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調速系統的特性和特性試驗

發布時間 2009-12-22

調速系統的特性和特性試驗



                                   一、     調速系統的特性和特性試驗
 
1、          靜态特性的概念
在調速系統的穩定工況下,每一環節的輸入量和輸出量間具有一定的數值關系,這種關系就稱爲靜态特性關系。如将各種不同負荷與相對應的轉速關系繪制成曲線。這個曲線就稱爲調速系統靜态特性曲線圖。
汽輪機自空負荷至滿負荷時所相應的轉速差值與額定轉速之比的百分數,稱爲調速系統的速度變動率。假設靜态特性曲線是根直線,則這根直線斜度愈大,速度變動率也愈大。
2、          調速器動作轉速
(1) 動作轉速=額定轉速-(額定轉速與低限轉速差的百分比數+速度變動率+1%)X額定轉速
(2) 單泵液壓式調速系統動作轉速=3000轉/分-(4+5+1)%X3000轉/分=2700轉/分
3、          同步器位置
(1) 空負荷時同步器調節轉速的範圍
同步器在最高或最低位置時的調節範圍由空負荷第二試驗結果直接求得。對于單泵液壓式調速系統,同步器調節範圍爲額定轉速的-4~+6%。
(2) 自空負荷至滿負荷時的同步器刻度範圍
此刻度範圍可由負荷試驗得出,半液壓式調速系統約在68°~105°左右,單泵液壓式調速系統爲0~+5毫米左右。
因爲如在速度變動率很大的情況下,即使空負荷時同步器調節範圍合格,但至帶負荷後,調節發内仍會顯得不夠。
4、          速度變動率
(1) 調速系統速度變動率出廠調整在5%左右。
二、     靜态試驗中應注意的一些問題
1、          動态特性概念
(1)對于調速系統從一個穩定狀态過度到另一個穩定狀态的特性,稱爲調速系統的動态特性。
(2)當汽輪機受到擾動後,調速系統能不能通過自己的調節能力,重新适應外界負荷,達到新的平衡。調節過程時間愈短愈好,轉速最大偏差值愈小愈好。
(3)在汽輪機甩負荷瞬間,調速系統尚未動作,調速氣閥開度未變,因此,進入汽輪機的蒸汽所作的功,在沒有外界負荷的情況下,大部用于升高汽輪機轉速,迫使轉速升高很快。以後随着轉速的升高,調節系統開始動作,調速氣閥逐漸關小,進汽量逐漸變小,轉速升高逐漸變慢。當調速氣閥關小到空載所需要的開度時,達到了新的平衡點,就是靜态特性曲線上的空載轉速點。
2、超調量
汽輪機中被調量轉速,在受到最大擾動時,也就是甩滿負荷時,其最高轉速也不應達到超速保護的動作轉數。轉速的最大超調量不應大于速度變動率X額定轉速/2.
三、     調速系統靜态特性的調整
調速系統靜态特性的質量系由幾種指标所綜合。主要有:速度變動率、同步器界限位置、調速油壓、油動機行程界限與遲緩率等。
1、          速度變動率的調整途徑
要改變調速系統速度變動率,可以通過改變任一環節特性線的斜率來得到。
(1) 改變調速器特性線的斜率:主要是轉速脈沖的感應機構,對單泵液壓式機組雖可通過泵輪直徑的改變,取得效果,對電廠來說不采用。
(2) 改變傳遞機構特性線的斜率:主要是傳遞放大轉速脈沖的機構,對單泵液壓式機組可通過改變壓力變換器門芯上的反饋彈簧及錯油門彈簧剛度來達到。
(3) 改變提升配汽機構的特性線:是提升配汽機構,可通過改變調速氣閥的閥量來達到。而改變三角形杠杆支點因結構變動不易故不采用。
2、          單泵液壓式調速系統調整速度變動率的方法
(1) 改變壓力變換器彈簧剛度
壓力變換器上部彈簧剛度越大速度變動率越大;也就是說油動機行程不變時,主油泵出口油壓變化增大,這樣就增大了速度變動率。彈簧剛度增大,油泵出口壓增的變化範圍也增大了,因此而增加了速度變動率。
(2) 改變壓力變換器調節窗口寬度和油動機反饋窗口寬度。
①增加壓力變換器調節窗口的寬度,速度變動率将減小;反之,速度變動率則增大。壓力變換器調節窗口洩油面積之和是一個不變的常數。當加寬壓力變換器調節窗口時,在同一壓力變換器滑閥行程時,相應的油動機的升程将增加,而加大負荷,這實際上将減小速度變動率。②調整速度變動率也可由改變油動機反饋窗口寬度來實現。這是因爲當增加反饋窗口的寬度時,在同一壓力變換器行程下,油動機的行程将減小,從而減少了負荷,因而速度變動率将增加。如果需要增大速度變動率,在不更換壓力變換器套筒的情況下要縮小窗口寬度是不可能的,此時可借加寬油動機反饋窗口寬度來解決。
(3) 改變脈動油壓
爲提高斷流式錯油門滑閥的靈敏度,脈沖油壓水平的選擇是按主油泵工作壓力選取的,若此值偏差過大,将對速度變動率産生影響。
3、          改變同步器不同位置時調速系統速度變動率的變化
(1)調速系統速度變動率是指由空負荷至滿負荷整個過程内的平均速度變動率。速度變動率在同步器不同位置時有差異,速度變動率由低限至高限逐漸增大。在速度變動率爲5%時,高限與低限位置的速度變動率會約有0.3~0.5%左右的差數。
四、同步器界限位置的調整
1、什麽是同步器的界限位置
調速系統運行中往往會發生同步器界限位置調整不當的情況,一般有如下級點:
①   界限範圍太小。
②   界限範圍太大。
③   作用位置偏高。
④   作用位置偏低。
上述四種情況,實際上可歸并成兩個問題:作用範圍的大小和作用界限位置的高低。對于第一種缺陷,我們可采取措施增大或減少作用範圍來解決。對于第二種缺陷,由于它的作用範圍是合乎要求的,但其作用位置太偏上或偏下了,故可采取措施平行移動同步器的作用位置來解決。
2、          作用界限範圍的調整
(1)該型同步器作用界限範圍的大小與下列因素有關:
①   速度變動率的影響。
②   同步器組裝質量的影響。
(2)作用位置的平移
①降低壓力變換器彈簧預緊力,也即同步器作用位置下移了;增加預緊力,同步器作用位置上移。
③   壓力變換器彈簧的預緊力就是同步器最低限位置時的緊力,調整彈簧預緊力是通過調整彈簧下部墊片來實現的。③
④   汽輪機啓動前,将同步器置于低限位置,待調速器動作後記錄同步器低限穩定轉速。然後将同步器手輪順時針方向旋轉,待轉速升至3000轉/分時,檢查脈沖油壓應爲3.5公斤/平方厘米,如有偏差,可借調節錯油門彈簧緊力來調整正确。旋緊螺絲,脈沖油壓上升;反之則脈沖油壓下降。脈沖油壓調整後,轉速必然變動,此時再操縱同步器将轉速穩定在3000轉/分。再檢查同步器刻度,如刻度爲零,則同步器的作用位置是居中的。
⑤   若不符合要求,可用下法平移調整。當作用位置偏低時,可加厚墊片增加彈簧預緊力,使同步器作用位置上移;反之,則應減薄墊片,降低彈簧預緊力,使同步器作用位置下移。要增加墊片的厚度的轉速隻需在同步器上試驗即可。
⑥   壓力變換器彈簧的自由長度設計規定爲134.5毫米,不得誤差過大。如過短應更換合格的彈簧而不應用加厚墊圈的方法來彌補,否則墊片會太厚,造成自空負荷至滿負荷時彈簧的壓縮度不夠,在接近高限時彈簧形成并圈。這樣當轉速變動時壓力變換器窗口不能再起作用,僅由節流孔來傳遞未經放大的脈沖,在同樣的油動機行程下,轉速即會增加過多。
(4) 調整脈沖油壓
升高脈沖油壓,同步器作用位置上移;反之,降低脈沖油壓,同步器作用位置下移。
(5) 調整油動機或調速氣閥拉杆長度
縮短油動機拉杆長度能使同步器作用位置上移;反之,同步器作用位置下移。
(6) 油動機行程界限的調整
油動機的行程需要滿足調速汽閥由空負荷至滿負荷所需的工作行程。除此以外,爲了保證調速汽閥能滿足空轉運行,應在調速汽閥全關後,油動機仍留有不小于3%全行程的裕量。爲了保證機組在低蒸汽參數及低真空下還能讓調速汽閥帶上滿負荷,故在達到滿負荷開度後,油動機仍應留不小于10%全行程的裕量。上限裕量不足将不能帶滿負荷;下限裕量不足将不能維持空轉。油動機的行程界限可在靜止狀态下調整。
(7) 不能維持空負荷
調速系統不能維持空負荷有兩種情況:一是在啓動過程中出現的當主汽閥全開時調速系統不能維持額定轉速;另一種則是機組在驟然甩去負荷後不能維持空轉。
這兩種情況既有關聯,又有區别。調速系統在啓動中出現的不能維持額定轉速,一般都是由于進入汽輪機的蒸汽量大于空載需要的緣故,而甩負荷後不能維持空轉,不僅與此有關,還應考慮遲緩率與速度變動率過大等因素。
 

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