超超临界汽轮机组控制系统简介
超超临界1000MW凝汽式汽轮机总体介绍
•调门与汽缸之间无蒸汽管道，直接 与汽缸相连。切向进汽。
•阀门与汽缸安装，采用大型螺纹连 接有利于大修拆装。
•阀门直接支撑在基础上、对汽缸附 加作用力小
•阀门布置在汽缸两侧，切向进汽， 损失小；起吊高度低。
•阀门采取小网眼、大面积的不锈钢 加强永久性滤网。其特点是过滤网 直径小，滤网刚性好，不易损坏。
采用SIEMENS成熟的单轴、HMN组合机型
H- 高压单流缸 K-高中压合缸 M- 中压双流缸 E- 中低压合缸 N- 低压双流缸 压力等级： 25~30MPa，温度 ：600°C/610 °C
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
机组纵剖面图
长 宽 高 转子带叶片 整体重量 (mm) (mm) (mm) 重量（T） （T）
6.40X4.20X4.89
主门调门
5.9X5.2X2.23
再热门调门
7.33X5.47X2.26
中压转子带叶片
6.23X1.72X1.72
中低压ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通管
5.98X2.28X2.35
低压内缸上半
4.12X6.59X3.80
低压内缸下半
6.49X6.89X3.30
低压转子带叶片
8.05X4.19X4.19
超超临界1000MW凝汽式汽轮机 独特的高压第一级设计
• 第一级低反动度20%， 降低转子温度。
• 切向进汽、斜置静叶、 效率高。
• 全周进汽、无附加汽 隙激振。
• 大动静距离有利防冲 蚀。
• 滑压运行低负荷效率 高。同时大幅降低第一 级载荷，解决大功率机 组高压第一级的强度问 题。
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
百万千瓦超超临界机组自启停控制系统介绍
2、研究的目的和意义
2）机组自启停控制系统提高了电厂的管理水平和经济效益 机组自启停控制系统实质上是对电厂运行规程的程序 化，它的应用保证了机组主、辅机设备的启停过程严格 遵守运行规程，减少运行人员的误操作，增强设备运行 的安全性。 机组自启停控制系统的研发过程，既是对主设备运 行规范优化的过程，也是对控制系统优化的过程。APS系 统的设计和应用不但要求自动控制策略要更加完善和成 熟，机组运行参数及工艺准确详实，而且对设备的管理 水平也提出了更高的要求。快速准确的机组启动缩短了 机组启、停设备时间，优化的控制策略降低了启停过程 中的煤耗和油耗，提高了机组运行经济效益。
12
3.2 机组自启停控制系统功能组设计 3 、 APS系统总体结构
为了实现机组自启停功能，还需要增加一些特殊功能组， 这些特殊功能组独立于自启停控制系统，即使自启停控制不 运行，也能实现一些自我管理的功能，例如全程给水控制系 统可通过协调顺序控制系统、模拟量控制系统和小机控制系 统MEH的密切合作，实现从给水启动、主给水电动门和旁 路给水调节阀的切换、电泵差压调节和流量或水位调节的切 换，单冲量和三冲量切换、电泵和汽泵之间并泵和切泵、汽 泵之间并泵和切泵等一系列控制，以满足全程给水自动控制 功能。这些特殊功能组丰富了自动控制的内容，减轻的运行 人员的劳动强度，保证了机组的正常稳定运行。
5
1、自启停控制系统概述
在设计有APS功能的机组时，MCS、CCS、FSSS、MEH、DEH 等系统均要围绕 APS进行设计，协调APS完成机组自启动功能。在机 组启动过程中，随着机组负荷的增加， MCS系统与 FSSS系统相互协 调自动完成燃烧器的投切功能，以满足全程烧料自动控制功能。 APS下面的功能组的设计就不能是单纯的顺控，而是一个能自动 完成一定功能的功能组，功能组具有很强的管理功能，作为中间的连 接环节，向下协调有关的控制系统（如MCS）按自启停系统的要求控 制相关的设备，向上尽量减少和APS的接口，成为功能较为独立的一 块，这样就减轻了上一级管理级APS的负担，同时也提高了机组的自 动化水平。即使在APS不投运的情况下，运行人员仍然可调用该功能 组，实现某些可以自动控制自动管理的功能。在给水全程自动控制中， APS与MEH、SCS等系统相互协调，自动完成电泵、汽泵之间的启动、 停止、并泵、倒泵等功能，以满足全程给水自动控制功能。
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
一、基本原理
660MW超超临界汽轮机是一种采用超超临界循环技术的汽轮机，其工作原理主要是利用燃烧产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机转动发电机发电。
该汽轮机采用超超临界循环技术，能够在高温高压状态下工作，提高了燃烧效率和发电效率，同时减少了CO2排放。
二、结构特点
1.燃烧系统：采用先进的燃烧技术，能够高效燃烧，减少NOx和SOx 排放。
2.锅炉系统：采用超超临界循环技术，实现高温高压循环，提高了锅炉效率。
3.汽轮机系统：采用先进的涡轮设计和材料，能够实现高效率的能量转换。
4.发电机系统：采用高效率的发电机设计，能够实现高效率的发电。
三、系统组成
1.燃烧系统：包括燃烧室、燃烧器和燃气管道等，用于将燃料燃烧产生高温高压蒸汽。
2.锅炉系统：包括锅炉本体、过热器、再热器和除尘器等，用于将燃烧产生的高温高压蒸汽转化为动能。
3.汽轮机系统：包括高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机等，用于将高温高压蒸汽的动能转化为机械能。
4.发电机系统：包括同步发电机、变压器和电气设备等，将汽轮机转动的机械能转化为电能。
超超临界汽轮机高压排汽温度控制保护详析
超超临界汽轮机高压排汽温度控制保护详析夏冰【摘要】对于上海汽轮机厂的超超临界汽轮机,在其控制保护系统的各项内容中,高压排汽温度控制和保护是相对复杂的过程和程序.介绍了高压排汽温度控制保护的详细内容.在低负荷下高压缸进汽量较小时,由于鼓风,高压排汽温度容易升高,通过一系列降温保护措施将高压排汽温度控制在允许的范围内,从而保护高压末级叶片.当高压排汽温度升高时,激活高压排汽温度控制器,调整高、中调门开度,从而使排汽温度不超过允许值;如果高压排汽温度持续升高,则切除高压缸,通过中压阀门控制机组运行,当温度回落至允许范围时,通过高压缸恢复顺控重启高压缸;如果高压缸切除后温度仍然攀升至跳机值,则保护停机.分析结果能够帮助热控设计人员及电厂维护人员深入了解该控制保护的过程.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】4页(P284-287)【关键词】超超临界汽轮机;高压排汽温度;控制;保护【作者】夏冰【作者单位】上海电气电站设备有限公司汽轮机厂,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK264.2上海汽轮机厂(上汽厂)生产的超超临界汽轮机功率可达1 000 MW。
已投入运行的上汽厂超超临界机组已达100台，有些电厂的机组在运行中出现过高压缸排汽温度升高过快的问题，且无法通过高压缸排汽温度控制等一系列控温措施进行解决，最终导致高压缸排汽温度过高，触发保护跳机。
相对其他保护内容，高压排汽温度保护及控制是个较为复杂的程序，当出现高压排汽温度较高的工况时，DEH系统会根据不同的温度值发出不同的降温保护指令。
由于控制器的扫描周期是毫秒级的，运行人员往往无法靠肉眼监测到完整的执行过程，如果对控制逻辑不够熟悉，就无法及时对执行状况进行反应和处理。
本文针对上汽厂超超临界机组高压缸排汽温度控制保护内容进行详析，从而帮助热控设计人员及电厂热控维护人员深入了解该控制与保护过程。
按照控制和保护的要求，上汽厂超超临界汽轮机控制保护系统的逻辑内容(DEH/ETS)被分别布置在两个控制系统中，通过工业以太网，将控制器、上位机及执行机构(油动机)、测量元件等融合为一个完整的控制系统，见图1。
600MW超临界、1000MW超超临界、空冷汽轮机技术介绍(哈汽)
1000MW超临界机组
出力 (MW)
年
制造厂
形式
压力 主汽温度 再热温度
(Mpa) (℃)
(℃)
1000 1997 TOSHIBA CC4F41 24.6
566
593
1000 1998 HITACHI CC4F41 24.6
600
600
1000 2001 TOSHIBA TC4F40 24.2
三菱高中压模块
总体设计
汽轮机型式
超临界、一次中间再 热、三缸四排汽、单 轴、凝汽式
铭牌功率 最大计算功率 转速
旋转方向 主蒸汽压力MPa 主蒸汽温度℃ 再热蒸汽温度℃ 铭牌工况主蒸汽流量
600MW 665MW 3000rpm 顺时针（从调端看） 24.2 Mpa（a） 566 ℃ 566 ℃ 1807.9 t/h
蒸汽条件 31.1MPa 566/566/566℃ 31.1MPa 566/566/566℃ 24.2MPa 566/566℃ 24.2MPa 566/593℃ 24.2MPa 566/566℃ 24.6MPa 566/593℃ 24.2MPa 593/593℃ 24.2Mpa 566/566℃ 25.1Pa 600/610℃ 24.2MPa 566/593℃ 24.2MPa 593/593℃ 24.2MPa 566/593℃ 25.1MPa 566/566℃ 25.1MPa 566/566℃ 24.2MPa 566/593℃ 24.2MPa 566/593℃ 25.1MPa 566/566℃ 24.2MPa 593/593℃
沁北超临界高中压设计特点 解决超临界机组设计难点
n 防固粒腐蚀
n 表面渗硼 n 固粒腐蚀下降为原材料0.2
600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机简介及选型浅析
600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机简介及选型浅析摘要：简要介绍了三大主机厂600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机的设计特点和性能参数，对空冷汽轮机选型进行了初步论证并提出了建议。
关键词：600MW；超临界；超超临界；空冷汽轮机随着国家“十五”重大技术装备研制计划“600MW超临界火电机组成套设备研制”项目的成功实施，带动了我国超临界燃煤火电机组的快速发展，目前国产600MW级超临界燃煤火电机组已经成为我国在建火电工程的主力机型。
这对于优化我国电网中火电机组的装机结构、提高我国火电机组技术发展的整体水平和节能降耗及减排工作等方面都起到了积极的推动作用。
其中超临界和超超临界空冷汽轮机由于具有非常显著的节水效果，在我国北方缺水地区也已有了快速的发展。
下面对三大主机厂600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机的设计特点和性能参数进行简要介绍，对空冷汽轮机选型进行初步论证并提出建议。
1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（以下简称哈汽）通过引进并吸收日本三菱技术，现已具有独立开发600MW等级超临界和超超临界空冷机组的能力。
哈汽600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机组采用模块化的设计方法，主要有两种机型：两缸两排汽机型和三缸四排汽机型。
超临界和超超临界参数汽轮机的关键部分在高中压部分，空冷汽轮机的关键部分在低压部分，600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机分别采用600MW等级超临界和超超临界湿冷汽轮机的高中压模块及600MW等级亚临界空冷汽轮机的低压模块，无论是两缸两排汽机型，还是三缸四排汽机型，均采用具有成熟运行业绩的模块，从而保证超临界和超超临界空冷汽轮机组的安全可靠。
哈汽600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机组主要有两种机型：两缸两排汽机型和三缸四排汽机型。
两缸两排汽机型为高中压合缸，一个低压缸、两个排汽口，低压缸末级叶片长度为940mm，高中压缸采用双层缸，支持轴承采用可倾瓦式，低压缸采用落地轴承、内缸，汽轮机总长约19m（汽轮机长度指汽轮机一号轴承中心线至发电机前轴承中心线的距离，下同）。
660MW超临界空冷汽轮机及运行
660MW超临界空冷汽轮机及运行随着社会对能源需求的日益增长，汽轮机作为重要的能源转换设备，其效率和可靠性对于满足人们的能源需求至关重要。
本文将重点介绍660MW超临界空冷汽轮机及其运行。
一、超临界空冷汽轮机简介超临界空冷汽轮机是一种高效、清洁的能源转换设备，它采用了超临界蒸汽技术，可以在高温高压下提高蒸汽的效率，从而实现能源的高效利用。
这种汽轮机主要应用于大型火力发电厂、石油化工等领域，为工业生产和人们的生活提供稳定的电力供应。
二、660MW超临界空冷汽轮机结构及特点1、结构：660MW超临界空冷汽轮机主要由进汽系统、主轴、叶片、发电机、控制系统等组成。
其中，进汽系统负责将锅炉产生的蒸汽引入汽轮机，主轴是支撑整个机组的核心部件，叶片则用于将蒸汽的动能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，控制系统则对整个机组进行监控和调节。
2、特点：660MW超临界空冷汽轮机具有效率高、容量大、可靠性强的特点。
其采用超临界蒸汽技术，可以在高温高压下运行，提高蒸汽的效率。
该汽轮机还采用了先进的密封技术和控制系统，保证了设备的可靠性和稳定性。
三、660MW超临界空冷汽轮机的运行1、启动：在启动660MW超临界空冷汽轮机之前，需要进行全面的检查和准备工作，包括确认设备状态良好、控制系统正常等。
启动后，汽轮机需要经过暖机、加速等阶段，直至达到额定转速。
2、运行：在正常运行过程中，660MW超临界空冷汽轮机需要保持稳定的转速和负荷，以实现高效的能源转换。
同时，需要对设备进行定期检查和维护，确保设备的正常运行。
3、停机：在停机时，需要进行逐步减速、停机等操作，同时进行设备的检查和维护。
还需要对设备进行定期的保养和维护，以延长设备的使用寿命。
四、结论660MW超临界空冷汽轮机作为一种高效、清洁的能源转换设备，对于满足人们的能源需求至关重要。
在实际运行中，需要采取科学合理的措施进行设备的监控和维护，以确保设备的稳定性和可靠性。
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
机组外形布置图
发电机 低压缸
中低压连通管
中压缸
中调门
高压缸
中主门 高调门 补汽阀管 主汽门
主要设计参数
• 单流高压缸通流为20级反动式，包括1 级 低反动度级和19级扭转叶片级 • M型双流中压缸： 发电机侧：通流为16级 反动式，包括1 级低反动度和15级扭转叶 片级。 汽机侧：通流为16级反动式，包括 1级 低反动度和15级扭转叶片级 • 双流低压缸每侧通流为5级反动式，包 括2 级扭转叶片级和标准低压末3级
（2）辐（周）流式：蒸汽沿着转子轮周方向流动；
二、汽轮机型号 Δ ×××—×××/×××/×××
例如：NJK660-27/600/610
额定功率为600MW的间接空冷凝汽式汽轮机，主 蒸汽压力为27MPa，温度为600ºC，再热蒸汽温 代 。 度610ºC 型式 代号 型式 号 N 凝汽式 CB 抽汽背压式
超超临界660MW汽轮机设备及 系统介绍培训课件
生产准备部
2016.12.31
汽轮机设备介绍
火电厂概述分类 电力生产过程 汽轮机的基本概念 汽轮机工作原理 汽轮机组成 本厂汽轮机介绍
火力发电厂的分类
火力（热力）发电厂：通过燃料燃烧将化学能变为电能。
1
按火电厂供电、供热的产品分 按使用的一次能源分 按火电厂的服务规模分
高加内部结构图一
高加内部结构图二
660MW机组本体结构及主要部件
• 1-1汽轮机简介： ####发电有限公司2×660MW超超临界汽轮 机由上海汽轮机有限公司（STC）与西门子西屋 公司联合设计制造。本汽轮机型号为：NJK66027/600/610型间接空冷汽轮机，汽轮机型式：超 超临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴、间 接空冷凝汽式机组、八级回热抽汽；额定出力 660MW；机组设计寿命不少于30年。机组采用复 合变压运行方式，汽轮机的额定转速为3000转/分。 机组外形图演示。
600MW超临界机组总体介绍
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －汽轮机转子 • 我公司600MW汽轮机转子分为高中压转子、低压A转子 和低压B转子，通过刚性联轴器联接。各转子各自支撑在 2个轴承上，整个轴系通过位于2号轴承座内的推力轴承定 位。 • 高中压转子和低压转子均为整锻无中心孔转子，在相同热 应力的条件下，增大了转子的循环寿命，降低了制造成本。
四、超临界机组的发展
• 发展超临界机组是火力发电领域中提高发电效率、节约能 源、改善环境影响、降低发电成本的必然趋势，各国在火 力发电领域中都积极采用超临界参数的大容量机组。世界 上早期研制的超临界机组曾遇到所选用蒸汽参数过高的误 区，超越了当时的技术发展水平，运行中出现很多问题， 如，锅炉过热器受热面高温腐蚀；汽轮机高压缸的蠕变变 形；运行灵活性差，不能带周期性负荷运行等。以后世界 上发展的超临界机组采用的蒸汽参数多采用压力为24 MPa等级，主/再热蒸汽温度538℃～566℃。从二十世纪 九十年代起，随着科学技术的进步和材料技术的发展，超 临界机组的蒸汽参数又有提高的趋势。目前，我国已可以 生产蒸汽压力为25Mpa～26.5Mpa，温度为600℃～ 610℃,容量为1000MW等级的超临界参数汽轮发电机组。
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －设备图片
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －设备图片
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －汽轮机转子
• 转子可以在不揭缸的情况下，可利用汽缸端部设置的专用 手孔，在高中压转子排汽口侧的轴凸肩上，装设或调整其 重块的位置或重量。也可以在高中压转子中压侧末级叶轮， 高压侧调节级前转子燕尾槽内以及高中压转子高压侧排汽 口转子燕尾槽内加装平衡块。
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －汽轮机基础知识简介 • 东汽（日立）的 600MW超临界机组DEH对CV、ICV阀门控制 有别于国内DEH通用设计,未设计单阀和顺序阀的控制逻辑, 而采用的是混合阀控制,即在机组启动到正常运行过程中, 所有调门的阀位指令为总流量指令的函数。 • 在机组未投入暖机功能时,总流量指令=CV流量指令=ICV流 量指令,当机组在暖机控制期间,总流量指令=CV流量指令 +ICV流量指令,这样的阀门特性在实践中证明,既减少了阀 门的截流损耗又避免了阀门切换带来的扰动。
1000MW超超临界机组控制介绍
目录目录一、国际上超临界机组的现状及发展方向二、国内500MW及以上超临界直流炉机组投运情况三、超临界直流炉的控制特点四、1000MW超（超）临界机组启动过程五、1000MW超（超）临界机组的控制方案一、国际上超临界机组的现状及发展方向我国一次能源以煤炭为主，火力发电占总发电量的75%全国平均煤耗为394g/(kWh)，较发达国家高60~80g，年均多耗煤6000万吨，不仅浪费能源，而且造成了严重的环境污染，烟尘，SOx,NOx,CO2的排放量大大增加火电机组随着蒸汽参数的提高，效率相应地提高¾亚临界机组(17MPa,538/538℃)，净效率约为37~38%，煤耗330~340g¾超临界机组(24MPa,538/538℃)，净效率约为40~41%，煤耗310~320g¾超超临界机组(30MPa,566/566℃)，净效率约为44~45%，煤耗290~300g（外三第一台机组2008.3.26投产，运行煤耗270g）由于效率提高，污染物排量也相应减少，经济效益十分明显。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向1957年美国投运第一台超临界试验机组，截止1986年共166 台超临界机组投运，其中800MW以上的有107台，包括9台1300MW。
1963年原苏联投运第一台超临界300MW机组，截止1985年共187台超临界机组投运，包括500MW,800MW,1200MW。
1967年日本从美国引进第一台超临界600MW机组，截止1984年共73台超临界机组投运，其中31台600MW, 9台700MW，5台1000MW，在新增机组中超临界占80%。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向¾目前超临界机组的发展方向90年代,日本投运的超临界机组蒸汽温度逐步由538/566℃提高到538/593℃，566/593℃及600/600℃，蒸汽压力保持在24~25MPa，容量以1000MW为多，参数为31MPa,566/566℃的两台700MW燃气机组于1989年和1990年在川越电厂投产。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽轮机主控 程序 热应力评估 器 汽轮机控制 器 汽轮机监视系统
Stop Valve Si l Single Valve Control
Control Valve
启动方式
采用高/中压缸联合启动方式 中压缸联合启动方式。 汽轮机控制系统控制HP/IP的 进汽阀门，调节汽轮机的进汽 流量 控制汽轮机冲转及并网 流量，控制汽轮机冲转及并网 带负荷。为满足机组在全周进 汽滑压运行方式下同时具有调 频功能的需要 主调门达到最 频功能的需要，主调门达到最 大流量（通常即热耗保证工况） 后，补汽阀开启，增加高压缸 流量。 同时设置高排温度控制器，根据高压缸排汽温度自动调整高/中压缸的流 量分配 通过高压缸/中压缸修正功能，适当调整高调门和中调门开度。 量分配。通过高压缸 中压缸修正功能 适当调整高调门和中调门开度 以保证高压缸在任何不稳定状态运行过程中，如甩负荷、启动和停机期 间（任何不同的主蒸汽工况或凝汽器压力），温度不超过允许值。如果 高压缸排汽温度过高 则切除高压缸 由中压缸控制汽轮机的转速/负荷。 高压缸排汽温度过高，则切除高压缸，由中压缸控制汽轮机的转速 负荷
可变的温度准则（X准则）
X准则其实质就是变温度准则,就是根据汽轮机金属部件不同 的温度，确定不同的蒸汽温度，并使之与汽轮机金属部件温度匹 配，温差控制在TSE差值内，从而实现汽轮机在启动过程中的热 应力控制，在最短的时间内完成启动过程。 可变的温度准则详细说明了允许下面的动作实现的蒸汽条件： 开启高压主汽门，加热主蒸汽管道和阀体 高 蒸 管 开启调门，汽轮发电机带蒸汽冲转 汽轮发电机组加速到额定转速 汽轮发电机带负荷 可变温度准则按照功能可以分为三个不同的部分： 最小的蒸汽温度限制以避免加热组件时的不适当冷却； 最小的汽缸温度限制以避免在给定的蒸汽温度下出现不适 当的瞬时的热载荷； 在汽轮机带蒸汽冲转前设置过热度。
机组负荷 汽机转速
停机
盘车
time
机组一键启停
机组启动指令
自动启动所有汽机相关分系统，尽可能快地并且安全地启动汽轮机 协调和其它汽机自动装置之间的接口 例如热应力评估 汽机控制器 汽机保护等 协调和其它汽机自动装置之间的接口，例如热应力评估、汽机控制器、汽机保护等
汽轮机主控制程序 (SGC Steam Turbine)
过滤器 快关弹簧 阀门 油缸 回油 压力油 行程发送器
谢谢大家！
超速保护系统(OPS)
主要停机信号
超速保护 三取二(数字量) 轴向位移大 三取二(模拟量) 排汽压力大 三取二(模拟量) 排汽温度高 三取二(模拟量) 润滑油压低 三取二(模拟量) 油箱油位低 三取二(模拟量) 轴承温度高 三取二(模拟量) 轴承振动大 二取二(模拟量) 就地手动停机按钮 (数字量) 控制室手动停机按钮 (数字量) 其它汽轮机保护指令 (数字量) 其它保护信号(数字量)
启动汽机辅助系统 并检查运行状态
热应力评估器 TSE
开启汽机主汽门 预暖阀门 汽轮机控制器 闭环控制 蒸汽品质合格 开启调门 汽轮机低速暖机
汽机监视系统
暖机完成
升速 同步转速 升速至同步转速 等待并网
机组并网 带初负荷
切换至协调控制 机组升至满负荷
汽轮机自动启动过程
汽轮机热应力控制
金属部件受热不均，出现温差就会产生热应力。温差越大，热应力 也越大。部件加热时受到压缩应力，部件冷却时收到拉伸应力。而压缩 和拉伸应力的不断交错循环，将会导致金属产生疲劳裂纹，消耗设备的 使用寿命 并逐渐扩大直到断裂失效 对于汽轮机而言 在非稳定状态 使用寿命，并逐渐扩大直到断裂失效。对于汽轮机而言，在非稳定状态 下运行（如启停、增/减负荷或变温度运行）时，其金属部件将受到固定 大小和频率的热应力影响，会导致材料处于一个高水平的疲劳度而出现 裂纹。 裂纹 减少部件疲劳，控制热应力的最好方法就是控制部件内外温差，控 制部件内外温差的最好方法则是延缓部件的升、降温速率。因此合理的 消耗寿命，以便设备在使用寿命内发挥最大的效益就是设备热应力控制 的目的。 汽轮机热应力控制就是通过测取（或模拟计算）受温度剧烈变化影 响的汽机主要厚重部件，如阀门阀体、汽缸缸体、转子等部件的内外壁 温，然后计算出可能的最大应力（用温差进行表征）并与规定限值进行 比较，从而构成汽机监视系统的 部分，并根据应力决定汽机启动过程 比较，从而构成汽机监视系统的一部分，并根据应力决定汽机启动过程 中的升速率以及变负荷时最大的允许负荷变动率。
汽轮机保护系统
汽机保护系统主要由冗余的超速保护系统(OPS)、电子保护系统 (EPS)和汽机遮断系统(TTS)三部分组成。
超速保护系统(OPS)
高可靠性的设计 反应快速，由传感器检测到过速状态到过速保 护继电器动作的总响应时间在15ms以内 完善的在线试验和自诊断功能 一个独立的数字信号发生器，用以模拟转速变 化，对系统进行全面的调试实验，可实现手动 操作或自动模拟 系统不断检查传感器输入回路，不同通道的传 感器输出信号被同时监测，并对各通道进行合 理的控制。任何 个故障都发出报警信号 理的控制。任何一个故障都发出报警信号 可以通过面板上的按键或者数据接口进行参数 整定 三选二逻辑表决 三个转速测量通道电源单独供电，24VDC
Siemens SPPA-T3000 华能玉环发电厂#1 1000MW机组 2006
Байду номын сангаас
Emerson Ovation 安徽铜陵发电厂#1 1000MW机组 2011
Metso MaxDNA 华电句容发电厂#2 1000MW机组 2013
控制系统的主要任务
数字汽轮机控制系统控制 通过汽轮机调节阀的的蒸汽流量。 根据运行的要求，控制系统的控 制对象可改变。 启动及停机 自动同期及并网 并 负荷控制 维持主蒸汽压力稳定 高排温度控制 机组甩负荷控制 频率稳定 汽轮机热应力控制
汽轮机热应力评估器（TSE）
汽轮机热应力评估TSE的基本功 能就是对汽轮机的转子、进汽阀门的 阀体和汽缸缸体等厚重部件的温差进 行监视 防止由于蒸汽温度与金属温 行监视，防止由于蒸汽温度与金属温 heating up 度的不匹配导致金属部件产生过大的 热应力，影响部件的使用寿命。这里 0 的温差监视实际上是所谓的温度裕量 m （Margin）监视。它是汽轮机部件的 cooling down 实际温差和设计温差的差值，温度裕 量越大，说明温差越小，部件所受的 热应力也越小。 为了确保机组启动和变工况时，其热应力处于可控范围，DEH根据 温度裕量的大小自动设置升速率和最大允许的负荷变动率。而且TSE出 现故障时，DEH将不允许机组启动，并闭锁汽轮机升速或变负荷。
超超临界汽轮机组控制系统
超超临界汽轮机组控制系统的组成
汽机控制系统 汽机保护系统 汽机监视系统 EH油供油系统
控制范围
汽轮机 闭环控制 (DEH) 电子保护系统 (EPS) 超速保护系统 (OPS) 汽轮机遮断系统 (TTS) 热应力计算 (TSE) 汽轮机一键启停 (ATC) 汽机岛 汽机岛辅助系统控制 （开环控制） 高压/低压旁路控制和保护 汽轮机和发电机监视、分析和诊断 汽轮机和发电机监视 分析和诊断 发电机辅助系统和电气设备 励磁、电压调节、同期、发电机氢油水系统等等
控制系统功能
机组控制级
汽轮机控制系统
开环控制
润滑油系统 控制油系统 本体疏水系统
闭环控制
监视功能
热应力计算
保护功能
电子保护系统 超速保护系统
汽轮机控制器
轴封蒸汽控制
振动/膨胀 转速
汽机遮断系统 自动汽机试验
抽汽逆止门 盘车控制 低压缸喷水 温度
控制系统硬件的多元化
引进德国SIEMENS公司 百万等级超超临界汽轮机 控制系统技术 消化吸收引进技术 自主研发 根据用户需求 多元化开发
机组一键启停
一键启停功能由汽机主控制程序（SGC Steam Turbine）实现 确 确保由一键操作自动完成汽轮机的启动/停机过程中的控制功能： 完 启 停 控 能 协调从停机到满负荷运行的自动启动过程 在不同的运行工况下 (包括冷态、温态、热态启动和过临界转速、改变负荷)热应力的直接作用 自动完成从满负荷到投盘车的停机操作过程 在汽轮机启动和停机的过程中，协调整个控制系统的设备
perm o
perm
温度裕度（Margin）的计算
监视热应力最方便的办法就 是监视部件的温差值。对于阀门 和汽缸等静止部件，测量温差的 方法是在部件上打个孔 安装两 方法是在部件上打个孔，安装两 只位置相邻、但插入深度不同的 热电偶作为内壁温和平均壁的温 度测点。 度测点 如图所示。插入90％深度 处的温度T1 泛指直接接触蒸汽 并进行热交换的相应阀体(缸体) 温度，插入50 %深度处的温度 Tm泛指相应阀体(缸体) 的平均 温度。由于热传导的延迟，Tm 的变化总会慢于T1 的变化，从 而存在温差 这一温差的大小 而存在温差，这 温差的大小， 即表示应力的大小。
汽轮机监视系统
Turbine generator
Turbine feedwater pump
瑞士Vibro-meter VM600系统
通过对关键设备的监测和保护来提高 电厂的安全性。当设备遇到潜在的灾 难性损坏时，使用这套系统使损失最 小化来降低企 的成本 小化来降低企业的成本。 主要监视的信号： 振动监视 轴向位移监视 绝对膨胀监视
温度裕度（Margin）的计算
缸体 转子
高速旋转的转子温 度是通过仿真计算的方 法来获得的。汽缸内缸 的温度来近似表示转子 表面的温度Ta ，计算转 子动叶根部的温度作为 转子平均温度，也用 Tm 表示，另外再计算 转子中心的温度Tax 。 转子表面温度Ta 和转子 平均温度Tm 的差值就 表示转子应力的大小。 表示转子应力的大小 当汽轮机处于启停或变负荷等不稳定工况下，因蒸汽温度的波动 才有可能引起部件的温度变化，产生温差。因此在这些阶段，通过温 度裕度来决定或限制机组转速和负荷的变化速率，就能达到控制热应 力的目的。