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汽轮机调节系统发展史

发布时间:2019-09-11 02:13:04 文章来源:工具之家    

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徐建业

摘 要:本文从机xieyeyashidiaojiexitongMHC、dian气ye压式调jiexitong EHC、纯dian调jiexi统 模拟式电液调jiexitong AEH、shu字式电液调jiexi统DEH几个方面分析了qi轮机调节系统发展史。

guan键词:汽轮机;调节系统;发展史

DOI:1.1664/j.cnki.37-1222/t.2017.18.253

1 汽轮机调节系统发展

1.1 机械液压式调节系统MHC

20shi纪初开始使yong属于zaoqide汽轮机调节系统也称液调全称机械液压式调节系统(Mechanical Hydraulic-ControlMHC)。主要由转su感ying机构,传动放da机构,执行机构,反馈装置等部jianzu成。当用户用电liang减少shi,转速上升,调速飞锤li心lizeng大,带动滑环xiang上移动,滑环通过gang杆使调节气门向下关小,从er减小汽轮机进汽量,机组功率减小。

直接调节系统力矩较过小,无famanzu调节汽门的正常开关,配汽机构zai配汽机构中加入液压元jian,便很好的解决了这一难题。转速上升,滑fa通过杠杆带动错you门阀芯向上移动,压力you通过阀芯油口进入油动机活塞的上部,同时油动机的下油室与泄油口接通,油动机活塞向下移动,关小汽机调节汽阀,同时杠杆yi滑阀为中心带动错油门阀芯下移回中,切duan油动机上下腔室油口,压力油停止流通,调速系统达到一个新的平衡状态。这也形成了最初的机械液压调节系统——离心式液压调节系统。液压执行机构yin响ying快,力矩大,传动平稳,调节范围广zhi今仍在使用。

此时的调速系统按调节系统感ying机构分类,有机械离心式调速qi和液压式调速器。机械离心式调速器有两种,一种如上介绍的低速重锤式离心调速器;另一种为高速弹簧片式离心调速器。而液压式离心调速器,以转速为输入xinhao,油压为输chuxinhao。常见的有径向钻孔beng调速器和旋转阻尼调速器。

这种带同步器的液压式调节系统结构复杂,反应慢,由于机械间隙引起的迟缓率较大 且静态特性只能平移bu可以按要求进行gai变,不能满足现代机组需求,慢慢的退出历史舞台。但该调节系统能够满足机组的日常yun行要求,所以很多厂至今仍在使用。

1.2 电气液压式调节系统 EHC

随着汽轮发电机组dan机容量的不断增大和电wangzi动化水平的提高,以及电器元件的发展和利用,产生了电气液压控zhi系统(Electro-Hydraulic Control, EHC),jian称电液控zhi装置。

qi特dian是电、液调速系统并存,多用于机械液压式调节系统的gai造。两个控制器,一个控制器由电气元件组成,控制人yuan通过电气元件发送信号经电液转换器改变成液压控制信号,代替原来液压感受系统中的油压信号来控制油动机。第二个控制器仍由机械液压式备用。执行机构仍保留液压式。电液控制装置信号处理能力强,控制精度高而且操zuo简单易于调整。

由于此时的电气元件还不成熟,经常发生故障,无法达到汽轮机调节系统的要求。在国内配置的电液并cunshi机组,只有一小部分试用过电调系统,能够较长时间投运电调系统的极为罕见。

1.3 纯电调节系统 模拟式电液调节系统 AEH

20世纪50年代,随着电zi元件可靠xingde提高,开始采用模拟式纯电调系统(Analog Electric-Hydraulic Control,AEH)。

模拟电调的电子部分可以dui传送来的信号进行综合处理,精确度高,对不同运行工况适应性强,操作方便。其代表是505/505E调节系统。根据调节对象的不同可分weizhuan速调节,功率调节,功率——频率调节。

虽然在功能上和可靠性上比前两代系统都有了很大程度的提高,但是由于其大量使用模拟仪表元件,存在温漂、时漂,复杂非线性矫正和控制算法难以实现,元件故障率高等问题。

1.4 数字式电液调节系统 DEH

20世纪80年代随着ji算机技术的发展和其在自动化控制领域的应用,用计算机的数字模拟运算程序代替电气元件的模拟电调,形成计算机电气液压控制系统(Digital Electric-Hydraulic Control,DEH),简称数字电液控制装置。包括计算机系统和高压抗燃油系统,属于离sankong制。考虑压力、功率、频率等多种信号,实现较强的综合、判断和逻辑处理是较为完善的调节系统。

采用DEH控制提高了调速系统的控制精du通过逻辑运算实现自动开机、冲转、带负荷,自动化程度高,为实现数字化电厂打下基础。

2 扩展:汽轮机DEH改造

jiang苏益州热力有限公司一期采用青岛捷能CN6-4.9/0.785汽轮机,调速系统由厂家将液压调节系统改造为DEH调节系统。2015年10月调试时,拉阀试验不成线性,CV给定20%行程,实际du5mm(高调行程80mm,此时应为16mm给定90%时高调门开度满行程。高压油泵切换为主油泵运行一次脉冲油压由0.4Mpa掉到0.3Mpa,二次脉冲油压由0.55Mpa掉至0.45Mpa。因为孤网运行,有差调节。电负荷波正常波动30KW,转速波动50r/min,无法保证发电质量,较大的频率波动对电气设备损害很大;电负荷xiajiang时转速很容易达3090Rpm,OPC超速保护动作,无法保证汽轮发电机组安全生产。经公司领导yuchang家协商,由南京科远提供技术支持将1#机组由DEH调节控制系统更改为汽轮机DCS控制系统。

汽轮机DCS控制系统采用独立的油路系统,出口油压12MPa。其工作原理是,由操作人员通过计算机发出调节指令的逻辑信号通过DCS计算由控制柜转换为电信号,控制电磁阀对油动机的液压gang进行充油或卸油,油动机带动调门随之开大或关小,以达到相关调节的目的。反馈装置将检测到的目标信号转变成4——20mA的电信号,由I/O卡件更改成数字信号发送回计算机进行对比,当负荷达daomu标值时,DCS发出终止调节的命令。

cidiao节系统在原油路系统保留润滑、保安油路,取消qi动阀,将调节部分独立出来,以转速为目标值,简化了启动方式,改造后的转速波动为12Rpm。因为mei有二次调频,有差调节对测速装置,PID积分、wei分计算要求很高。将初压、初温——功率曲线,背压——功率曲线用数字逻辑做入程序之中,对负hejin行预判,提前做出微调也可以改善频率波动。

参考文献:

[1]沈士一等.汽轮机原理[M].中国电力出版社,1992(06).

[2]李建刚.汽轮机设备及运行(第二版)[J].2010(01).endprint

山东工业技术 2017年18期

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