最新《汽轮机原理》讲稿第05章汽轮机调节-少学时解析课件PPT.ppt 55页

'《汽轮机原理》讲稿第05章汽轮机调节-少学时解析 因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发电机组根据用户要求，供给所需电力，并保证电网频率稳定在一定范围之内。（3）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时，转子、叶轮、叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。转速增加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使部件破坏，出大事故。2，调速系统的任务：（1）满足用户足够的电力（数量、质量）；（2）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。**除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速保护、轴向位移保护等）。 3，汽轮发电机组转子运动方程式：机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机反力矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零：通常，摩擦力矩很小，这样一来，上式可写成：机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加速度。4，调速系统的功能：蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如下图所示：当转速n增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速n减小时，蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。A点是两力矩平衡状态点：曲线1、2之交点。 1，有差调节：对应不同的功率，有不同的转速。2，静态特性曲线：汽轮发电机组转速与功率的关系曲线称为调速系统的静态特性曲线。3，静态特性曲线的平移-------同步器同步器是调速系统的部件之一。操作同步器，可使汽轮机在同一转速下有不同的功率，或者是在同一功率下有不同的转速。4，速度变动率：当同步器位置不变，机组的功率从额定功率变为零功率时，其转速由上升到。转速的变化量与额定转速之比称为调速系统的速度变动率，用表示。第二节调节系统的静态特性 调速系统的组成部分(1）转速感受元件：转速感受元件的作用是测量机组转速的变化，并把转速变化信号转化为其他物理量而输送给下一调节环节。（2）传动放大机构：传动放大机构是接受、放大转速感受元件输送的信号，并输送给下一机构。（3）配汽机构：配汽机构是接受放大后的信号，调节汽轮机的进汽量，改变机组功率。另外，还有同步器等 调节系统的静态特性曲线汽轮机调节系统的静态特性曲线是由转速感受机构、中间放大机构和执行机构的静态特性曲线所组成，如图7---36、图7---37所示。其中，将调速器、中间放大机构和执行机构的静态特性曲线分别画在直角坐标系的第二、三、四象限，将调节系统的静态特性曲线画在直角坐标系的第一象限，组成四象限图。图7---36图7---37 速度变动率（不等率）1，定义：在稳定工况下，汽轮机的功率由满负荷减到零负荷时，其转速的改变量n与额定转速（或者最高与最低转速的平均值）之比的百分数称为速度变动率用表示：*单机运行的机组，由一台机组向用户供电，机组负荷等于用户消耗量，这样，当功率变化时，转速也要变化。*并列运行的机组，网内所有机组同时向电网送电，再由电网向用户供电。图38图39 2，一次调频：并列运行的机组，网内频率相同，所有机组转速一样，机组总功率正好等于用户总耗电量。当外界负荷变动而引起电网频率变化时，网内各机组调速系统同时动作，自动增减负荷，以适应外界负荷变动的要求。这种由调速系统随电网周波变化，自动控制机组负荷增减，以保证电网频率稳定的方式，称为一次调频。图40 3，并列运行的机组功率变化与速度变动率的关系：在一次调频时，机组功率变化的相对值与其速度变动率成反比。即速度变动率大的机组，功率变化小；速度变动率小的机组，功率变化大。 4，速度变动率的选定：（1）对于承担基本负荷的机组，希望运行稳定，速度变动率应取大一些，一般为(4~6)%；（2）对于承担尖峰负荷的机组，希望增强对负荷的适应性，速度变动率应取小一些，一般为(3~4)%。（3）为了保证机组在甩负荷时，其超速保护装置不动作，对速度变动率有一定的要求：从静态曲线上来看，机组功率由满负荷变为零负荷时，其转速将由额定转速no上升为（1+)no；但从动态曲线上来看，机组功率由满负荷变为零负荷时，其转速将由额定转速上升为（1+1.5)。所以，上限为6%。 三，迟缓率1，迟缓现象：如下图，当外界负荷下降而转速上升时，机组功率并不马上降低。而是当转速上升到一定程度时，功率才开始下降。同样，当外界负荷上升机组转速下降时，机组功率并不马上增加，而是当转速降低到一定时，功率才开始上升。这就是说，机组在同一功率下有不同的转速，或者说在同一转速下有不同的功率。这就是调速系统的迟缓现象。图42 2，产生迟缓的原因：调速系统的各部件存在着摩擦、铰练间隙、滑阀重叠度。这样，各部件的静态特性曲线就不是一条线，而是一个带状区域。因此，当电网频率变化时，机组功率并不马上变动而是有一段迟缓。通常用迟缓率（不灵敏度）来表示这种迟缓程度的大小。3，迟缓率：同负荷条件下的最大转速变动（-）与额定转速之比，即（42）4，迟缓率的大小：调速系统的迟缓率为各部件迟缓率的累积。为了减小负荷摆动，一般要求不大于0.5%，最好不大于0.3%。要减小迟缓率，则应在各元件的设计、制造、安装和运行个方面予以减小。 四，静态特性曲线的平移(同步器)（一）同步器的作用1，单机运行的机组，当功率由上升到时，转速（频率）将由降为，这样，就不能满足供电质量的要求。而同步器则可以平移调速系统的静态特性曲线（即用同步器改变机组的进汽量），使机组的转速不变，如图43所示。图43 2，并列运行的机组，可以用同步器调整网内各机组的负荷，使之按给定负荷运行，调整电网频率，以维持电网稳定在额定范围之内。这种用同步器调频的方式称为“二次调频”。如图44a有两台并列运行的机组，功率分别为、。可以用同步器增加P给1号机，而使二号机减少P，而使总的功率不变，转速（频率）不变。3，机组启动时，可以用同步器改变进汽量以增加转速，使之从0转速上升到额定转速-------同步。图7---44 第三节调速系统动态特性一、静态特性与动态特性*静态特性，是指汽轮机稳定工况下的特性（n---P)，不涉及两个稳定工况之间的过渡过程；*动态特性，是研究调速系统从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程。动态特性是指过渡过程中，机组的功率、转速、调节阀开度等参数随时间的变化规律。 二、动态稳定指标（1）稳定性：运行机组受到干扰后离开平衡位置，经调节系统作用后，嫩过渡到新的平衡状态；或者在扰动撤消后，能恢复到原来平衡位置，这样的系统就是稳定系统。如上述前三种情况。（2）超调量：在过渡过程中，转速超过最后稳定值的最大转速偏差量称为朝调量，即一般要求汽轮机甩负荷后的转速升高不超过危急保安器动作转速，而且有一定余量3%左右；危急保安器动作转速为(1.10~1.12)no，因此，最高转速不超过(1.07~1.09)no。所以，n<(0.02~0.04)no（3）过渡时间：机组经扰动之后，从原来的平衡状态过渡到新的平衡状态所需要的时间称为过渡时间。过渡时间不能太长，一般在5~50秒。 图63 第四节中间再热汽轮机的调节一，中间再热汽轮机调节的特点（一）中间容积的影响：中间再热汽轮机有再热器、再热管道这一巨大的中间容积，机组甩负荷之后，即使高压调节阀全关，但是，中间容积的储汽足以使机组超速（40~60)%。为了解决这一问题，需设置中压调节阀。这样一来，在机组甩负荷之后，同时关闭高、中压调节阀，是机组停止运行。（二）中间再热机组的功率滞后：1，功率滞后如图67a所示。当外界负荷增大，高压调节阀马上开大，高压缸的功率马上增加。但由于中间容积大，要等中间容积内汽压上升之后，中、低缸的功率N2才会增加。即中、低缸的功率有一滞后。通常，中、低缸的功率占总功率的(2/3~3/4)。因此，降低了机组一次调频的能力。 2，动态过调：为了解决中、低缸的功率滞后问题，要求高压缸在动态过程的开始阶段就有所过调（即高压缸多开一些），暂时弥补中、低缸的功率滞后。等中间容积的储汽参数稳定之后，中、低缸的功率滞后消除，再将高压调节阀过调逐渐消失。图67b所示。图67 第五节汽轮机数字电液调节系统（DEH）简介如上述所讲，根据功能的不同，汽轮机有不同的型式，其调节系统也有不同的型式。而非中间再热汽轮机的液压调节系统是最基本的调节系统。中间再热式汽轮机和供热式汽轮机的调节系统根据不同的功能需要，在非中间再热汽轮机的液压调节系统基础上增加了一些部件（环节）而成。 汽轮机的调节系统有一个从低级到高级的发展过程。根据发展过程来分，可分为液压（机械液压）调节系统、功率—-频率电液调节系统、数字电液调节系统。国产100MW及以下机组都是采用液压调节系统。国产200MW机配备有液压调节系统和功率—-频率电液调节系统，二者可互相切换。国产300MW、600MW大型汽轮机都普遍采用数字电液调节系统。汽轮机的调节系统的发展过程 数字电液调节系统汽轮机数字电液调节系统DEH（DigitalElectro-HydraulicControlSystem）是当前汽轮机调节技术的新发展，集中了两大新成果：计算机系统和高压抗燃油系统。使得汽轮机调节系统有关部套尺寸小、结构紧凑、调节质量大大提高。 （一）DEH调节系统的组成国产引进型300MW汽轮机组的DEH调节系统，是根据美国西屋公司DEH-3型的功能原理研制开发而成。300MW汽轮机组的DEH调节系统图，主要由五大部分组成：1．电子控制器：主要包括：计算机、混合数模插件、接口和电源设备等。集中布置在6个控制柜内。其作用是用于给定、接受反馈信号、逻辑运算和发出控制指令等。2．操作系统：主要设置有：操作台盘、图象站的显示器和打印机等。其作用是为运行人员提供运行信息、监督、人机对话和操作等服务。 3．油系统：汽轮机调节用油与润滑油分开。高压油（EH油系统）采用三芳基磷酸脂抗燃油，为调节系统提供控制与动力用油。EH油系统作用：EH油系统接受调节器和或操作盘来的指令，对机组进行控制。润滑油系统作用：是为轴承润滑油系统提供汽轮机油。4．执行机构（油动机）：主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机组成。其作用是带动高压主汽阀、高压调节阀和带动中压主汽阀、中压调节阀。5．保护系统：设有6个电磁阀。其作用是其中两个用于机组超速（103%）时关闭高、中压调节阀。其余用于机组严重超速（110%）、轴承油压低、EH油压低、推力轴承磨损过大、凝汽器真空度低等情况下进行危急遮断和手动停机之用。此外，还有些测量元件，如传感器：用于测量机组转速、调节汽室压力、发电机功率、主汽压力等；汽轮机自动程序控制（ATC）所须的测量值。 思考与作业题：1、解释专业名词：调速系统的静态特性、速度变动率、迟缓率、一次调频、二次调频。2、带不同负荷的机组对速度变动率有何要求？3、叙述调节系统动态稳定性的主要指标含义。4、叙述中间再热汽轮机中、低缸功率滞后的原因及其解决办法。29 第二章泻下剂概念:凡以泻下药为主组成，具有通导大便、荡涤实热，或攻逐水饮、寒积等作用，治疗里实证的方剂，称为泻下剂。立法依据:“其在下者，引而竭之”，“中满者，泻之于内”（《素问·阴阳应象大论》）。 适应范围：热结---便秘，伴壮热烦渴，苔黄脉实等寒结---便秘，伴畏寒肢冷，脘腹冷痛燥结---便秘，伴肠燥津亏等水结---水肿，腹胀，二便不利邪实正虚---便秘，兼正气虚弱症里实证 分类：寒下—里热积滞证。温下—里寒积滞证。润下—肠燥津亏便秘。逐水—水饮壅盛实证。攻补兼施—里实正虚便秘。 注意事项：1、表证未解，里已成实者，宜先解表、后治里或表里双解。2、年老体虚，孕妇、产妇，妇女经期，病后伤津亡血者，慎用或禁用。3、得效即止，慎勿过剂，免伤胃气。4、服药期间禁油腻及不宜消化食物。 大承气汤《伤寒论》功用：峻下热结主治：阳明腑实证（痞、满、燥、实）。热结旁流证。热厥、痉病、发狂属里热实证者。病证解析：痞满燥实—热邪与燥屎相结，腑气不通热结旁流—热结迫肠中津液从旁而下热厥--阳气受遏，不达四肢痉病--伤津劫液，筋脉失养发狂--热扰神明，心神浮越阳明腑实证腹气不通，阴液被耗实热积滞，内结肠胃 配伍意义：大黄--泻热通便，荡涤肠胃实君芒硝—咸寒软坚，泻热通便燥臣厚朴—下气除满满佐枳实--消痞破结痞使小承气汤：大黄、厚朴、枳实——轻下热结调胃承气汤：大黄、芒硝、甘草—缓下热结峻下热结 通因通用：反治法之一。针对某些实邪内结，郁滞在里，表现症象似通，而本质不通的病证采用通利的治法。 大黄牡丹汤功用：泻热破瘀，散结消肿。主治：肠痈初起，湿热瘀滞证。右下腹疼痛拒按，或右足曲而不伸，伸则痛甚，甚则局部肿痞，或时时发热，自汗恶寒，舌苔薄腻而黄，脉滑数。气血郁滞,正邪交争-发热,自汗，恶寒湿热郁蒸气血凝聚邪结肠中，腑气不通-右下腹疼痛拒按湿热内蕴-苔黄腻，脉滑数 配伍意义大黄-泻热逐瘀，荡涤肠中湿热瘀结之毒君丹皮-清热凉血,活血散瘀桃仁-破瘀活血芒硝-泻热导滞，软坚散结臣冬瓜仁-清肠利湿，排脓消痈佐使 大陷胸汤《伤寒论》功用:泻热逐水主治:水热互结的结胸证病症分析：心下满痛，甚则从心下至少腹硬满而痛不可近短气烦躁，大便秘结舌燥口渴—实热内结，津液耗伤日晡潮热—水热累及阳明脉沉紧，按之有力—里实热证之象水热互结，气机阻滞搏结于胸膈热邪与水饮结胸证 配伍意义：甘遂—攻逐水饮，泻热破结君大黄—苦寒峻下，荡涤邪热臣芒硝—苦寒软坚润燥佐泻热逐水 大黄附子汤《金匮要略》【功用】温里散寒，通便止痛【主治】寒积实证病证分析：便秘腹痛,胁下偏痛—寒实内积，腑气不通手足不温—阳气不达四末发热—阳气被郁舌苔白腻，脉弦紧—里实证之象互结于肠道寒邪与积滞寒积实证 配伍意义：附子—温里散寒君大黄—泻下通便,荡涤积滞臣细辛—温里散寒止痛，佐去性取用---大黄通便止痛温里散寒 温脾汤《备急千金要方》【功用】攻下冷积，温补脾阳【主治】阳虚寒积证。腹痛便秘，脐下绞结，绕脐不止，手足不温，苔白不渴，脉沉弦而迟。病证解析：便秘腹痛绕脐不止手足欠温，脉沉弦—脾阳不达四末肠间寒实冷积，腑气不通寒积中阻脾阳不足，冷积内结脾阳不足 配伍意义附子-温壮脾阳解散寒凝大黄-泻下通便以荡积滞芒硝-润肠软坚干姜-温中助阳臣人参-补脾益气,合附子温补阳气当归-养血和血佐甘草-调和诸药使配伍特点：温补脾阳配伍导下积滞药，以温补脾阳为主，泻下积滞为辅。君攻下冷积温补脾阳 温脾汤与大黄附子汤比较：同：均以附子配大黄为主体。异：大黄附子汤以大黄附子与辛温通散的细辛相伍，助附子温散寒凝以止痛，主治寒实积滞，正气不虚者。温脾汤则加干姜温中散寒，人参，甘草益气健脾。主治冷积内结，脾胃虚寒的虚中夹实证。 麻子仁丸《伤寒论》【功用】润肠泻热,行气通便【主治】胃肠燥热,脾约便秘证病证解析：脾不布津，但输膀胱—小便频数大便秘结-燥热伤津，肠失濡润苔微黄，脉细涩—燥热伤津之象脾约证肠失濡润脾津不足肠胃燥热 成无己：“约束津液不得四布，但输膀胱，致小便数而大便秘，故曰其脾为约。”《素问》：“饮入于胃，游溢精气，上输于脾，脾气散精，上归于肺，通调水道，下输膀胱，水精四布，五经并行，是脾主为胃行其津液者也。” 配伍意义：麻子仁---润肠通便君杏仁---上肃肺气，下润大肠白芍---养血敛阴，缓急止痛大黄---苦寒泄热，攻积通便枳实、厚朴-----行气破结除满蜂蜜---润燥滑肠，调和诸药使臣佐润肠泻热，行气通便小承气 配伍特点：本方即小承气汤加麻子仁、杏仁、白芍、蜂蜜而成，攻而不峻，润而不腻，有攻润相合之特点。 济川煎《景岳全书》【功用】温肾益精，润肠通便【主治】肾阳虚弱,精津不足证病证解析：大便秘结—肾虚精亏，肠失濡润小便清长—肾阳不足，气化无权腰膝酸软—肾虚精亏舌淡苔白，脉沉迟或沉涩—肾阳虚肾虚便秘肠失濡润肾虚精亏 配伍意义：肉苁蓉—温肾益精,暖腰润肠君当归—补血润燥,润肠通便牛膝—补肝肾、强筋骨腰膝枳壳—下气宽肠，有助通便泽泻—甘淡渗湿，祛除肾浊升麻—轻宣升阳，欲降先升配伍特点：补泻升降并用，寓通于补，寄降于升。臣佐使温肾益精，润肠通便升降同用 【功用】攻逐水饮【主治】悬饮，水肿。病证解析：咳唾胸胁引痛短气胸背掣痛不得息心下痞硬，干呕—水饮犯胃腹胀喘满二便不利头痛目眩—饮邪内阻，清阳不升全身水肿—水邪泛滥全身十枣汤《伤寒论》水饮停胸，气机不利水停肠腹，气机不利泛滥全身停于胸胁水邪壅盛 配伍意义：甘遂—善逐经隧之水湿君芫花--善消胸胁伏饮痰癖大戟--善泻脏腑之水湿臣大枣—培土制水，缓和诸药峻烈和毒性佐使用法：三药为散，大枣煎汤送服。小剂量开始（1～2克）；清晨空腹服用得快利后，糜粥自养攻逐水饮 黄龙汤《伤寒六书》【功用】攻下通便，补气养血【主治】阳明腑实，气血不足证病证解析：便秘，脘腹胀痛拒按；或热结旁流谵语神昏，肢厥，撮空神倦少气，脉虚--气血不足阳明腑实气血不足肠胃燥结邪热与燥屎内结 配伍意义：大黄、芒硝、枳实厚朴（大承气汤）人参、当归—益气养血臣桔梗—宣肺气，通肠腑生姜、大枣、甘草—补益脾胃调和诸药配伍特点：攻下扶正，邪正合治。攻下热结荡涤胃肠君佐使益气养血攻下通便'