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湖南科技大學
畢業(yè)設計（論文）任務書
系（教研室）主任:
機電工程學院 院 機械工程 系（教研室） （簽名）
年 月 日
學生姓名：劉偉 學號： 2003181218 專業(yè)：機械設計制造及其自動化
1 設計（論文）題目及專題： NK型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計
2 學生設計（論文）時間： 自 2007 月 3 日開始至 6 月 1 日止
3 設計（論文）所用資源和參考資料：
1）實物測繪的工件圖紙和技術要求
2）現(xiàn)場資料
3）《汽輪機設備及系統(tǒng)》《汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)》和《汽輪機分冊》等參考文獻和設計手冊
4 設計（論文）完成的主要內(nèi)容：
1 凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計方案說明；
2 凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖和凝汽式汽輪機總布置圖；
3 505調(diào)速器原理及其程序流程；
4 凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓部分具體說明及其相關組件介紹
5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求：
1）系統(tǒng)原理圖,調(diào)節(jié)油管路圖,總裝配圖各一張；畢業(yè)答辯圖紙總量不少于2.5張A0圖?！ ?
2）設計說明書按湖南科技大學畢業(yè)設計（論文）說明書的要求進行排版（打?。┎簧儆?0頁
6 發(fā)題時間： 2007 年 3 月 4 日
指導教師：劉吉兆 （簽名）
學 生： 蘭 芳 （簽名）
湖南科技大學
畢業(yè)設計（論文）進度表
畢業(yè)設計（論文）題目：NK型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 起止時間： 2007.03.19---2007.05.25
學生：劉偉 （簽名） 指導教師： 劉吉兆 （簽名） 系（教研室）主任： （簽名）
時 間
工 作 內(nèi) 容
備 注
第 1 周至第 3 周
（3 月19 日至 4月8日）
通過設計任務查閱相關資料并實習，對汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關知識有一定了解。
第 4 周至第 10周
（4月 9 日至 4 月 22日）
擬寫開題報告，構思設計思路。
第 11 周至第 12 周
（ 4 月23日至 5 月 6日）
寫設計說明書草稿，通過向老師請教突破難點，通過前期檢查。
第 13 周至第 14 周
（ 5 月 7 日至 5 月 25日）
書寫電子版本說明書并畫圖，
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
注：此表一式兩份：一份存學院，一份發(fā)給學生。
湖南科技大學
畢業(yè)設計（論文）指導人評語
指導人： （簽名）
年 月 日
湖南科技大學
畢業(yè)設計（論文）評閱人評語
評閱人： （簽名）
年 月 日
湖南科技大學
畢業(yè)設計（論文）答辯委員會記錄
日期：
學生： 劉偉 學號： 2003181218 班級： 03級機制本二班
題目: NK型凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計
提交畢業(yè)設計（論文） 答辯委員會下列材料:
1設計（論文）說明書 共 頁
2設計（論文）圖 紙 共 3 頁
3指導人、評閱人評語 共 2 頁
畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評語：
畢業(yè)設計（論文）答辯委員會主任： （簽名） 委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
總評成績：
畢 業(yè) 設 計 說 明 書
摘 要
調(diào)節(jié)系統(tǒng)有全液壓式，WOODWARD 機械液壓式及由微機控制的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等多種調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般根據(jù)參數(shù)對系統(tǒng)功能及由自控水平的要求進行合理的選擇和配置。
隨著電力工業(yè)的發(fā)展，200MW機組已成為電網(wǎng)的調(diào)峰機組，其負荷適應能力及響應速度的快慢便顯得越來越重要，過去，國產(chǎn)200MW機組控制普遍采用傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)，此類系統(tǒng)結構復雜，控制精度低，可靠性差，傳動速度慢，已遠遠滿足不了電網(wǎng)調(diào)度自動化的要求。而電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)越來越受重視。
本設計對凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用﹑原理進行了研究，選擇了電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，介紹了其工作原理，完成各部件設計，配汽采用噴嘴調(diào)節(jié)法。調(diào)節(jié)氣閥的啟閉由油動機通過橫梁﹑兩閥桿和杠桿系統(tǒng)進行控制。
在調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計中，除了相應的液壓部件控制外，還有轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、就地操作、超速跳閘裝置等。備有轉(zhuǎn)速、新汽壓力、抽汽壓力等保安裝置，上述各參數(shù)的測量、變換、執(zhí)行等元件可采用氣動或電動單元。隨著分散控制系統(tǒng)技術水平的不斷提高，一個電廠由單一類型的分散控制系統(tǒng)來完成所有控制任務是未來的發(fā)展趨勢。
關鍵詞 汽輪機；凝汽式汽輪機；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)
ABSTRACT
Various govering type,such as full-hydraulic governing system.WOODWARD mechanicalhydraulic governing system and computer control elect-hydraulic govering system,can be reasonably selected and configurated depending on the system function and automatic control level that custemers required.
power industry, the 200 MW machine set has become the charged barbed wire net to adjust the Along with the development of the electric machine set, it carries the ability of adapt and responds to the rate of speed of the speed and then seem to be more and more important, past, the domestic 200 MW machine set controls the traditional liquid of widespread adoption to press to control the system, this kind of system structure complications, the control accuracy is low, the credibility is bad, spreading to move the speed slow, already far far satisfy not the charged barbed wire net adjusts the request of one degree automation.But the electricity liquid regulate the system to be more and more value.
Have study appies and pricles of steam turbines .In general the nozzle control is adopted.The openning and closing of the governing and closing of the governing valves are controlled by an oil servomotor via a beam,two spindles and a level system.
in govering,have speed control system WOOD505、protection、local control panel 、protection Equipment and so on.
Turbines are equipped with safety devices for pressure,live steam pressure,extraction steam pressure vacuum,axial displacement of rotor,and the monitoring devices for speed,vibration,temperation,pressure etc.
Along with dispersion continuously raise of the control system technique level, a power station is controled the system by the dispersion of the one type to complete all control mission and is a future development trend.
Key words turbines；steam turbines ；govering ；computer elect-hydraulic govering system
目 錄
1 概述 1
1.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介 1
1.3液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2
1.3電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2
2 總體設計 3
2.1凝汽式汽輪機選型計算 3
2.2調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用 4
2.3具體的設計 5
2.4汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH 5
3速關組件的設計 10
4啟動調(diào)節(jié)器的設計 11
5速關閥的設計 17
6 505調(diào)節(jié)器 19
7 其他相關部件 32
8靜態(tài)校核 32
8.1靜態(tài)特性 33
8..2感應機構的遲緩率 33
8..3速度變化率 33
8. 4調(diào)節(jié)汽閥的重疊度 34
1．調(diào)節(jié)汽閥順序開始時，應有適當?shù)闹丿B度； 34
參考文獻 36
致 謝 37
汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng) 40
43
1 概述
1.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介
汽輪機是將蒸汽能轉(zhuǎn)化為機械能的外燃回轉(zhuǎn)式原動機。它具有單機功率大，轉(zhuǎn)速高,效率高,運轉(zhuǎn)穩(wěn)和，使用壽命長等優(yōu)點，因而在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應用。?電網(wǎng)將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能源源不斷地輸送到各個用電設備，為人們的生產(chǎn)、生活服務。而為保證各種用電設備能正常運轉(zhuǎn)，不但要求提供連續(xù)不斷的電能，而且還對供電的品質(zhì)提出了嚴格的要求：
ko}-j IAh? ?? ?? ?? ? 頻率誤差≤±0.4%
5E[-S!TU
H熱電技術聯(lián)盟? ?? ?? ?? ? 電壓誤差≤±6%www.rdlm.com.cn)B7r~Ei#^1gn `
? ???供電頻率由電網(wǎng)中的總發(fā)電量、總用電量共同確定。穩(wěn)態(tài)時，供電頻率與汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速對應相等。若總發(fā)電量>總用電量，則供電頻率增加，機組轉(zhuǎn)速也增加。必須通過控制系統(tǒng)使電網(wǎng)中并網(wǎng)發(fā)電機組的總發(fā)電量，適應總用電量的要求，才能保證供電頻率精度。
E Pnl(h W,}Kw? ???電網(wǎng)中的總用電量是一個隨機變量，其頻譜表明：負荷變化低頻率對應大幅度，高頻率對應小幅度。小幅度高頻率的負荷變化，通過汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能，利用鍋爐的蓄能調(diào)節(jié)發(fā)電量，使總發(fā)電量適應總用電量的變化。大幅度低頻率的負荷變化，由電網(wǎng)的自動調(diào)頻裝置，通過汽輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)的自動發(fā)電AGC功能自動地或手動地改變機組的負荷指令，改變機組的發(fā)電量，使總發(fā)電量適應總用電量的變化。這就是二次調(diào)頻作用。電網(wǎng)中調(diào)根據(jù)負荷的統(tǒng)計特性要求發(fā)電機組按日負荷曲線大幅度改變負荷，這就是調(diào)峰作用。
+\ljy$XOQ|電廠鍋爐、汽輪機、電氣、熱控、水處理等熱電行業(yè)技術免費交流平臺！二次調(diào)頻和調(diào)峰，由于負荷變化的幅度較大，鍋爐控制系統(tǒng)必須相應動作，使鍋爐的出力滿足汽機的要求，同時為保證整個發(fā)電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性，要求在改變負荷的過程中，機、爐、電控制系統(tǒng)必須協(xié)調(diào)動作。 ll9t2E3x1Pwww.rdlm.com.cn必須將汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min，發(fā)電機并網(wǎng)后才能向電網(wǎng)輸出電能。因此要求汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有升速控制功能。汽輪機是一種高轉(zhuǎn)速的大型旋轉(zhuǎn)機械，它對轉(zhuǎn)速的要求很高，轉(zhuǎn)速超過120%后，機組就可能損壞。因此要求汽輪機控制系統(tǒng)具有完善的保護功能。www.rdlm.com.cnY W7|xb:_f
? ???汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要任務就是調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速、功率，使其滿足電網(wǎng)的要求。汽輪機控制系統(tǒng)的控制對象為汽輪發(fā)電機組，它通過控制汽輪機進汽閥門的開度來改變進汽流量，從而控制汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率。在緊急情況下，其保安系統(tǒng)迅速關閉進汽閥門，以保護機組的安全。#R l&H-_B*wu
? ???由于液壓油動機獨特的優(yōu)點，驅(qū)動力大、響應速度快、定位精度高，汽輪機進汽閥門均采用油動機驅(qū)動。汽輪機控制系統(tǒng)與其液壓調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是密不可分的。"XB1Ao!b a$w6^SA
汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH分為電子控制部分和液壓調(diào)節(jié)保安部分。電子控制主要由分布式控制系統(tǒng)DCS及DEH專用模件組成，它完成信號的采集、綜合計算、邏輯處理、人機接口等方面的任務。液壓調(diào)節(jié)保安部分主要由電液轉(zhuǎn)換器、電磁閥、油動機、配汽機構等組成，它將電氣控制信號轉(zhuǎn)換為液壓機械控制信號，最終控制汽輪機進汽閥門的開度。
為滿足上述要求,在汽輪機上均設有轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)系統(tǒng).其主要作用是：當用戶耗電量變化時,通過改變汽輪機汽量，調(diào)節(jié)汽輪機的輸出功率，使其與外界負荷相適應，并維持汽輪機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi).
汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速感應機構、傳動放大機構、執(zhí)行機構、和反饋機構組成。
1.2液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)
調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由機械部件和液壓部件組成，主要依靠液體作為工作介質(zhì)來傳遞信息，因而被稱為液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。又由于是根據(jù)機組轉(zhuǎn)速的變化來進行調(diào)節(jié)，所以稱為液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度低，反應速度慢，運行時工作特性是固定的，不能根據(jù)轉(zhuǎn)速以外的信號進行調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)功能少，所以大功率機組一般不再采用單純的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
1.3電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)
隨著單機容量的不斷增大，蒸汽參數(shù)的逐漸提高，中間再熱循環(huán)的廣泛采用以及機組運行方式的多樣化，對機組運行的安全性、經(jīng)濟性、自動化程度以及多功能調(diào)節(jié)提出了更高的要求，僅靠原有的液壓調(diào)節(jié)技術已不能完全適應。于是，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)應運產(chǎn)生了。該系統(tǒng)主要由電氣部件、液壓部件組成。電氣部件測量與傳輸信號方便，并且信號的綜合處理能力強，控制精度高，操作、調(diào)整與調(diào)節(jié)參數(shù)的修改又方便。液壓部件用作執(zhí)行器時充分顯示出響應速度快、輸出功率大的優(yōu)越性，是其他執(zhí)行器所無法替代的。
目前，絕大多數(shù)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由汽輪機制造廠設計與制造的專用裝置，它是分散控制系統(tǒng)的重要組成部分，其優(yōu)點是：設備硬件通用，軟件透明，便于掌握、維護和改進；隨著分散控制系統(tǒng)技術水平的不斷提高，一個電廠由單一類型的分散控制系統(tǒng)來完成所有控制任務是未來的發(fā)展趨勢。近年來，我國發(fā)電事業(yè)已有長足發(fā)展，尤其是隨著汽輪發(fā)電機組容量的增大，蒸汽參數(shù)的提高，對機組的安全性、經(jīng)濟性、自動化水平的要求也越來越高。目前已采用汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（EIectro-Hydraulic? Control? System? ,簡稱 EHC）。
取代了傳統(tǒng)的機械（液壓）式調(diào)節(jié)系統(tǒng)（Machine-Hydraulic? Control? System , 簡稱MHC）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電子控制技術、可實現(xiàn)多參量的調(diào)節(jié)與控制，具有靈敏度高、調(diào)節(jié)精度高、抗內(nèi)擾能力強及融調(diào)節(jié)與保護于一體的特點，從而大大提高了機組運行的安全性與可靠性。正是由于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的上述特點，目前我國在300MW及以上的汽輪機組中大都采用了電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
2 總體設計
2.1凝汽式汽輪機選型計算
(1) 確定進汽焓
查 h-s圖 =3215J/kg
(2) 確定進汽比容
查 h-s圖 V =0.073 m3/kg
(1) 確定排汽焓
查 h-s圖 h =2190k J/kg
(.4 )確定排汽比容
查h-s圖 V=9m3/kg
(5 )確定可用絕熱焓降
△h=- h ………………………………2.1
=3215-2190=1025kJ/kg
(6) 估算質(zhì)量流量(假定總效率n =0.75)
Ma=p/(△h. n) ……………………………2.2
=10000/(1025×0.75)=13 k J/kg
(7) 計算進汽容積流量
V′=m′. V………………………………2.3
=13.0.073=0.95 m3/s
(8) 計算排汽容積流量
V′= m′. V……………………………2.4
=13.9.1.1=129 m3/s
(9 )選擇進汽段
選擇確定進汽段號25和32都可選用
(10 )選擇排氣段
查排汽段圖`
選擇圖上0.95m3/s的線和8500r/min的線相交在45矩形內(nèi)，這表明排汽段號為45
(11 )驗證進汽段和排氣段和兼容性
查兼容性圖
25號進汽段不能和45號排氣段相合，32號進汽段能夠和45號排氣段相結合
(12 )驗證所選排氣段允許通過的質(zhì)量流量
查許可性圖查得選用的汽輪機型號為NG32/45
2.2調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選用
此單機容量較大,蒸汽參數(shù)較高,中間再熱循環(huán)的廣泛采用以及機組運行方式的多樣性,對機組運行的安全性,經(jīng)濟性,自動化程度以及多功能調(diào)節(jié)提出了更高的要求.只靠原有的液壓調(diào)節(jié)技術已不能完全適應用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由電氣部件，液壓部件組成。電氣部件測量與傳輸信號方便，并且信號的綜合處理能力強，控制精度高，操作，調(diào)整與調(diào)節(jié)參數(shù)的修改又方便。液壓部件用執(zhí)行器時充分顯示出響應速度快，輸出功率大的優(yōu)越性，是其他執(zhí)行器無法替代的。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)點是：1設備硬件通用，軟件透明，便于掌握，維護和改進；數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過分散控制系統(tǒng)的高速通信網(wǎng)絡伺機組其他控制系統(tǒng)交換信息，便于協(xié)調(diào)，減少設備的重復設置，提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了運行人員的操作步驟。
（1）轉(zhuǎn)速感應機構：它能感應轉(zhuǎn)速的變化并將其轉(zhuǎn)變成其他物理量的變化，送至傳動放大機構。
（2）傳動放大機構：由于轉(zhuǎn)速感應機構產(chǎn)生的信號往往功率太小，不足以直接帶動配汽機構，因此，傳動放大機構的作用是接受轉(zhuǎn)速感應機構的信號，并加以放大，然后傳遞給配汽機構，使其動作。
（3）執(zhí)行機構：它的作用是接受傳動放大機構的信號來改變汽輪機的進汽量。
（4）反饋機構：傳動放大機構在速信號放大傳遞給配汽機構的同時，還發(fā)出一個信號使滑閥復位，油動機活塞停止運動。這樣才能使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定。
2.3具體的設計（見調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖）
液壓部分用速關閥組件（1840）控制速關閥的啟閉，進而控制蒸汽閥開度的大小，蒸汽流量的大小等；調(diào)節(jié)汽閥控制蒸汽的流速，進而控制電量的大??；此外還用危急遮斷器、危急保安裝置來處理異常情況的停機等。
下面部分為電子類的裝置，控制盤，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，安全保護系統(tǒng)等。用電液轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電子信息和液壓信號的轉(zhuǎn)變。
各個部分還有各種測量裝置，用于測量溫度、，速度、壓力強度的信息，這種信息再轉(zhuǎn)移到電子裝置，實現(xiàn)適時控制。
2.4汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH ??
主要任務就是調(diào)節(jié)汽輪機的蒸汽轉(zhuǎn)矩，使之維持等轉(zhuǎn)速運行，與外界負荷相適應。在討論汽輪發(fā)電機組的控制控制系統(tǒng)時，通常將汽輪發(fā)電機軸系看作一個整體旋轉(zhuǎn)剛體，建立一個系統(tǒng)較為完善的數(shù)學模型，然后對該系統(tǒng)進行較準確的分析和設計。汽輪機控制系統(tǒng)設計的依據(jù)就是轉(zhuǎn)子的能量平衡方程式，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方程為：
J×dω/dt = MT -MG -Mf ……………………………2.5
式中：J—汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量(Kg.m.s2 )
ω—轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度(s-1 )
MT—汽輪機蒸汽轉(zhuǎn)矩(N.m)
MG—發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩(N.m)
Mf—各種阻力矩(N.m)
轉(zhuǎn)動慣量對于特定的機組安裝完成后，即為一常數(shù)，DEH要控制的轉(zhuǎn)速n與角速度ω成正比。
ω=2πf=2πn/60 ……………………………2.6
其中：f—頻率(s-1)
n—轉(zhuǎn)速(r/min)
由汽輪機工作原理知，蒸汽轉(zhuǎn)矩MT 為：
MT =4.73×D×H0×η0e/n (N.m) ……………………2.7
式中：D—進入汽輪機的蒸汽流量(Kg/h)
H0—絕熱焓降(KJ/Kg)
η0e—汽輪機相對效率
n—轉(zhuǎn)速(r/min)
發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩MG，它主要取決于負載的特性，可表示為：
MG =K1+K×n+K3×n2 …………………………2.8
式中，K1，K2，K3為隨機變量，且均為正值。
各種阻力矩Mf，它與轉(zhuǎn)速、真空、軸系油溫等很多因素有關，可視隨轉(zhuǎn)速增大的隨機變量。
圖1 表示汽輪機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩特性，其中曲線MT1 及曲線MT2表明了蒸汽輪機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關系曲線，稱為汽輪機的內(nèi)特性。曲線MT1 及曲線MT2 對應于兩個不同的進汽量。其中曲線MG1 及曲線MG2表明了發(fā)電機阻力轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關系曲線，稱為發(fā)電機的特性。曲線MG1 及曲線MG2 對應于兩個不同的電負載。曲線MT1和曲線MG1的交點a即為汽輪機帶發(fā)電機運轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)速na時一個穩(wěn)定狀態(tài)。
圖2.1
首先從圖1和式(2-1)可知，汽輪發(fā)電機組具有一定的自平衡能力，比如當發(fā)電機的阻力矩MG1變?yōu)镸G2時，若汽輪機進汽量保持不變，那么新的平衡工況點即為b，即汽輪發(fā)電機組以nb轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，也就是說汽輪發(fā)電機組具有一定的自平衡能力，此時工作轉(zhuǎn)速nb和na相差較大。但汽輪機、發(fā)電機和電網(wǎng)負載是不允許網(wǎng)頻（汽輪機轉(zhuǎn)速）有大幅度的變化的，這就要求當發(fā)電機的阻力矩MG1變?yōu)镸G2時，汽輪機進汽量能跟隨變化，那么新的平衡工況點就可變?yōu)閏，汽輪發(fā)電機組以nc轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行，此時工作轉(zhuǎn)速nc 和na相差不大，這是電氣設備允許的，而這只有靠汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能實現(xiàn)。
汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制汽輪機的D，即能改變MT ，使MT 始終跟隨MG 變化，以維持轉(zhuǎn)速n即供電頻率在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足國家對供電品質(zhì)的要求。
實際汽輪機控制系統(tǒng)都是通過執(zhí)行機構(油動機)來控制安裝在進汽口上的調(diào)節(jié)汽閥來改變MT，以調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速和功率的。汽輪機控制流程框圖見圖2，圖2表示汽輪機控制的整個過程及整個控制過程中的各個物理對象的數(shù)學描述，是做系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的基礎。汽輪機控制原理圖見圖3，圖3則是根據(jù)上述原理進行DEH系統(tǒng)設計的依據(jù)。
從圖3可以看出機組在啟動和正常運行過程中，DEH接收到操作人員通過人機接口所發(fā)出的增、減指令、CCS指令、汽輪機發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率以及調(diào)節(jié)閥的位置反饋信號等進行分析處理，綜合運算，輸出控制信號到伺服閥，改變調(diào)節(jié)閥的開度，以控制機組的運行。
機組在升速過程中（即機組沒有并網(wǎng)），DEH控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路來控制機組的轉(zhuǎn)速，功率控制回路不起作用。這點可從原理圖中看出，當沒有并網(wǎng)信號時，控制信號就為1，則輸出等于輸入1(即轉(zhuǎn)速回路調(diào)節(jié)器輸出)。在此回路下，DEH控制系統(tǒng)接收現(xiàn)場汽輪機的轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)DEH三取二邏輯處理后，作為DEH的反饋信號。此信號與DEH的轉(zhuǎn)速設定值進行比較后，送到轉(zhuǎn)速回路調(diào)節(jié)器進行偏差計算，PID調(diào)節(jié)，然后輸出油動機的開度給定信號到伺服卡。此給定信號在伺服卡內(nèi)與現(xiàn)場LVDT油動機位置反饋信號進行比較后，輸出控制信號到伺服閥，控制油動機的開度，即控制調(diào)節(jié)閥的開度，從而控制機組轉(zhuǎn)速。升速時，操作人員可設置目標轉(zhuǎn)速和升速率。
機組并網(wǎng)后，DEH控制系統(tǒng)便切到功率控制回路，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路便不起作用。這點可從原理圖中看出:當有并網(wǎng)信號時，控制信號就為0，則輸出等于輸入2(即功率控制回路的輸出)。在此回路下有三種調(diào)節(jié)方式（此三種模式下，一次調(diào)頻回路，始終存在）：
(1) 負荷反饋不投入，調(diào)節(jié)級壓力反饋也不投入。
在這種情況下，閥門開度直接由操作員設定進行控制。設定所要求的開度后，DEH輸出閥門開度給定信號到伺服卡，與閥位反饋信號進行比較后，輸出控制信號到伺服閥，從而控制閥門的開度，以滿足要求的功率。
(2) 負荷反饋投入。
這種情況下，負荷回路調(diào)節(jié)器起作用。DEH接收現(xiàn)場功率信號經(jīng)DEH三取二邏輯處理后與給定功率進行比較后，送到負荷回路調(diào)節(jié)器進行差值放大，綜合運算，PID調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號到伺服卡，與閥位反饋信號進行比較后，輸出控制信號到伺服閥，從而控制閥門的開度，滿足要求的功率。
(3) 調(diào)節(jié)級壓力反饋投入。 在這種情況下，調(diào)節(jié)級壓力回路調(diào)節(jié)器起作用。DEH接收汽輪機調(diào)節(jié)級壓力信號與給定信號進行比較后，送到調(diào)節(jié)級壓力回路調(diào)節(jié)器進行差值放大，綜合運算，PID調(diào)節(jié)輸出閥門開度信號到伺服卡，與閥位反饋信號進行比較后，輸出控制信號到伺服閥，從而控制閥門的開度，滿足要求的功率。
上述三種模式下，一次調(diào)頻回路，始終存在與每一個回路中，只是有死區(qū)而已，在網(wǎng)頻（汽機轉(zhuǎn)速）波動較小時，它不產(chǎn)生作用。運行時，操作人員可設置目標值和升負荷率。DEH控制系統(tǒng)邏輯設定負荷反饋投入方式和調(diào)節(jié)級壓力投入方式不能同時投入， 投入一種反饋時另一種反饋自動切除。
機組啟動時可選用高中壓聯(lián)合啟動方式和中壓缸啟動方式里的任何一種方式。當選擇高中壓聯(lián)合啟動方式時，閥切換系數(shù)等于1，閥門開度信號同時輸出到高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥。當選擇中壓缸啟動方式時，閥切換系數(shù)等于0，則閥門開度信號送高壓調(diào)節(jié)閥的指令乘系數(shù)0，值為0，則高調(diào)閥開度為0。因此，閥位開度信號便送到中壓調(diào)閥控制回路，從而控制中調(diào)閥的開度，滿足中壓缸啟動方式。在閥切換過程中，閥切換系數(shù)由0逐漸變到1，機組便轉(zhuǎn)換為高中壓聯(lián)合進汽形式。對汽輪發(fā)電機組來講，由于調(diào)節(jié)閥的開度同蒸汽流量存在非線性，因此要進行閥門的線性修正，DEH控制系統(tǒng)設計了閥門修正函數(shù)F(x)來進行。
閥門方式— 說明機組正在運行的閥門方式。主汽閥控制（THROTTLE VALVE）或高壓調(diào)節(jié)閥控制（GOVERNER VALVE）或再熱調(diào)節(jié)閥控制（INTERCEPT VALVE）。還顯示主汽閥—調(diào)節(jié)汽閥轉(zhuǎn)換（TV—GV XFER IN PROGRESS）。閥門試驗狀態(tài)（VALVE TEST IN PROCESS）。再熱調(diào)節(jié)汽閥切換到主汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥聯(lián)合控制。另外，提供單閥/順序閥切換功能。
本系統(tǒng)中300MW汽輪機是由TV、GV控制沖轉(zhuǎn)的。汽機掛閘且閥門不在校驗狀態(tài)時，運行人員可發(fā)出命令，此時GV全開，TV保持關閉。掛閘實際上就是開機命令指令，一旦發(fā)出，就意味著沖轉(zhuǎn)開始；在汽機運行期間掛閘命令始終保持，只有當汽機重新跳閘才能清除掉。
Nw0D5l0~!i;h:JDW運行人員通過DEH畫面設定目標轉(zhuǎn)速和升速率；一旦目標值發(fā)生改變，程序自動進入HOLD狀態(tài)，當運行人員選擇GO命令后，轉(zhuǎn)速給定按照事先設定的升速率向目標值爬升，轉(zhuǎn)速PID在偏差的作用下輸出增加，開啟TV，汽機實際轉(zhuǎn)速隨之上升。當轉(zhuǎn)速給定與目標值相等時，程序自動進入HOLD狀態(tài)，等待運行人員發(fā)出新的目標值。升速過程中，運行人員可隨時發(fā)出HOLD命令（臨界區(qū)除外），這時，轉(zhuǎn)速給定等于當前實際轉(zhuǎn)速，汽機將停止升速，保持當前轉(zhuǎn)速。_#[$[0k,為保證汽機安全通過臨界區(qū)，當實際轉(zhuǎn)速在1150～2000RPM時，轉(zhuǎn)速進入臨界區(qū)，此時，升速率自動設置為400RPM/min。轉(zhuǎn)速臨界區(qū)的范圍可通過工程師站在線修改。|電廠鍋
轉(zhuǎn)速設定到2950RPM ,當轉(zhuǎn)速達到2950RPM時，進入TV/GV切換階段。運行人員發(fā)出TV/GV切換命令后，GV開始以1％/s的速率緩緩關閉；當GV已影響到汽機轉(zhuǎn)速時，TV以2％/s開啟。當TV開度達到100％時，汽機轉(zhuǎn)速由GV控制，TV/GV切換結束。TV/GV切換過程中，汽機轉(zhuǎn)速將保持在2950RPM附近。切換結束后，轉(zhuǎn)速設定到3000RPM，用GV控制汽機升速到3000RPM。
(gv)ozRO ||電廠鍋爐、汽輪機、電氣、熱控、水處理等熱電行業(yè)技術免費交流平臺?。牐?000RPM定速后，可以進行自動同期。DEH對自同期裝置發(fā)出的增/減脈沖指令進行累加，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速目標值，并通過限幅器將累加后的目標值限制在同期轉(zhuǎn)速允許范圍內(nèi)（2985～3015RPM）。
3速關組件的設計
速關組件用于汽輪機遙控啟動，就地停機，遙控停機，速關閥聯(lián)機試驗及危急遮斷油門自動掛鉤。速關組件適用于采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的汽輪機。速關組件是將調(diào)節(jié)系統(tǒng)中一些操作件集裝在一起的液壓件組合，它不僅使操作便捷，并且也使得油管路及電氣線路的布置趨于合理、簡化。
速關組件的功能及工作原理：
試驗閥（1）位2309 是手動換向閥，用于速關閥聯(lián)機試驗。圖示換向閥可對兩只速關閥進行試驗。作試驗時，將手柄向操作側拉動，壓力油p便與實驗油H1接通，即可對汽輪機右側的速關閥進行試驗；推動手柄則使壓力油p與實驗油H2接通對左則速關閥進行試驗。放開手柄，換向閥自動恢復到中間位置，退出試驗。由于在H1、H2油路上有節(jié)流孔，所以手動換向閥投入或退出試驗的操作不會影響機組的正常運行。如汽輪機僅配用一只速關閥，一般是H2 封堵不用。如果2309 采用電磁閥，則速關組件具有速關閥遙控試驗功能，改變電磁閥狀態(tài)（得電或失電）即可進行速關閥試驗，電磁閥復位便退出試驗。啟動油電磁閥（3）位號1843， 速關油電磁閥（4） 位號1842， 它們用于遙控開啟速關閥。圖示1842﹑1843 為不帶電狀態(tài)，啟動時，使1842 和1843 同時得電，則1842 的P與B，A與 T通路， 于是DG16 插裝閥關閉切斷E1與E2通路，速關油E2油壓為0；同時，1843的P與B成通路，啟動油F和開關油建立壓力（若M接至危急遮斷油門， 速關組件具有油門自動掛鉤功能，若M不用危急遮斷油門須就地手動掛鉤復位），當啟動油壓力達到≥0.6Mpa時，再使1843斷電復位，F(xiàn)與T電接通， 由于1843 回油口裝有節(jié)流孔板和可調(diào)針閥（在操作側A面左側靠上部位置），所以以速關閥隨著啟動油的緩慢回油而逐漸開啟。1842與1843 的節(jié)換控制通常有兩種方式：一種是按啟動油和速關油的壓力人工操縱電磁閥的通、斷電；另一種是由時間繼電器來控制，即根據(jù)啟動指令，在 1842、1843得電后，經(jīng)t1秒1842斷電，再經(jīng)t2秒后1843斷電，由于 t1、t2 隨汽輪機速關閥只數(shù)及油缸規(guī)格的不同是可變值，所以 t1、t2 需按實際要求在 5～ 20秒范圍內(nèi)設定。
停機電磁閥（ 5，8）位號分別是2222 和2223 它們用于汽輪機遙控停機。圖2 所示電磁閥為不帶電狀態(tài)，啟動和正常運行時，2222 和2223 的壓力油是通路，DG40 插裝閥在壓力油作用下關閉。當2222和2223中任一只得電時，DG40上腔與回油接通，于是DG40開啟，速關油迅速排泄，致使速關閥關閉、汽輪機停機。
電磁閥根據(jù)用戶使用要求，可配用NO型（常開型，正常運行不帶電）或NC型（常開型，正常運行帶電），也可配用防暴電磁閥。
電液轉(zhuǎn)換器（6）不屬于速關組件的功能元件，它只是利用本體集裝在速關組件中，根據(jù)機組的需要可裝接一只或兩只。
手動停機閥（ 位號2250， 用于汽輪機就地停機。2250 前方有一塊紅色防護板，若要手動停機，先將防護板向操作側翻下，之后拿動手柄，其結果與2222（2223）得電時一樣，使汽輪機停機。
3.1 速關組件圖
4啟動調(diào)節(jié)器的設計:
啟動調(diào)節(jié)器是調(diào)速器的一個多功能操作單元，可配合調(diào)速器
啟動調(diào)節(jié)器組裝在調(diào)速器中，其結構如圖1所示，
圖4.1 啟動調(diào)節(jié)器
連接塊（9）通過樞軸（8）與調(diào)速器本體比例杠桿（10）連接在一起，而比例杠桿可操縱放大器的二次油壓，因此在操作啟動調(diào)節(jié)器的過程中二次油壓會相應變化。啟動調(diào)節(jié)器可看作一個五位四通閥，通常在系統(tǒng)圖上以框圖形式表示
圖 4.2 啟動系統(tǒng)前初始狀態(tài)
操作及工作原理結合其功能并對照圖1～圖6 分別介紹如下：開啟速關閥：圖2 是啟動前系統(tǒng)的初始狀態(tài)，速關閥關閉，遮斷油門脫扣，速關油及二次油無壓，啟動調(diào)節(jié)器在100％運行位置。在此狀態(tài)松開鎖緊手柄（1），順時針方向旋轉(zhuǎn)手輪（13）時，滑閥（3）、導桿（5）、連接塊在彈簧（4，6）作用下跟隨螺桿（2）向上移動，最終導桿的上行被檔圈（7）限定。隨著滑閥上移，滑閥凸肩與套筒（12）之間油路通道也隨之變化：E1 與F 接通，E2 與T 接通，相應如圖3 所示，滑閥由“e”移至“a”，在遮斷油門復位后，啟動油通至速關閥油缸活塞前將活塞壓向活塞盤。由于在機組起動前調(diào)速器油缸輸出在其最大位置A 點保持不動，所以滑閥在“e”時，C 點隨B 點上移，放大器二油壓升次油窗口為最大開度，二次油壓為0，調(diào)節(jié)汽閥關閉。接著逆時針方向轉(zhuǎn)動手輪，滑閥、導桿便隨著螺桿向下移動，當滑閥移位至“C”，也就是圖4 所示位置時，啟動油開始泄油，而速關油E２通至活塞盤后，隨著活塞盤的移動速關閥開啟，在此過程中，當E２油壓升.高，F(xiàn)油壓開始下降時操作應盡可能緩慢或暫停幾秒鐘，以免活塞盤與活塞脫開使速關閥無法開啟。在位置“c” A點保持不動，B、C均下移，不過放大器隨動活塞套筒還未到達控制位置，所以二次油壓仍不能建立，調(diào)節(jié)汽閥亦然關閉。
圖 4.3 啟動調(diào)節(jié)器啟動位置
圖4.4 速關閥開啟
圖4.5 速關閥開啟，汽輪機啟動
氣輪機起動：從沖轉(zhuǎn)暖機到升速至調(diào)速器下限轉(zhuǎn)速的汽輪機起動過程是通過啟動調(diào)節(jié)器的操作來完成的。在速關閥開啟后，繼續(xù)逆時針方向轉(zhuǎn)動手輪，滑閥移位至“d” ，B、C點隨之下移，二次油壓開始建立，當P2＞0.15Mpa 時調(diào)節(jié)汽閥開啟，隨著C 點的下移，二次油壓升高，汽輪機沖轉(zhuǎn)升速，這也就是圖5 所狀態(tài)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使調(diào)節(jié)器由“d”變化至 “e”，當導桿的下移被套筒限止時，便是啟動調(diào)節(jié)器100％運行位置，這時用手柄將螺桿鎖緊，系統(tǒng)狀態(tài)如圖6 所示。在由“d”至“e”的過程中，機組轉(zhuǎn)速達到調(diào)速器下限轉(zhuǎn)速后，A 點位置從max 向min 變化，A、B 點均下移，綜合的結果C 點不動，于是機組轉(zhuǎn)速由調(diào)速器控制。機組負荷限制：在“d”至“e”的操作過程中，若啟動調(diào)節(jié)器未達到100％位置，則由于B 未到位而使C 的位移受到限制，二次油壓達不到100％負荷所需的P2max 值，因此機組負荷受到限制?？煽赝C：在機組正常運行時，若將啟動調(diào)節(jié)器進行反向操作，使其由“e”逐步變化至“a”則機組就會減負荷、降速、關閉調(diào)節(jié)汽閥最后速關閥關閉，完成可控停機。
調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試：這里所說的調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)與傳統(tǒng)概念的含義是有區(qū)別的。尤其在電力行業(yè)中靜態(tài)特性是指在汽輪機空負荷時調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的特性，通常是用四象限圖來表示。而我們這里所說的靜態(tài)調(diào)試是在汽輪機靜止狀態(tài)下（用外部操作設備切斷汽輪機汽源）來調(diào)整、測定調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性。具體操作是：在位置“d”使P2=0.145Mpa，檢查放大器二油壓油切斷點是否符合要求。由“d”調(diào)整到“e” 。
圖4.6 啟動調(diào)節(jié)器100％位置，調(diào)速器控制機組轉(zhuǎn)速
5速關閥的設計
速關閥又稱為主汽門，它是主蒸汽管路與汽輪機之間的主要關閉機構，在緊急狀態(tài)時能立即切斷汽輪機進汽，使機組快速停機。
汽輪機停機時速關閥是關閉的，在汽輪機起動和正常運行期間速關閥處于全開狀態(tài)。 速關閥閥殼與汽缸進汽室是整體構件，因此，速關閥不帶單獨的閥殼。速關閥水平裝配在汽缸進汽室側面，根據(jù)進入汽輪機新蒸汽容積流量的大小，一臺汽輪機可配置一只或兩只速關閥。
速關閥主要由閥、油缸和支座三部分構成，其結構如圖1所示。
圖5.1
閥體部分主要由件1～9和件23組成。
主蒸汽經(jīng)由蒸汽濾網(wǎng)（3）通至主閥碟（1）前的腔室，在速關閥關閉狀態(tài)，閥碟在蒸汽力及油缸彈簧（17）關閉力作下被緊壓在閥座（23）上，新蒸汽進入汽輪機通流部分的通路被切斷。在主閥碟中裝有卸載閥（2），由于在速關閥全開之前調(diào)節(jié)汽閥是關閉的，所以在速關閥的開啟過程中，當卸載閥開啟后，主閥碟前后蒸壓力很快趨于平衡，這樣就使得主閥碟開啟的提升力大為減小
速關閥中的蒸汽濾網(wǎng)大多采用不銹鋼波形鋼帶卷繞結構的濾網(wǎng)，也有一些汽輪機的濾網(wǎng)由帶孔不銹鋼板卷焊而成。
為阻止、減少蒸汽向外泄漏，在閥的動、靜部分都采用了相應的密封措施。剖分為4瓣的弓形環(huán)（7）嵌裝在進汽室中，螺栓（6）通過壓環(huán)（8）和弓形環(huán)使密封環(huán)（22）既被閥蓋（5）壓緊又與進汽室內(nèi)壁面緊密貼合，在蒸汽壓力作用下，該結構具有自密封作用，這樣，靜體部分的蒸汽泄漏被阻止；動體部分在閥門關閉和開啟過程中，有部分蒸汽從閥桿（9）和套筒（4）的間隙泄漏，漏汽由接口K引出。在閥門開啟后，由于閥碟與套筒的密封面接觸而封閉了蒸汽外泄通道，所以在汽輪機起動和運行工況下閥桿漏汽被阻斷。
為便于弓形環(huán)（7）的裝拆，殼體上加工有工藝孔，并用螺塞封堵。閥體部分通過支座（13）和油缸部分連接在一起，在支座的靠閥體側裝有隔熱板（10）以減少對油缸的熱輻射。閥桿（9）與油塞桿（12）由聯(lián)軸節(jié)（21）連接在一起，在聯(lián)軸節(jié)上裝有油杯（11），萬一油缸的活塞桿密封件受損，則油缸外泄的壓力油由油杯承接并從漏油接口T2排出。
速關閥的油缸部分主要由油缸（20）、活塞（16）、彈簧（17）、活塞盤（19）及密封件等構成，油缸用螺栓固定在支座（13）上?；谟透籽b、拆操作的安全性，在油缸端面裝有3只專用長螺栓，在螺栓旋入處配有鋼絲螺紋套。注意：油缸的裝拆須借助長螺栓和螺母，以免發(fā)生人身傷害事故。
速關閥的開啟和關閉由油壓控制。速關閥的開啟通常由啟動調(diào)節(jié)器（參見1-1840- ）來操作：先是啟動油F通至活塞（16）右側，使活塞克服彈簧（17）力被壓向活塞盤（19），隨之速關油E通入活塞盤左側，使活塞盤與活塞的密封面保持封合，之后啟動油開始有控制的排泄，活塞盤與活塞如同一個整體在兩側油壓差作用下向右移動直至被試驗活塞（15）限位，在活塞盤移動時，活塞桿、聯(lián)軸節(jié)和閥桿隨之動作，速關閥開啟。
如果保安系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)動作，致使速關油失壓，則在彈簧力作用下活塞盤與活塞脫開，活塞盤左側的速關油從T1油口排出，活塞盤、活塞桿、閥桿和閥碟即刻被壓至關閉位置，速關閥關閉。
在油缸部分還裝有試驗活塞（15），如圖2所示，由試驗活塞，試驗閥及壓力表等構成速關閥試驗機構，其作用是在機組運行期間檢驗速關閥動作的可靠性。
圖5.2
6 505調(diào)節(jié)器
“505”是以微處理器為基礎的汽輪機用數(shù)字式調(diào)節(jié)器。
在驅(qū)動發(fā)電機，壓縮機或泵的汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，505調(diào)節(jié)器用于控制機組轉(zhuǎn)速、功率，汽輪機新汽壓力或排汽壓力，泵或壓縮機的進（出）口壓力以及其它與汽輪機相關的過程參數(shù)。
505調(diào)節(jié)器可獨立應用也能通過3個串行接口與裝置分布控制系統(tǒng)（DCS）及PC機相聯(lián)，通信接口根據(jù)需要按ASCⅡ或RTU組態(tài)RS-232，RS-422或RS-485通信。
505調(diào)節(jié)器的控制組件與操作盤集裝在一起，為適應用戶的不同要求，505有盤裝和架裝兩種形式，505調(diào)節(jié)器可安裝在控制室內(nèi)也可裝設在機旁。
505調(diào)節(jié)器的所有輸入、輸出通過機殼背面的籠形線夾端子板接通，架裝505的接線須穿過機箱底面的密封蓋板接到端子板。。為適應不同配置的需要，機內(nèi)設置有多個跨接器，跨接器。
505調(diào)節(jié)器的操作盤包括顯示器和鍵盤。顯示器有兩行，每行24個字符。鍵盤有30個觸摸鍵。在操作時每個程序步都會依次在顯示器中顯現(xiàn)，機組運行時，顯示器屏面上可同時看到設定參數(shù)的實際值和給定值。
505采用選項屏（菜單）驅(qū)動程序軟件，使用戶能便捷地按機組特性自主在現(xiàn)場進行組態(tài)。505調(diào)節(jié)器的操作主要有兩種模式：程序（組態(tài)）方式和運行方式，程序方式是指在汽輪機停機狀態(tài)下，對預設程序模塊進行選擇和賦值，通常一旦調(diào)節(jié)器完成組態(tài)就不再使用程序方式。運行方式是指調(diào)節(jié)器組態(tài)后從機組起動到停機整個過程的操作。此外，還有一種模式是服務方式，它可在505接通電源后的任何時間內(nèi)聯(lián)機對程序或設置參數(shù)進行調(diào)諧，不過進入服務方式須謹慎從事。程序方式和服務方式都只能通過505面板上的操作盤進行操作，而運行方式除本機操作盤外，還可通過外部給定或通信接口執(zhí)行。為防止有意或不當心更改程序，在進入程序方式和服務方式時都必須輸入規(guī)定的口令,必要時用戶可自行更改原有口令。
505調(diào)節(jié)器預設的程序模塊有13個（見表6.2），它們分別是：汽輪機起動，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速給定值，運行特性，驅(qū)動組態(tài)，模擬輸入，觸點輸入，功能鍵，輔助調(diào)節(jié)，串級調(diào)節(jié)，讀出，繼電器及通信，其中前7列對任何機組都必須組態(tài)，后6列可選擇所需項目組態(tài)。
輸入
兩個轉(zhuǎn)速傳感器輸入。利用跨接線可配用無源或有源轉(zhuǎn)速傳感器。
6個4～20mA模擬輸入。可從10個預定可選項中選擇。
16個觸點輸入。其中4個是專用的，即停機、復位，升高轉(zhuǎn)速給定值和降降低轉(zhuǎn)速給定值。對用于發(fā)電機組的505，發(fā)電機斷路及電網(wǎng)斷路器兩個觸點輸入是必用的，其余10個可從24個可選項中選定。當調(diào)節(jié)器用于機械驅(qū)動機組時，可從24個可選項中選用12個。
另外，鍵盤上的4個功能鍵中F1和F2分別用于報警原因顯示和超速試驗，可編程的功能F3和F4可使指定功能投入或退出。
供入505調(diào)節(jié)器的電源可從下述類別中選擇：
表6.1
電 源
保持時間
內(nèi)裝熔斷器
18～32Vdc
14ms
6.25A，最大77VA
88～132Vac，47-63H2或90～150Vac
30ms
2.5A，最大143VA
180～264Vac，47-63H2
58ms
1.5A，最大180VA
輸出
兩路執(zhí)行機構輸出，在組態(tài)時選定輸出電流為4～20mA或20～160mA，如果不使用2＃執(zhí)行機構，則用2＃執(zhí)行機構輸出可組態(tài)用于4～20mA儀表讀出。
8個C型繼電器觸點輸出，其中停機和報警是專用的，另外6個可組態(tài)。
汽輪機的轉(zhuǎn)速通過一個或兩個磁性式或趨近式測速探頭測得。在505E中設置好測速齒盤速率和齒數(shù)，就可以計算出汽輪機的實際轉(zhuǎn)速。磁性式和趨近式轉(zhuǎn)速探頭可以同時使用，但為了保證輸入齒輪速率和齒數(shù)一致，必須將兩者安裝在同一個齒輪上。 505E的轉(zhuǎn)速PID（比例，積分，微分控制放大器）將轉(zhuǎn)速信號與給定信號相比較，生成一個速度/負荷指令信號，通過低選總線傳遞給速率/限幅器。
:\9A T$dw H注意：505E默認設置為使用無源磁性式轉(zhuǎn)速探頭，如果使用趨近式轉(zhuǎn)速探頭，必須改變跳線。
r+E(a:K&TK9z,Y)jSR轉(zhuǎn)速PID 運行模式：*X1U c5W
根據(jù)組態(tài)以及系統(tǒng)具體條件的不同，轉(zhuǎn)速PID可以運行在以下任何一種模式下：
*w!|&T
V/y(NI1，? ?? ?? ?轉(zhuǎn)速控制
jl4I;qk6HE*C2，? ?? ?? ?頻率控制
9T-g W1Ksa熱電技術聯(lián)盟3，? ?? ?? ?發(fā)機組負荷控制（不等率反饋回路投入） Brzqxg-l
（1）? ???汽輪機高壓和低壓調(diào)門閥位控制
$T MU;}[x（2）? ???發(fā)電機負荷控制h%L)d8O*NX
轉(zhuǎn)速控制：熱電技術聯(lián)盟Q(A"A~E}x5u3QT
發(fā)電機尚未接帶負荷以前，505E的轉(zhuǎn)速PID總是運行在轉(zhuǎn)速控制模式下；當發(fā)電機接帶負荷后， PID如何運行取決于發(fā)電機斷路器及線路斷路器的狀態(tài)。如果發(fā)電機斷路器為開路，則轉(zhuǎn)速PID處于轉(zhuǎn)速控制模式下；如果發(fā)電機斷路器閉合，而線路斷路器為開路，則PID處于頻率控制模式下；當發(fā)電機和線路兩者的斷路器都閉合時，則機組為負荷控制方式。當處于轉(zhuǎn)速控制模式時，不論負荷大小(在機組負荷容量范圍內(nèi))，PID都能將汽輪機轉(zhuǎn)速控制在同一轉(zhuǎn)速（頻率）下。采用這種組態(tài)方式，PID不需要任何形式的不等率反饋回路或第二被控制變量便能保證機組的穩(wěn)定性或?qū)崿F(xiàn)對機組的正?？刂?。
6|)qbWP相關的速度控制參數(shù)可以通過MODBUS通訊來提供。
$n1]5d:q.`[s9K? ? ? ? VEMK&? t?#w Awww.rdlm.com.cn頻率控制：h&kb"t8a-LX t
以下有關頻率控制方式的描述是基于505程序的默認設置。
D:In]#RR ~當發(fā)電機斷路器閉合且線路斷路器斷開時，轉(zhuǎn)速PID運行在頻率控制模式下。在該模式下，不論負荷大?。ㄔ跈C組負荷容量范圍內(nèi)），轉(zhuǎn)速PID均能夠?qū)⑵啓C轉(zhuǎn)速控制在同一轉(zhuǎn)速（頻率）下。
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G J當斷路器動作使轉(zhuǎn)速PID切換到頻率控制時，轉(zhuǎn)速給定同時階躍改變?yōu)榈扔谵D(zhuǎn)換前汽輪機的實際轉(zhuǎn)速，使模式間切換為無擾。如果測得的最后轉(zhuǎn)速不是額定轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)，轉(zhuǎn)速給定將會以默認的速率（1rmp/sec）逐漸調(diào)整到額定轉(zhuǎn)速（可通過服務模式調(diào)節(jié)）。DS ?,g [ N
在頻率控制模式下，可以通過轉(zhuǎn)速給定升、降命令按鈕改變轉(zhuǎn)速給定，這樣就可以通過線路斷路器，利用手動來實現(xiàn)小網(wǎng)和大網(wǎng)之間的同步。_
a, 在程序中設置了一個繼電器，當PID處于頻率控制模式時被激活，以顯示PID的當前狀態(tài)。
Z.U|W~!D~機組負荷控制：,W*aX9M:c8X%Nn
發(fā)電機斷路器閉合時，505的轉(zhuǎn)速PID可控制兩個獨立變量，即：單機運行時控制機組的頻率;并入無限大電網(wǎng)時控制機組負荷。發(fā)電機斷路器和線路斷路器都閉合時，轉(zhuǎn)速PID運行在機組負荷控制模式下。這種容許PID控制另外一個變量的方法， 便是不等率環(huán)節(jié)的引入。由于轉(zhuǎn)速PID被設定為具有控制兩個變量的能力，使之可以控制機組負荷，并可以起到穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的作用。在這種組態(tài)方式下，當電網(wǎng)頻率上升（下降）時，機組負荷會根據(jù)設定的不等率隨之下降（上升），總的效果是使電網(wǎng)更穩(wěn)定。
/\4p7ne'C4X)x D熱電技術聯(lián)盟不等率環(huán)節(jié)的函義是：當單機為運行時,將對應于機組負荷變化的閥位變化反饋到轉(zhuǎn)速PID綜合點時，所引起的轉(zhuǎn)速變化。不等率環(huán)節(jié)的作用是通過它引入轉(zhuǎn)速PID的第二個控制變量。另一個函義是：代表機組負荷變化的第二被控變量系通過不等率環(huán)節(jié)反饋到轉(zhuǎn)速PID的綜合點，這樣轉(zhuǎn)速PID便能控制兩個變量，即：單機運行時控制轉(zhuǎn)速，并入無限大電網(wǎng)運行時控制負荷，^由于505的轉(zhuǎn)速PID與設定值通?？刂破啓C轉(zhuǎn)速和第二個變量，因此需要將第二個變量規(guī)范化，以便在轉(zhuǎn)速PID的輸入端實現(xiàn)三個信號相加（即轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速給定和負荷相加）。這種規(guī)范化基于額定轉(zhuǎn)速的百分比，以此建立起機組負荷與PID給定轉(zhuǎn)速之間的直接聯(lián)系。一旦機組的負荷用額定轉(zhuǎn)速的百分比表示，轉(zhuǎn)速給定可以以百分比變化，在并網(wǎng)運行條件下，在額定轉(zhuǎn)速以上改變轉(zhuǎn)速給定值可使機組的負荷從0升到100％。下面示例描述了如何將機組負荷轉(zhuǎn)換成額定轉(zhuǎn)速的百分比：
b5hE2~ J6Q-P不等率％×（發(fā)電機負荷或閥位％）×額定轉(zhuǎn)速＝給定轉(zhuǎn)速變化量（RPM）9d8r6D.T,?-W V-M2H
例如：5%×100%×3000rpm=150rpm
6B9^t4p4V-['cFwww.rdlm.com.cn對于上面的例子，機組并網(wǎng)運行時，給定轉(zhuǎn)速可以在3000rpm～3150rpm之間進行調(diào)節(jié)，使機組的負荷從0變化到100％?！白罡哒{(diào)速器轉(zhuǎn)速“設定應當設在3150rpm。
9zxH#G9sQ4\!I一旦機組并入電網(wǎng)或其它發(fā)電系統(tǒng)，并且該發(fā)電系統(tǒng)中沒有不等率特性或沒有負荷分配能力時，本機組的不等率反饋允許轉(zhuǎn)速PID控制機組的負荷（發(fā)電機功率或高壓及低壓調(diào)節(jié)閥門的開度）。汽輪發(fā)電機組并網(wǎng)后，機組的頻率/轉(zhuǎn)速取決于電網(wǎng)，這樣505就必定只能控制其它被控變量（指機組負荷或閥位）。熱電技術聯(lián)505通過汽輪機高壓和低壓閥門的位置或從瓦特變送器上測得的模擬輸入測得機組功率?？梢杂昧砍虨?～100％的動作器（油動機）驅(qū)動電流信號代表高壓(低壓)閥門的位置。驅(qū)動電流與實際閥位之間的標定要求是非常嚴格的，所以應當盡可能的將其調(diào)整準確。
S.Z.e7m4Ty8|
表6.2
圖6.1 505程序結構圖
圖6.2 505程序方式進程
圖6.3 505 運行方式概貌
圖6.4 505程序模塊
圖6.5 505程序模塊(續(xù))
7 其他相關部件
調(diào)速器均可以通過杠桿對同一傳動放大機構（斷流式錯油門和油動機）起作用，從而控制調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)機組進汽量或排汽量。它對轉(zhuǎn)速測量值與給定值進行比較隨之產(chǎn)生相應的二次油輸出到油動機，調(diào)節(jié)汽輪機的進汽量，從而控制機組在規(guī)定的轉(zhuǎn)速（或功率）范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。
傳動機構通常用于電動啟動調(diào)節(jié)器或給定值調(diào)節(jié)器中，它將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直行程輸出，從而使啟動機構產(chǎn)生相應控制操作或改變給定值彈簧的作用力。傳動機構也可通過手輪進行手動操作。
油動機是調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機構，它將由放大器或電液轉(zhuǎn)換器輸入的二次油信號轉(zhuǎn)換為有足夠作功能力的行程輸出以操縱調(diào)節(jié)閥，控制汽輪機進汽。
電液轉(zhuǎn)換器是將閥位偏差信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換放大而成為液壓信號，以此控制油動機的位移。它是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個關鍵部件，要求具有較好的精度，線性度和良好的動態(tài)性能。
調(diào)節(jié)汽閥的作用是按照控制單元的指令改變進入汽輪機的蒸汽流量，以使機組受控參數(shù)符合要求。
放大器是將調(diào)速器比例杠桿的位移轉(zhuǎn)換為操縱調(diào)節(jié)汽閥開度的二次油。
危急保安器是汽輪機的機械式超速保護設備，當機組轉(zhuǎn)速超出設定的脫扣轉(zhuǎn)速時動作，通過遮斷 油門關閉速關閥和調(diào)節(jié)汽閥。
在電液調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，機組正常運行時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)移動的很少，用油量大量增加。在高壓抗燃油系統(tǒng)中，因為工作壓力很高，并且是偶爾的間斷用油，所以不須要高壓油泵一直工作。故在系統(tǒng)中有蓄能器。
采用旋轉(zhuǎn)阻尼，液壓調(diào)速器作為感應機構，作為液壓調(diào)速系統(tǒng)，要求油泵理想的壓力—流量曲線為一水平線，當油系統(tǒng)的阻力改變使流量改變時，油泵出口壓力不變，而只為轉(zhuǎn)速的函數(shù)，這就是旋轉(zhuǎn)阻尼器所具有的性能
8靜態(tài)校核
8.1靜態(tài)特性
不管是哪一種調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它們都有一個共同的特性，即：當汽輪機負荷增加轉(zhuǎn)速降低時，由于調(diào)節(jié)機構作用的結果，增加了進入汽輪機的進汽量，使汽輪機重新又恢復等速運轉(zhuǎn)，但此時穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速比負荷變化前的轉(zhuǎn)速要低。反之，若汽輪機的負荷降低，則穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速將比負荷變化前的轉(zhuǎn)速要高，也就是說，汽輪機在各種負荷下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速并不相等。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的這一特性告訴我們：汽輪機的每一負荷都有一轉(zhuǎn)速與其相對應，這種在穩(wěn)定工況下的轉(zhuǎn)速n和負荷N的關系稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性對汽輪機能否正常工作影響很大，而衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性的標準主要有兩個重要特性指標，這就是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變化率和遲緩率。
8..2感應機構的遲