关键词：汽轮机；调速系统；工作原理
一、汽轮机调速系统的分类及组成
汽轮机调节系统的型式有很多，有机械调速系统、液动调节系统、电液调节系统等，但是其调节的就是转速、功率、压力等数据，所以应设计一个符合需求的调节控制系统，对调节变量进行运算和修改，以保证汽轮机的安全稳定运行，并且调节汽轮机与锅炉之间的控制，以便于满足电力系统的需要。调速系统性能诊断是以计算机信息处理为核心，在机组检修状态下利用辅助供油系统使调速系统处在工作的状态下，在由液压信号发生器产生的液压扰动信号加到液压调速系统的对应油路上，使得系统按照一定的方式进行动作，计算机会记录有关的信号，在基于数学模型的动态过程参数辨识算法下，得到相关的特征参数，还可以借助动态数字仿真技术，对机组调速系统作甩负荷仿真计算，预测出甩负荷的最高转速，并对调速系统的性能进行分析判断。
其中汽轮机调速系统是由调节油系统、调节汽阀、油动机、调速器、电液转换器等多个系统组成的。其中调节油系统是提供设备所需的润滑油和调节油，这一系统十分重要，会直接影响设备的使用寿命，在设备启动、停机的时候由油泵供给。而调节汽阀的作用是改变进入汽轮机内的蒸汽流量。油动机是调节汽阀的执行机构，而油动机是由错油门、连接体、油缸、反馈系统组成。调速器是对转子转速控制、频率控制机组负荷控制。电液转换器是控制活塞处在一个平衡状态，使得输出压力控制在规定范围内。现在市面上常见的调速器分为西门子技术全液压SRIV调速器、WoodWardPG-PL 机械-液压式调速器、液压式调速器，随着电子和计算机技术的快速发展，数字式控制器被广泛的应用，从而形成现在汽轮机中常见的数字式电液控制系统，这一系统的优点在于控制精度高，可以满足机械或液压式调速器不能满足的特殊要求，并且可以提高汽轮机自动化程度的安全可靠性。汽轮机机组一般采用电液调节，这就需要压力油来保证系统的正常运行，其工作原理是由主油泵提供压力油，并且经过危急保安装置、电磁阀和起动装置将主汽门打开，这样为电液转换器和错油门提供动力，通过调速器对系统进行控制，当出现超速、轴位过大的情况时危急保安装置和电磁阀就会做出相应的反映。
汽轮机调速器通过接收信号，对机组设定参数进行比较，然后再输出信号来调节气阀，改变汽轮机的进汽量，最终达到规定要求，汽轮机调速系统是由转速感受机构、传动放大机构、配汽机构、反馈机构组成的，其中转速感受机构就是把转子转速信号变为控制信号，而传动放大机构是对控制信号进行放大处理，并且进行运算，产生油动机控制信号，配汽机构是将油动机的行程转变为调节汽门的开度。
二、性能诊断原理
现在国产的汽轮机组机械-液压调速系统是比较常用的，其工作原理为调速机构感受转子变化，产生对其控制，然后再由油动机进行调节，当机组甩去外界的负荷时，多余的蒸汽力矩就会使转子快速转动，调速系统就会使调门快速闭合，抑制转速加大。其中判断调速系统好坏主要看甩负荷以后转子的转速，但是其受到外界因素影响严重，还会受到转子自身的质量、调门的泄漏情况等因素的影响，这其中调门的泄漏情况是一个不确定因素，所以应加强对调门的泄漏情况进行检测。
调速系统的性能诊断一般会采用参数辨识技术，这种方法是对已知结构系统，建立描述其行为特征的数学方程，当实际系统相同的情况下，不断的调整数学方程中的参数，使得辨识模型输出按照某个给定准则最佳地逼近实际系统输出。由于实验时工作环境和运行情况的不同，使得数据不太准确，但是可以根据数学模型进行修正，还可以通过这种试验判断出调速系统各环节的性能。调速系统的模型确定以后，再根据一些不变的参数和调门泄漏情况，实现对机组运行情况的仿真计算，可以有效的预测出甩负荷后转子的最高转速和传统的调速系统性能参数。
三、调速系统性能诊断装置
对于调速系统性能诊断装置主要是由液压信号发生器和计算机数据采集系统组成的，液压信号发生其的作用是作为扰动信号源，计算机数据采集系统是记录这一过程中所以信号。
1.液压信号发生器
液压信号发生器可以产生周期性变化和近似阶跃的扰动信号，当出现型线阀芯旋转一周时，漏油面积也是一个循环，立即改变进油、泄油及回油面积比，就会得出不同的油压输出值，然后在改变其速度，就会得到不同频率的扰动信号，会发现扰动信号按照正弦规律变化。
而近似阶跃液压信号发生器是由很多阀门组成的，当电磁阀动作时，油路就会有通断信号输出，当阀1和阀2变化时，能得到阶跃输出的最大值，当阀3变小时，就会得到阶跃输出最小值。
液压近似阶跃信号发生器
2.计算机数据采集系统
计算机数据采集系统就是利用机内扩充槽把数据采集单元与计算机连在一起，过去的的采集信号所需的时间过长，为了可以简化系统结构，数据采集单元与主计算机共享时钟系统，提高计算机的主频，就可以加快采集时间。为了可以消除计算机与数据采集之间的干扰，系统数据采集单元由带隔离变压器的电源进行供电。
为了加强数据采集的准确度，应该使输入信号电压在规定范围内，调速系统性能试验中，会有压力信号和位移信号，由于差动变压器位移信号很大，在进行测量的时候不需要再次放大，为了提高数据采集精度和速度，系统使用前置式测量放大器。为了可以有效的适应发电厂强电磁场环境的要求，系统采用电源滤波器来消除供电系统的噪声干扰，各种传输线路都需要进行接地处理，这一测量系统安全可靠。
结语
在火力发电过程中，汽轮机是十分重要的，可以在开车时通过汽轮机的转速调节发电机频率，还在并网运行时需要通过控制汽轮机的驱动蒸汽量调节发电机输出功率，所以电力系统需要汽轮机提供可靠的调节系统，对机组的安全也有很高的要求，这就需要工作人员了解汽轮机的各项功能，这样才可以更好的使用汽轮机，以保证电力系统的正常供应。
参考文献：
[1]杨春莹.杜小芳.金融危急下我国汽车零部件企业现状与发展策略[J]。武汉冶金管理干部学院学报，2009 19（4）
[2]张学超.600MW机组汽轮机数字式电液调节系统建模与仿真研究[D].东南大学，2006.
[3]尹琼芳.浅谈汽轮机调速系统。城市建设理论研究（电子版）2013（34）
论文作者:崔国岩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/6/6
标签：系统论文; 汽轮机论文; 调速器论文; 信号论文; 机组论文; 液压论文; 转速论文; 《基层建设》2018年第8期论文;