因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发电机组根据用 户要求，供给所需电力，并保证电网频率稳定在一定范围之内。
（3）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时，转子、叶轮、
叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。
转速增加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使 部件破坏，出大事故。
图1
二、汽轮机的功率调节方式
汽轮机运行时，其输出功率必须与外界负荷相适应。改变汽轮机功率，可通 过改变蒸汽在叶栅通流部分的焓降和改变进汽量。目前常用的调节方式有节流调 节、喷嘴调节和滑压调节三种调节方式。
1、节流调节
采用节流调节的汽轮机，其全 部蒸汽通过一个或几个同时启闭的 阀门，进入汽轮机的第一级，调节 汽门后的压力即为汽轮机的进口压 力。这种调节方式主要是用改变调 节汽阀开度的方法对蒸汽进行调节， 改变汽轮机进汽压力，从而使蒸汽 流量及焓降改变，以适应外界负荷 变化。在部分负荷运行时，阀后压 力决定于流量比，进汽温度基本保 持不变。
这样一来，可以写成：
转子运动方程：
M M 0 t e
d Ip M e M t d t
机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加速度。
4、调速系统的功能：
蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图1所示：当转速n增加时，
蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速n减小时，蒸汽主力矩增加，发 电机反力矩减小。 A点是两力矩平衡状态点：曲线1、2之交点。
2、 喷嘴调节 将汽轮机高压缸的第一级设为调节级，并将该级的喷嘴分成 4组或更多组。每一喷嘴组由1个独立的调节汽门供汽，当汽轮 机负荷改变时，依次开启或关闭调节汽门，以调节汽轮机的进 汽量，这种调节进汽的方法称为喷嘴调节。
1-自动主汽门 2-调节汽门
(a)全机示意图，(b)调节级示意图
3、滑压运行 滑压运行：在单元机组中，汽轮机的调节汽门全开或开度不变， 根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量，给水量和空气量，使锅 炉出口汽压和流量随负荷而变化，且出口蒸汽温度不变的运行 方式。 特点： ①汽轮机的进汽压力随外界负荷增减而上下滑动，有时 也称变压运行； ②汽轮机的进汽温度维持额定值不变； ③提高机组运行可靠性； ④部分负荷下经济性较高。
n
调节系统 静态特性 n2 n1
x
传动放大机 构静态特性 配汽机构静 态特性
2、调速系统的任务：
（1）满足用户足够的电力（数量、质量）； （2）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。 * * 除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速
保护、轴向位移保护等）。
3、汽轮发电机组转子运动方程式：
机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机反力 矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零，通常，摩擦力矩很小，
汽轮机调节系统
第一节 汽轮机调节系统概述
一、汽轮机自动调节系统的任务：
1、汽轮机为什么必需具备自动调节系统？
电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用户 要求，即在数量、质量要求同时满足用户要求。
（1）数量要求：用户对发电量的要求。这就是要求电力负荷根 据用户要求来调整发电大小，以满足用户要求。 （2）供电质量要求：供电质量就是指频率和电压。其中，电压 可以通过变压器解决。电网频率则直接取决于汽轮机的转速。 转速高则频率高，转速低则频率低。
三、调节系统的基本工作原理及组成
• 1、直接调节系统（利用调速器重锤的位移直接 带动调节阀）
• 2、间接调节系统（调速器带动的不是调节汽阀， 而是错油门，将调速器滑环的位移在能量上加以放 大）
间接调节系统示意图 1-调速器；2-杠杆；3-油动机；4-调节汽阀；5-错油门
• 活塞的运动由错油门滑阀位移引起的，而活塞位移又反过来 又影响错油门滑阀位移的作用称为反馈。 • 这种反馈是要抵消调速器对滑阀的作用的，故称为负反馈。 • 反馈的目的是使调节系统稳定，它是调速系统中不可缺少的 组成部分。
线。
(一)四方图
通过试验或计算得到各组成环节的静态特性曲线后，用作图的方法
求取调节系统的静态特性 四象限图中各参数正方向的规定：转速、功率、油压均以增加方向 为正；油动机形行程以功率增加方向为正；调速器滑环、压力变换器 活塞、碟阀等部套以转速增加的位移方向为正。
图4－9
转速感受机 构静态特性
调速系统的四象限图
(1) 当外界负荷减少时，反力矩由曲线2
变到曲线2’，而主力矩曲线1不变。其 工作点 由A移到B，机组转速由（自平 衡能力：当不考虑调速系统的功能作用 下，负荷变动时，机组能自动保持平衡 状态的能力）。 (2) 当调速系统动作，减小进汽量，主 力矩曲线由1 变为1’，与反力矩曲线2’
交于C点，机组转速变为接近）。
四、汽轮机调节系统的型式 汽轮机调节系统按其结构特点可划分为两种型
式即液压调节系统和电液调节系统。
1、液压调节系统 2、电液调节系统
•
•
(1)模拟电液调节系统
(2)数字电液调节系统
3、典型液压调节系统
（1）具有高速弹性调速器的液压调节系统
2、径向泵液压调节系统
1-径向泵；2-压力变换器；3-滑阀；4-油动机； 5-调节阀；6-反馈油口；7-传动杠杆
3、旋转阻尼液压调节系统
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； 13-可调支点；14-固定支架；15-反馈杠杆
第二节 调节系统特性
一、汽轮机调节系统静态特性
稳态时汽轮机的功率与转速之间的一一对应关系称为调节系统的 静态特性，而描述功率与转速关系的曲线称为调节系统的静态特性曲
间接调节系统方框图
3、自动调节系统的组成部分：
• （1）转速感受机构。用来感受转速的变化，并将转速变 化2）传动放大机构。处于转速感受机构之后、配汽机构
之前的，起着传递和放大作用的调节机构。 • （3）配汽机构。接受由转速感受机构通过传动放大机构 传来的信号，并能依次来改变汽轮机进汽量的机构。 • （4） 调节对象。汽轮发电机组。