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节流调节

/throttle governing/
条目作者胥建群

胥建群

最后更新 2022-12-23
浏览 200
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通过调节一个或同时调节几个阀门开度来控制进入汽轮机的流量,从而调节汽轮机负荷的一种运行方式。

英文名称
throttle governing
所属学科
工程热物理及动力工程

节流配汽型和喷嘴配汽型汽轮机均可采用节流调节运行方式。

随着汽轮机容量增加,其结构尺寸相应增大。实际工程上,单个阀很少采用,常用的结构是多个阀同步开启,这样可以避免单个阀直径体积过大、单位升程流量变化过快、刚开启时提升过大等缺点,同时可以避免流量过大对阀门产生过大的应力。如图1是汽轮机调节阀结构图。如图2是汽轮机喷嘴配汽结构图。

图1 汽轮机调节阀结构图图1 汽轮机调节阀结构图

图2 汽轮机喷嘴配汽结构图2 汽轮机喷嘴配汽结构

节流调节的目的是控制汽轮机的负荷。汽轮机通流部分是按经济功率设计的。运行中,外界负荷不断改变,为了保证机组出力与用户所需要的动力性适应,必须利用配汽机构来改变汽轮机组的出力。从汽轮机功率方程式



式中为汽轮机功率;为蒸汽量;为焓降;为汽轮机效率;为机械效率;为发电机效率;为循环效率;为节流效率;为通流效率。

为了调节出力,可以调节进入汽轮机的蒸汽量,也可以调节汽轮机中的做功能力,实际上对一个量调节时,另一个量也会跟着改变,只是改变的程度不同而已。

当进行节流调节时,机组控制阀开度减小,阀门对应的通流面积减小,蒸汽量减小;由于节流,导致节流效率下降,做功能力也跟随下降。由汽轮机功率方程式可知,在其他参数不变的情况下,汽轮出力下降,达到了调节负荷的目的。

节流调节具有以下特点:①节流调节最大功率发生在阀门全开工况。该工况下,流量最大,阀门节流损失最小,汽轮机等熵焓降达到最大。部分负荷下,流量和汽轮机的等熵焓降均随调节阀后压力降低而降低。②工况变动时,各级焓降(除最末级外)变化不大,故各级温度变化小,从而减少了由温度变化而引起的热变形与热应力,变负荷寿命消耗少,有利于提高变负荷速率。在部分负荷下由于节流损失,机组经济性下降,故不适用于低负荷工况运行。相反,阀门全开工况或稍有节流的额定负荷下,由于第一级的效率高于采用喷嘴配汽的调节级效率,使全级效率略高于喷嘴配汽机组,故节流调节适用于承担基本负荷的大型机组上。若用于调峰,则必须改定压运行为滑压运行,但此时的配汽原理已属于滑压调节。

调节机构的种类有多种。最常见的是飞锤式调节机构,其机制如图3所示。由于成本低和结构简单,用在小型汽轮机比较多。调节阀是由一个离心调速器驱动的,它由套管和连接在套管臂上的飞球组成。齿轮机构连接汽轮机转轴和套筒轴,套轴在套筒轴上做往复运动。随着负载的减少,汽轮机转轴的速度增加,齿轮传动使得套筒轴加速旋转,飞行球做离心运动远离套筒轴,这一系列动作激活了连接套筒的杠杆另一端,反过来促使节流阀开度慢慢减小,从而控制进入汽轮机的流量。

图3 飞锤式调节机构图3 飞锤式调节机构

飞锤式调节机构由于其控制精度不够,故在中大型汽轮机中很少使用。取而代之的是液压执行机构,其具有灵敏度高,驱动力大等特点。

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