汽輪機自動調節系統
汽輪機自動調節系統
摘 要：汽輪機調節系統在電廠生產電能過程中尤為重要。
電能不能大量儲存，火電廠發出的電力必須隨時滿足用戶要求，即在數量、質量要求同時滿足用戶要求。
數量要求：用戶對發電量的要求。
這就是要求電力負荷根據用戶要求來調整發電大小，以滿足用戶要求。
本文就汽輪機自動調節系統展開分析，包括介紹汽輪機自動調節系統的產生與發展，要求，中間再熱機組的調節體統以及汽輪機自動調節系統的功能等
關鍵詞：汽輪機;自動調節系統;中間再熱機組;調速系統
1. 汽輪機自動調節理論的產生與發展
汽輪機自動調節理論的產生與發展，和其它理論的產生與發展一樣，都是隨著生產需要而產生，并且隨生產的不斷發展而逐漸完善與提高的。
隨著汽輪機容量的增大和形式的變化，要求調節系統也不斷地改進與提高。
從本世紀六十年代開始，在汽輪機上應用功頻電液調節系統，與原來的機械調節系統相比，它更加靈活，便于各種信號的綜合與傳遞，便于實現機爐的綜合調節，隨著電子計算機技術的發展，計算機開始應用于過程控制，把計算機的數字系統與模擬系統相結合可以大大改善調節特性。
利用它不僅可以實現機組啟停的程序控制，又可以在正常運行時實現自動控制。
這不但提高了機組的自動化水平，也便于實現全廠的自動化。
2. 運行對調速系統的要求
1)調速系統應能保證：當蒸汽參數和電網頻率在允許范圍內變化時，機組能從滿負荷到空負荷范圍內穩定運行，并保證機組能順利并網和解裂。
2)當負荷變化時，調速系統應能保證機組從一穩定工況安全她過度到另一穩定工況，而不發生較大的長期的負荷擺動。
3)為了保證機組穩定運行，各種因素引起的負荷擺動應在允許范圍內;
4)當機組突然甩電負荷時，調速系統應能保證機組轉速最大升高值小于超速保護裝置動作轉速。
3. 中間再熱機組調節系統的特點及種類
3.1中間再熱機組調節系統的特點
由于中間再熱容積的存在，在調節系統中采取相應措施的意義在于，既保證機組運行的安全性與經濟性，又提高它對負荷的適應性。
為了保證安全，中間再熱機組除了設置高壓缸調節閥外，還設置了中低壓缸調節閥，以便在機組甩負荷時，該兩個調節閥同時關閉，停止新汽和再熱蒸汽的進入，并通過旁路排走中間容積的蒸汽以防止機組的超速。
為了解決功率滯后的矛盾，提高機組對負荷的適應性，在調節系統中增設動態校正器，實現過調調節。
由于中間再熱式機組是采用單元制主蒸汽系統，汽輪機負荷對鍋爐的影響比母管制系統敏感，所以需要汽輪機與鍋爐之間的協調配合。
3.2中間再熱機組調節系統的種類
汽輪機的調節保護系統根據其轉速感受機構及中間放大器的結構不同，可以分為機械液壓調節，模擬電液調節和數字電液調節三種型式。
3.2.1機械液壓調節系統
機械液壓調節系統是由杠桿，曲柄等機構作信號放大和液壓流量控制閥作功率放大。
機械傳動機構曠動間隙的存在，液壓控制部件易受油液污染的影響，使調節品質和運行穩定，可靠性不是很理想。
3.2.2模擬電液調節系統
模擬電液調節系統是基于模擬電路的連續控制調節系統，它將電子技術與液壓控制技術有機地結合在一起，綜合了電子元件檢測靈敏，精度高，線性好，遲緩小，傳輸速度快，調整方便，能實現復雜調節規律，以及液壓元件驅動功率大，慣性小的優點。
模擬電液調節系統的控制功能和調節品質較機械液壓調節系統有了很大的提高，改善了調節系統的甩負荷動態特性，增強了機組的安全性。
3.2.3數字電液控制系統
數字電液控制系統(簡稱DEH)是以計算機代替模擬電液調節系統中控制運算的模擬電路，以發揮計算機控制運算、邏輯判斷與處理能力強及軟件組態靈活、方便的優勢，將汽輪機運行的狀態監測、順序控制、調節和保護融為一體。
數字電液控制系統是由電子控制器、操作系統、執行機構、保護系統和供油系統組成，它實現的主要功能是：汽輪機自動控制程序(ATC);汽輪機功率的自動調節;汽輪機的自動保護;機組和DEH系統狀態的監測。
4. 汽輪機調節系統的動態特性
4.1影響甩負荷動態特性的主要因素
影響汽輪機調節系統動態特性的因素來自于本體設備(如再熱器等的中間容積、轉子等)和調節系統部件兩個主要方面。
4.2本體設備對動態特性的影響
(一) 轉子時間常數Ta。
轉子時間常數Ta表示了轉子的轉動慣量與額定轉矩的相對大小;
(二) 蒸汽中間容積常數Tρ。
蒸汽中間容積常數Tρ表示了中間容積內蒸汽的作功能力與機組額定功率的比值。
5. 調速系統的功能
蒸汽和發電機隨轉速的變化如圖所示：當轉速n增加明蒸汽主力矩減小，發電機反力矩增加;當轉速n減小時，蒸汽主力矩增加，發電機反力矩減小。
A點是兩力矩平衡狀態點：曲線1， 2之交點。
(1)當外界負荷減少時，反力矩由曲線2變到曲線2’，而主力矩曲線1不變。
其工作點由A移到B，機組轉速由(自平衡能力：當不考慮調速系統的功能作用下，負荷變動時，機組能自動保持平衡狀態的能力)。
(2)當調速系統動作，減小進汽量，主力矩曲線由1變為1'，與反力矩曲線2’交于C點，機組轉速變為接近。
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