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1、1,第四节 汽轮机液压调节系统,调速系统的组成,机械式,液压式,电子式,高速弹性调速器,径向钻孔脉冲泵,旋转阻尼器,2,第四节 汽轮机液压调节系统,1.机械式转速感受元件（高速弹性调速器）右图为高速弹性调速器示意图。（1）结构：重锤，弹簧板，弹簧，调速块。,一、转速感受机构,3,（2）优点：无动静接触部件、灵敏度高、迟缓小、稳定性好和全行程调节.（3）缺点：现场维修与调试不甚方便。（4）工作原理：调速器工作时，重块的离心力与弹簧力相平衡。当转速变化时，引起重块离心力变化，使弹簧伸长或缩短。调速块发生位移，形成调节系统的一次调节信号。（5）调速器的静态特性：转速与调速快位移的关系。在额定转速附近
2、，近似直线关系，其灵敏度为150r/min时为1mm.,4,2.径向钻孔脉冲泵,（1）结构：它是一种基于离心泵工作原理的转速感受器，由具有若干径向钻孔的轮盘泵轮、稳流网和壳体等组成。,5,6,2.径向钻孔脉冲泵,（2）工作原理：径向泵进出口油压分别接在压力变换器活塞上下油室，当转速变化引起油压变化时，使压力变换器活塞上下移动，开大（或关小）控制油压的泄油量，使控制油 压发生变化。即把转速变化信号转换为油压变化信号。（3）优点：具有结构简单、制造维修方便、灵敏度高及迟缓小的优点，并且当泵的负载流量增大时，泵的压增特性基本不变。径向钻孔脉冲泵的灵敏度通常为150r/min时585kPa。（4）缺点
3、：有时会出现油压低周波动，从而引起整个调节系统晃动，影响机组的稳定运行。,7,（5）油压与转速的关系：油泵出口处的压力为,径向泵的压增为,注意：由于转速变化与油压差呈平方关系，只能在工作转速附近局部区域内把转速与油泵出口油压按线性考虑，故径向钻孔泵调速器不能作为全行程调速器。,8,3.旋转阻尼器,（1）结构：阻尼管、油封环(或稳流网)、壳体及针形阀等组成。（2）工作原理：从主油泵来的压力油经针形阀节流后进入旋转阻尼外油室，再经阻尼管由外向内径流动并排出。油室中的油压是阻尼管中的油柱旋转离心力而产生的。当转速变化时，油柱的离心力也在发生变化，使泻油量变化，就使得一次油压变化。（3）油压与转速的关
4、系：旋转阻尼工作时，油柱的离心力与油压力相平衡，油压与转速的平方成正比，油压变化的相对值与转速变化的相对值成正比。,9,10,（4）特性曲线：（5）优缺点：油封环的磨损很容易引起一次控制油压波动，造成调节系统晃动。旋转阻尼器的灵敏度小于径向脉冲泵，一般为22kPa/150r/min,11,二、中间放大器,主要有压力控制式和流量控制式两种。液压调节系统中常用的有随动滑阀、蝶阀和压力变换器。1.随动滑阀放大器(1)结构：由随动滑阀、控制滑阀和 分配滑阀、杠杆等组成，作用是将调速块的位移非接触 地转变为分配滑阀的油口开度。,12,(2)工作原理：压力油经节流孔a1进入活塞左侧腔室，然后经活塞上的节流
5、孔a2进入活塞的右侧腔室，最后从喷管与调速块的间隙中排出。由杠杆传动关系可得，随动滑阀放大器的静态特性是,是分配滑阀位移,13,2.波形筒一碟阀放大器,(1)结构：是与旋转阻尼转速感受器配套的调节系统第一级放大器，它是由波形筒、碟阀、杠杆等部件组成。（2）工作原理：输入信号为一次油压p1，输出 信号为二次油压p2，通过杠杆 力平衡的变化，达到改变蝶阀 间隙、变换和放大油压信号的 作用。,14,3.压力变换器（调速器滑阀）,(1)结构：是与径向脉冲泵转速感受器配套的调节系统第一级放大器。它主要由滑阀、主弹簧、副弹簧、滑阀套筒等组成（2）工作原理：通过作用在滑阀端面上油压作用力 的平衡，将一次油压
6、信号转变为滑 阀的位移和控制油路泄油口的开度 的变化。,15,三、油动机,（一）油动机的基本原理优点：油动机具有惯性小、驱动力大、动作快、能耗低的突出优点，这是目前电磁式驱动机构不可比拟的。结构：主要由错油门、油动机活塞(或称油缸)及反馈机构等组成。原理性结构如图：,16,1.最大提升力和提升力系数（1）最大提升力 如果油动机的活塞静止不动，此时油动机活塞上、下腔室的油压分别为回油压力pd和压力油压p0，油动机活塞上产生最大推动力，即产生开启汽门的最大提升力,Fqmax=p0Ab-pdAu,17,（2）提升力系数 油动机活塞是通过杠杆或凸轮传动机构带动调节汽门开启或关闭的。这样，作用在汽门上的
7、实际提升力应作传动比修正。为描述油动机开启汽门的能力，我们定义：提升力系数通常要求大于2，有时达到4,18,指当滑阀位移为最大时，油动机活塞在最大进油量的条件下走完整个工作行程所需要的时间。,。,油动机的时间常数与错油门油口的面积(宽度与开度)和油动机活塞的行程及面积等参数有关。油动机时间常数越大，其移动速度越慢，开启调节阀动作慢，会引起超速。通常，大机组：=0.10.25 s。为了迅速关闭调节阀，需减小油动机时间常数。可通过增大油口宽度和提高压油压力来减小油动机时间常数。,2.油动机时间常数,19,(二)错油门滑阀 可分为断流式和节流式，节流式常作为中间放大元件。断流式滑阀稳定工况下，滑阀处
8、于中间位置。盖度的存在对滑阀调节有一定影响。优缺点：a，降低了灵敏度；b，有效地克服了各种因 素引起负荷摆动。,20,节流式滑阀,21,(三)压力控制型油动机 是与波形筒碟阀放大器配套的调节系统执行机构。它主要由继动器活塞、继动器碟阀、错油门滑阀、油动机活塞、动静反馈弹簧等组成。,1 主油泵 2 旋转阻尼 3 放大器 4 滑阀 5 油动机 6 调节阀 7 继动器 8 静反馈弹簧 9 动反馈弹簧 10 放大器平衡板 11主同步器 12 辅助同步器,22,(四)流量控制型油动机 流量控制型油动机是与随动滑阀或压力变换器配套的调节系统全液压执行机构。由错油门滑阀、油动机活塞、静反馈滑阀、动反馈油口、
9、静反馈斜槽组成。,四、配汽机构,作用：将油动机活塞的行程转变为汽轮机的进汽量，起到放大油动机的驱动力、校正行程流量特性。组成：由配汽传动机构(或称操纵机构)和调节汽门两部分。,配汽机构,配汽传动机构,调节汽门,24,（一）调节汽阀1.结构型式：单座阀是汽轮机一种常见的阀门结构，主要由阀芯和阀座组成。,优点：结构简单，小型汽轮机上广泛应用。缺点：所需提升力大，大型汽轮机上难应用。大型上多采用预启阀。单座阀开启提升力,25,2.阀门的升程流量特性流动特性较为复杂，因为在开启或关闭过程中，不仅调节汽门的通流面积发生改变，而且门座后的压力也将随机组负荷而变化，故理论计算十分困难，通常借助于试验曲线。,26,3.调节汽门的提升力特性,27,(二)配汽传动机构 是将油动机活塞行程转变为调节汽门的升程。对喷嘴调节汽轮机，多个调节汽门按顺序依次开启，因此配汽传动机构还起到行程一流量校正作用。配汽传动机构主要有提板式、凸轮式或楔形斜面式、杠杆式等。,
