汽輪機控制優(yōu)化的研究

劉海風（遼寧電力控制技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110179）

汽輪機控制優(yōu)化的研究

劉海風
（遼寧電力控制技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110179）

摘要：汽輪機發(fā)電機組的應用主要是為了給用戶提供高質(zhì)量的電能，同時促進現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展。對汽輪機進行控制和研究需要從其結(jié)構(gòu)特征，功能以及系統(tǒng)的特點等方面來進行研究。與此同時，根據(jù)汽輪機工作的相關(guān)原理來進行控制方案的設(shè)定，在進行比較和總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出優(yōu)化的建議和規(guī)劃。旨在加強汽輪機的運行能力，進而優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行方式。

關(guān)鍵詞：汽輪機；自容式油動機；電網(wǎng)；調(diào)頻

在進行汽輪機控制的過程中，計算機設(shè)備和電子設(shè)備的運用提高了工作效率，但是，現(xiàn)如今的汽輪機運行模式和日益發(fā)展的電力行業(yè)已經(jīng)無法適應，因此，需要對汽輪機的控制方式等方面進行改進，為汽輪機的發(fā)展提供更為廣闊的發(fā)展前景。

一、汽輪機控制系統(tǒng)的組成

汽輪機主要作用在原動機上面，電氣部門的主要工作就是為用途提供電能，進而促進國家經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展以及社會的穩(wěn)定。在此過程中就需要對汽輪機進行控制和規(guī)范，只有這樣才能保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和電能的高效性。

汽輪機在多個領(lǐng)域都得到應用，其中包括火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠等等，不同的發(fā)電廠采用不同的發(fā)電機。比如，水力發(fā)電廠主要采用的就是水輪機，通過對渦輪機進行驅(qū)動來完成的。而在火力發(fā)電廠中，主要是通過鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來控制調(diào)節(jié)閥。所以別成為汽輪機。本文中主要研究的就是汽輪機的運行狀況，通過對汽輪機組的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)和控制快速地調(diào)節(jié)發(fā)電量，具體來說，可以從以下三個方面來對汽輪機的控制系統(tǒng)進行分析。

1信號測量。信號測量的主要任務不僅包括對汽輪機的轉(zhuǎn)速進行測量，同時還要對控制目標進行測量。除此之外，輔助信號測量部分的重要性也不容忽視，其中油動機的行程、溫度以及壓力等都將作為測點。從早期的發(fā)電機組上看，主要應用的是機械壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)備較為簡單。發(fā)展到模擬電調(diào)的階段時，測速部分需要安裝相應的測速齒盤以及測速探頭。進而將汽輪機的轉(zhuǎn)速測量信號進行反饋。進入電調(diào)階段之后，需要加裝不同類型的傳感器，同時，測控信號都逐漸反饋給了電子控制裝置，用來進行靈活的運用。

2控制部分。控制部分的主要功能就是對信號進行計算，轉(zhuǎn)換，進而形成新的控制信號。對于機械液壓式的調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，其構(gòu)成要素較為復雜，包括各種滑閥和同步器。在檢測到機組的轉(zhuǎn)速之后，需要傳遞到其他的設(shè)備中，然后將給定設(shè)備的定制進行比較。將信號進行放大處理，然后將其傳遞到執(zhí)行設(shè)備中。控制部分的最主要構(gòu)成部分就是模擬電路，由于調(diào)速能力的靈活性和控制力都在不斷提高，因此，進行控制方案的更改還具有一定的難度。現(xiàn)如今，計算機部分的應用改變了數(shù)字電調(diào)的控制能力，電調(diào)得到了高效地發(fā)展。

3執(zhí)行機構(gòu)。信號功能的實現(xiàn)，主要是通過接卸部分來對汽輪機進行調(diào)節(jié)和連接，受到整齊壓力的作用，調(diào)節(jié)閥可以得到有效的提成。同時還要對汽輪機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。但是，從現(xiàn)如今的汽輪機工作狀態(tài)來看還沒有高效的執(zhí)行機構(gòu)。因此，要根據(jù)工作的特點以及狀態(tài)來對這一機構(gòu)進行研究，打破各種限制，研制出新型的執(zhí)行機構(gòu)。

二、汽輪機控制系統(tǒng)的幾種優(yōu)化方案

為了實現(xiàn)對汽輪機的控制，可以根據(jù)汽輪機改造工程的特點來設(shè)計出多種方案。從方案設(shè)計的角度來看，每種方案都有自己的優(yōu)勢，但也都存在著不足，因此，相關(guān)的技術(shù)人員需要根據(jù)實際的控制方式和方案設(shè)計的特點擇優(yōu)。需要注意的是，在方案設(shè)計的過程中需要將兩種因素放到首位，主要是技術(shù)可行性和性價比。

另外，汽輪機控制方案的軟件、硬件以及執(zhí)行器等方面都是切入點，主要是為了提高汽輪機的控制效果，降低造價。筆者提出的設(shè)計方案主要是針對汽輪機的各個部位以及工作的特點，改進了執(zhí)行器設(shè)備，努力實現(xiàn)汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造。另外，這些汽輪機的優(yōu)化方案具有高效性、節(jié)能性以及集成度高的特點。

方案一，執(zhí)行器采用單側(cè)進油的形式，技術(shù)人員將其設(shè)計成彈簧復位的結(jié)構(gòu)，同時還帶有相應的遙感液壓器，這種設(shè)計方案的主要特點就是系統(tǒng)運行簡便，泄漏量相對較小，油泵等裝置的容量可以適當減小。其中液壓缸和操縱座可以選用常規(guī)的處理方式。另外，特殊的卸荷閥需要進行優(yōu)化設(shè)計，另外還要接入相應的安全油管。進行液壓缸的設(shè)計主要是為了形成開關(guān)型執(zhí)行器。采用蓄能器供油，需要對油泵提出較高的要求，保持其長時期處于卸載狀態(tài)，在適當?shù)臅r候進行對油泵進行加載處理。

方案二，可以采用雙側(cè)進油的形式，采用液壓關(guān)閉式，關(guān)閉遮斷接口。特點較為明顯：通過取消操縱座的彈簧復位機構(gòu)，讓偶利用蓄電器來傳動液壓缸，做到復位。在停機狀態(tài)下，保證蓄能的能量，進而代替機械彈簧來實現(xiàn)高效地控制。將液壓缸控制成平衡腔室的形式，其容積要控制一定的比例范圍內(nèi)，努力讓油泵的壓力轉(zhuǎn)化成復位力。這樣才能順利地開啟活塞。在開啟制動器的過程中，要將平衡腔中的油量補充到蓄能器中，同時也將耗油量控制到一定的比例范圍內(nèi)，通常情況下都是2：3。從這一方案中可以看出，控制系統(tǒng)的泄漏量相對較大，液壓缸需要進行特殊的設(shè)計。

方案三：單側(cè)進油，彈簧關(guān)閉式，帶遙控電氣開關(guān)，遮斷接口。主要特點如下：（1）油路系統(tǒng)設(shè)計與方案二相同，僅將液壓復位該為機械彈簧復位。（2）機械彈簧復位機構(gòu)可通用常規(guī)設(shè)計的操縱座。（3）開啟過程耗油量為全部工作腔充油量，關(guān)閉過程不耗油。

方案四：單側(cè)進油彈簧復位式，采用電磁閥進行脈寬調(diào)制控制，其特點如下：本方案直接利用操縱座彈簧的蓄能，不需設(shè)蓄能器。開啟過程由油泵通過開啟電磁閥充油，達到穩(wěn)態(tài)后電磁閥復位，油缸困油，油泵卸載，關(guān)閉過程中由另一電磁閥控制。本方式適用于控制過程較慢的場合，以保證達到較高的控制精度。

結(jié)語

實踐結(jié)果證明汽輪機優(yōu)化方案的可行性，并且反饋出新的產(chǎn)品的市場遠景。主要是根據(jù)現(xiàn)在具體使用中的實際問題，需要不斷完善設(shè)計思想和細節(jié)，使新設(shè)計的自容式油動機產(chǎn)品化，需要不斷改進設(shè)計更加合理的油源站，重點針對布置和尺寸，規(guī)范化通用化，有利于進行大規(guī)模的產(chǎn)品推廣，需要更加注重系統(tǒng)泄漏問題的完善。

參考文獻

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中圖分類號：TK321

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