态少发出的功率，使整个机组的功率由 增至 时没有任何滞延。 减负荷时，高压调节阀要进行“过关”，然后逐渐减小“过关度”，这样消除机组在减负荷时的滞延。由此可见，所谓“过调节”就是要使高压调节阀实现“动态过开”或者“动态过关”。 图10-5 过调节法补偿功率滞延 * 图10-6 “PD”作用 * 单元机组调节 所谓单元机组调节，就是锅炉-透平机组的联合调节。机炉本来就是属于同一蒸汽动力 装置的不同组成部分，在运行中提出了一系列新的问题，因此在单元机组中采用机炉联合调节，不仅是可能，而且是必须的。 单元机组是一种多参数调节，经过简化后任然有透平的转速和锅炉的汽压这两个当量。由此，目前的调节法分为两类：燃烧调节法和压力调节法。 * 燃烧调节法 在单元机组调节中的所谓“燃烧调节法”就是用锅炉的出口汽压P去控制锅炉的燃料供给，如图10-8（a）所示： 从图10-8（c）可以看出： 1、采用燃烧调节法时利用了锅炉的蓄存能力来参加电网的一次调频。但为了机炉的安全运行，锅炉的汽压P不允许过大。 2、由于锅炉汽压P的变化，实行的平衡工况需要较长的过渡时间才能达到。 * 图10-8 燃烧调节法 * 前压调节和提前燃烧 前压调节就是用透平前的蒸汽压力来控