机械毕业论文:凝汽式汽轮机控制系统设计(论文+DWG图纸)

摘  要

调节系统有全液压式，WOODWARD 机械液压式及由微机控制的电液调节系统等多种调节系统，一般根据参数对系统功能及由自控水平的要求进行合理的选择和配置。

随着电力工业的发展，200MW机组已成为电网的调峰机组，其负荷适应能力及响应速度的快慢便显得越来越重要，过去，国产200MW机组控制普遍采用传统的液压控制系统，此类系统结构复杂，控制精度低，可靠性差，传动速度慢，已远远满足不了电网调度自动化的要求。而电液调节系统越来越受重视。

本设计对凝汽式汽轮机调节系统的选用﹑原理进行了研究，选择了电液调节系统，介绍了其工作原理，完成各部件设计，配汽采用喷嘴调节法。调节气阀的启闭由油动机通过横梁﹑两阀杆和杠杆系统进行控制。

在调节系统设计中，除了相应的液压部件控制外，还有转速控制系统、安全保护系统、就地操作、超速跳闸装置等。备有转速、新汽压力、抽汽压力等保安装置，上述各参数的测量、变换、执行等元件可采用气动或电动单元。随着分散控制系统技术水平的不断提高，一个电厂由单一类型的分散控制系统来完成所有控制任务是未来的发展趋势。

关键词  汽轮机；凝汽式汽轮机；调节系统；电液调节系统

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

NK型凝汽式汽轮机调节系统的设计

目录

1 概述 1

1.1调节系统简介 1

1.3液压调节系统 2

1.3电液调节系统 2

2 总体设计 3

2.1凝汽式汽轮机选型计算 3

2.2调节系统的选用 4

2.3具体的设计 5

2.4汽轮机数字电液控制系统DEH 5

3速关组件的设计 10

4启动调节器的设计 11

5速关阀的设计 17

6 505调节器 19

7 其他相关部件 32

8静态校核 32

8.1静态特性 33

8..2感应机构的迟缓率 33

8..3速度变化率 33

8. 4调节汽阀的重叠度 34

1．调节汽阀顺序开始时，应有适当的重叠度； 34

参考文献 36

致 谢 37

汽轮机调节系统 40

1 概述
1.1调节系统简介

汽轮机是将蒸汽能转化为机械能的外燃回转式原动机。它具有单机功率大，转速高,效率高,运转稳和，使用寿命长等优点，因而在现代工业中得到了广泛的应用。 电网将发电厂生产的电能源源不断地输送到各个用电设备，为人们的生产、生活服务。而为保证各种用电设备能正常运转，不但要求提供连续不断的电能，而且还对供电的品质提出了严格的要求：
频率误差≤±0.4%电压误差≤±6%~

供电频率由电网中的总发电量、总用电量共同确定。稳态时，供电频率与汽轮发电机组的转速对应相等。若总发电量>总用电量，则供电频率增加，机组转速也增加。必须通过控制系统使电网中并网发电机组的总发电量，适应总用电量的要求，才能保证供电频率精度。
电网中的总用电量是一个随机变量，其频谱表明：负荷变化低频率对应大幅度，高频率对应小幅度。小幅度高频率的负荷变化，通过汽轮机调节系统的一次调频功能，利用锅炉的蓄能调节发电量，使总发电量适应总用电量的变化。大幅度低频率的负荷变化，由电网的自动调频装置，通过汽轮发电机组控制系统的自动发电AGC功能自动地或手动地改变机组的负荷指令，改变机组的发电量，使总发电量适应总用电量的变化。这就是二次调频作用。电网中调根据负荷的统计特性要求发电机组按日负荷曲线大幅度改变负荷，这就是调峰作用。

电厂锅炉、汽轮机、电气、热控、水处理等热电行业技术免费交流平台！二次调频和调峰，由于负荷变化的幅度较大，锅炉控制系统必须相应动作，使锅炉的出力满足汽机的要求，同时为保证整个发电系统的安全性和经济性，要求在改变负荷的过程中，机、炉、电控制系统必须协调动作。必须将汽轮发电机组的转速升到同步转速，即3000r/min，发电机并网后才能向电网输出电能。因此要求汽轮机调节系统具有升速控制功能。汽轮机是一种高转速的大型旋转机械，它对转速的要求很高，转速超过120%后，机组就可能损坏。因此要求汽轮机控制系统具有完善的保护功能。xb:_f
汽轮机调节系统的主要任务就是调节汽轮发电机组的转速、功率，使其满足电网的要求。汽轮机控制系统的控制对象为汽轮发电机组，它通过控制汽轮机进汽阀门的开度来改变进汽流量，从而控制汽轮发电机组的转速和功率。在紧急情况下，其保安系统迅速关闭进汽阀门，以保护机组的安全。#R l&H-_B*wu
由于液压油动机独特的优点，驱动力大、响应速度快、定位精度高，汽轮机进汽阀门均采用油动机驱动。汽轮机控制系统与其液压调节保安系统是密不可分的。

汽轮机数字电液控制系统DEH分为电子控制部分和液压调节保安部分。电子控制主要由分布式控制系统DCS及DEH专用模件组成，它完成信号的采集、综合计算、逻辑处理、人机接口等方面的任务。液压调节保安部分主要由电液转换器、电磁阀、油动机、配汽机构等组成，它将电气控制信号转换为液压机械控制信号，最终控制汽轮机进汽阀门的开度。

为满足上述要求,在汽轮机上均设有转速自动调节系统.其主要作用是：当用户耗电量变化时,通过改变汽轮机汽量，调节汽轮机的输出功率，使其与外界负荷相适应，并维持汽轮机转速在规定范围内.

汽轮机的调节系统由转速感应机构、传动放大机构、执行机构、和反馈机构组成。

1.2液压调节系统

调节系统主要是由机械部件和液压部件组成，主要依靠液体作为工作介质来传递信息，因而被称为液压调节系统。又由于是根据机组转速的变化来进行调节，所以称为液压调节系统。这种调节系统的调节精度低，反应速度慢，运行时工作特性是固定的，不能根据转速以外的信号进行调节，而且调节功能少，所以大功率机组一般不再采用单纯的液压调节系统，而采用电液调节系统。

1.3电液调节系统

随着单机容量的不断增大，蒸汽参数的逐渐提高，中间再热循环的广泛采用以及机组运行方式的多样化，对机组运行的安全性、经济性、自动化程度以及多功能调节提出了更高的要求，仅靠原有的液压调节技术已不能完全适应。于是，电液调节系统应运产生了。该系统主要由电气部件、液压部件组成。电气部件测量与传输信号方便，并且信号的综合处理能力强，控制精度高，操作、调整与调节参数的修改又方便。液压部件用作执行器时充分显示出响应速度快、输出功率大的优越性，是其他执行器所无法替代的。

目前，绝大多数数字电液调节系统主要是由汽轮机制造厂设计与制造的专用装置，它是分散控制系统的重要组成部分，其优点是：设备硬件通用，软件透明，便于掌握、维护和改进；随着分散控制系统技术水平的不断提高，一个电厂由单一类型的分散控制系统来完成所有控制任务是未来的发展趋势。近年来，我国发电事业已有长足发展，尤其是随着汽轮发电机组容量的增大，蒸汽参数的提高，对机组的安全性、经济性、自动化水平的要求也越来越高。目前已采用汽轮机电液调节系统（EIectro-Hydraulic  Control  System  ,简称 EHC）。

取代了传统的机械（液压）式调节系统（Machine-Hydraulic  Control  System , 简称MHC）电液调节系统采用电子控制技术、可实现多参量的调节与控制，具有灵敏度高、调节精度高、抗内扰能力强及融调节与保护于一体的特点，从而大大提高了机组运行的安全性与可靠性。正是由于电液调节系统的上述特点，目前我国在300MW及以上的汽轮机组中大都采用了电液调节系统。