內容簡介
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| 《汽輪機調節原理》 |
《汽輪機調節原理》系統地講解了汽輪機調節的基本原理。《汽輪機調節原理》的主要內容為：第1～4章介紹汽輪機調節系統的數學建模基礎、靜態及動態特性的基本原理，第5～8章主要介紹幾種典型汽輪機調節系統的控制策略、數學模型及控制系統，以及在電力系統全面自動化中與鍋爐、電網的相互聯繫與作用。由於《汽輪機調節原理》是一本教材，所以關於控制系統的很多細節問題，請參考其他有關材料。
目錄
序前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.2汽輪機調節系統的任務1
1.2.1轉速調節1
1.2.2功率調節2
1.2.3其他調節3
1.3汽輪機調節系統的工作原理3
1.4汽輪機調節系統的性能指標5
1.5汽輪機調節系統的研究方法6
1.6汽輪機自動調節的發展8
1.7小結9
習題10
參考文獻10
第2章調節系統的構成及數學模型11
2.1引言11
2.2機械液壓調節系統及電液調節系統11
2.2.1機械液壓調節系統12
2.2.2電液調節系統14
.2.2.3兩種系統性能比較15
2.2.4小結15
2.3測量元件16
2.3.1轉速（頻率）測量元件16
2.3.2壓力、溫度和電功率測量元件21
2.4液壓式中間放大及執行元件22
2.4.1滑閥油動機機構22
2.4.2噴嘴擋板機構40
2.5電液轉換器42
2.5.1動圈式電液轉換器42
2.5.2動鐵式電液轉換器43
2.6調節汽閥及閥門管理45
2.6.1調節汽閥的工作原理與結構45
2.6.2閥門組工作的方式46
2.6.3調節汽閥的升程流量特性和提升力特性48
2.6.4調節汽閥的進汽次序50
2.6.5調節汽閥的配汽機構51
2.6.6對調節汽閥和配汽機構的要求52
2.7系統閥門管理52
2.7.1閥門管理概述52
2.7.2閥門管理的功能53
2.7.3降低閥門節流損失的閥門管理新策略54
2.7.4容錯閥門管理63
2.7.5汽輪機配汽剩餘汽流力對軸系影響70
2.8作為調節對象的汽輪機的數學模型77
2.8.1容積方程78
2.8.2轉子方程81
2.9建立閉環傳遞函式框圖83
2.10小結85
習題86
參考文獻87
第3章調節系統的靜態特性89
3.1引言89
3.2調節系統的靜態特性及不等率89
3.2.1靜態特性和不等率的概念89
3.2.2不等率和調節系統動態模型的聯繫91
3.3發電用汽輪機組的運行方式92
3.4發電用汽輪機的負荷分配及頻率調節94
3.4.1單機運行情況94
3.4.2併網運行情況95
3.5靜態特性曲線的繪製及其套用98
3.5.1靜態特性曲線的繪製98
3.5.2調節系統的遲緩率100
3.5.3利用四象限圖進行故障分析103
3.6汽輪機調節系統靜態特性的試驗105
3.7小結108
習題109
參考文獻19
第4章調節系統的動態特性110
4.1引言110
4.2凝汽式汽輪機在單機運行時的調節系統動態特性110
4.2.1汽輪發電機組併網的條件110
4.2.2穩定性分析111
4.2.3甩負荷特性分析115
4.2.4甩負荷特性的改善方法118
4.3凝汽式汽輪機組併網運行時的一次調頻動態特性119
4.3.1關於電力系統頻率的討論120
4.3.2用於一次調頻分析的數學模型121
4.3.3動態特性分析123
4.4調速系統對同步發電機並列運行時的機電振盪的影響126
4.4.1描述機電振盪的單機——無窮大電網模型127
4.4.2調速器對同步發電機機電振盪的影響128
4.4.3利用調速器給機電振盪提供正阻尼的可行性130
4.5小結130
習題131
參考文獻131
第5章中間再熱式汽輪機的自動調節132
5.1引言132
5.2中間再熱式汽輪機的熱力系統的結構及運行132
5.3中間再熱式汽輪機單機運行的穩定性分析137
5.3.1起動工況下的調速系統的數學模型137
5.3.2主蒸汽參數對中間再熱汽輪機起動工況穩定性的影響141
5.4在正常工況下中間再熱式汽輪機的併網運行的動態特性分析143
5.4.1建立數學模型143
5.4.2動態特性分析145
5.4.3中間再熱式汽輪機的負荷回響特性147
5.4.4中間再熱式汽輪機的甩負荷148
5.5汽輪機的保護系統及其元件150
5.5.1汽輪機的保護系統150
5.5.2汽輪機的超速保護系統153
5.6小結156
習題157
參考文獻157
第6章功率-頻率調節系統158
6.1引言158
6.2功率-頻率調節系統的工作原理158
6.3功率-頻率調節系統的靜態特性160
6.4功率-頻率調節系統的動態特性162
6.4.1一次調頻特性分析162
6.4.2功率-頻率調速系統對機電振盪的影響167
6.5功率-頻率調節系統的線性化作用168
6.5.1一次調頻特性分析169
6.5.2功率-頻率調節對鍋爐汽壓廣義對象非線性的影響170
6.5.3分析172
6.5.4結束語174
6.6小結175
習題175
考文獻175
第7章工業汽輪機調節177
7.1引言177
7.2抽汽式汽輪機調節系統分析177
7.2.1抽汽式汽輪機的工作原理及運行要求178
7.2.2靜態解耦（自整）條件及其實現181
7.2.3抽汽式汽輪機的運行特點184
7.3背壓式汽輪機的自動調節185
7.3.1背壓式汽輪機的兩種運行方式185
7.3.2背壓式汽輪機調節系統的工作原理186
7.3.3調節系統的實例188
7.4變轉速汽輪機的自動調節189
7.4.1變轉速汽輪機調節系統的特點190
7.4.2變轉速汽輪機的調節系統實例191
7.4.3變轉速汽輪機調節系統的動態分析194
7.5小結200
習題201
參考文獻201
第8章現代大功率汽輪機組的綜合控制202
8.1引言202
8.2機爐協調控制202
8.2.1鍋爐、汽輪機作為統一對象時的特性203
8.2.2單元機組負荷控制的基本方案204
8.2.3機爐協調控制系統的基本方案207
8.2.4滑壓運行式單元機組控制系統的基本方案211
8.3直接能量平衡（DEB）系統的分析213
8.3.1單元機組的動態特性214
8.3.2DEB系統的設計思想215
8.3.3DEB系統的新認識——增益調度控制217
8.4柔性協調控制218
8.4.1引言218
8.4.2火電機組柔性控制的設計思想220
8.4.3火電機組柔性控制模型224
8.4.4柔性控制的動態特性仿真和研究224
8.4.5幾點說明226
8.5汽輪機的快關控制228
8.5.1汽輪發電機的功角特性228
8.5.2汽輪發電機組的工作原理229
8.5.3電力系統的振盪和快關對於穩定系統工作所起的作用231
前言
自從改革開放以來，在強大需求的推動下，我國的電力工業得到了迅猛的發展，目前總裝機容量已經超過8億kW，年裝機容量和年生產能力都已榮居世界首位。在汽輪機生產方面，在改革開放初期，我國只能生產亞臨界200MW和300Mw汽輪機，而今天已經能夠生產世界一流水平的百萬千瓦等級的超超臨界汽輪機和核電汽輪機，控制技術則早已從過去的機械液壓系統改為以計算機為核心的電液調節系統，這一切對於從事汽輪機技術的工作者來講，其興奮的心情是難以用言詞來表達的。但是另一方面，我們也應清醒地看到，以上這些成績都是在引進技術的基礎上取得的，在技術水平方面，我們仍有很大的差距，需要各方面繼續努力，迎頭趕上。在國外，自20世紀60年代起開始研究電液調節系統，其後隨著計算機技術的發展逐步得到完善，並在工程中推廣套用。在我國，雖然自70年代起也開始了對電液調節系統的研究，但真正在工程中推廣套用還是在80年代改革開放引進國外技術以後。電液調節系統採取功率與頻率信號組成的功率-頻率調節系統，提高了系統的性能。在計算機控制下的電液調節系統還可以採取閥門管理技術，以提高汽輪機運行的經濟性。除此以外，功率-頻率調節系統可以方便地與外界交換信息，使汽輪機調節系統成為機爐協調控制系統的一個有機組成部分，同時又便於接收電網的調度信號，實現電網的最最佳化運行。由於功率-頻率調節系統的這些優點，目前已經在大功率機組上得到廣泛的套用，而且200MW以上的機組原來採用機械液壓系統，目前多數也已經改造成為功率-頻率調節系統。
精彩書摘
1.6汽輪機自動調節的發展汽輪機的自動調節已經有了相當長的歷史，小功率的汽輪機大多數都採用直接調節系統，即由調速器直接帶動調節汽閥。隨著機組容量的增大，拖動閥門所需要的力也越來越大，因此出現了間接調節系統，即將調速器的輸出信號經過液壓放大後，由液壓執行元件來控制閥門的啟閉，這種系統稱為機械液壓調節（MHC）系統。這種系統工作了數十年，到目前為止我國還在廣泛使用著。20世紀60年代開始，又研製成功了電液調節（EHC）系統，在電液調節系統中，綜合了電子及液壓兩者的優點，即電子指揮，液壓動作。它具有調節品質好、控制精度高、運行安全可靠、操作調整方便、便於實現綜合自動化等一系列優點。因此，它在國外引起普遍重視。美國、英國、瑞士、德國、前蘇聯、日本等國先後開始研製，並在60年代末70年代初在大功率汽輪機上採用。這種系統由專用模擬電子調節器、電液伺服機構和抗燃油供油裝置等三部分組成。它具有轉速調節、功率調節和機爐協調控制等功能，這種系統簡稱為模擬電液（AEH）調節系統。
20世紀70年代初，美國西屋電氣公司在.AEH的基礎上發展了一種DEH數字電液一I調節系統，之後又用五年的時間研製成功了DEH一Ⅱ調節系統，這種系統使用一台小型計算機來代替AEH調節系統中的模擬式電子調節器，它除了能完成轉速、功率調節外，還能按機組允許的條件，實現自動起停、併網、加減負荷、閥門管理、運行工況監測等功能，計算機的作用是綜合各種參數進行運算，然後發出指令，通過模擬電路去操縱電液伺服機構。這種系統的特點是將調節、控制、監測及數據處理結合在一起，是一種綜合的調節系統，也是調節系統的發展方向，美國GE公司、日本三菱公司及其他公司都在開發DEH。
