[科普中国]-中间再热式汽轮机

中间再热式汽轮机工作原理：进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后，被全部抽出送往锅炉的再热器进行加热，然后返回汽轮机继续膨胀做功。对于中间再热式汽轮机而言，与凝汽式汽轮机、调整抽汽式汽轮机等相比，它们之间的唯一不同就是中间再热式汽轮机多出一个中间再热系统，该系统非常庞大。并且经过再热系统处理过的蒸汽通过中低压缸所发出的功率，是整机功率的三分之二，所以汽轮机在甩负荷时会由于该原因而出现严重超速的现象。

简介对于中间再热式汽轮机而言，与凝汽式汽轮机、调整抽汽式汽轮机等相比，它们之间的唯一不同就是中间再热式汽轮机多出一个中间再热系统，该系统非常庞大。并且经过再热系统处理过的蒸汽通过中低压缸所发出的功率，是整机功率的三分之二，所以汽轮机在甩负荷时会由于该原因而出现严重超速的现象。可见深入了解中间再热式汽轮机液压调节系统的工作原理非常必要1。

汽轮机甩负荷后出现超速问题的原因具体而言，汽轮机在甩负荷后会出现超速问题，不外是由于以下几点原因造成的：第一，在甩负荷时夹住了配汽机构，无法顺利关闭调节汽阀，于是进汽量就远远超出维持空转所需的蒸汽量，阻力矩与动力矩相比过小，汽轮机组的转速就会快速提高，最终造成机组超速；第二，同步器、错油门或者压力变换器等部件的滑阀，在甩负荷时被夹住，导致油动机无法将调节汽阀及时关闭，从而汽轮机中进入大量的蒸汽，阻力矩大幅小于动力矩，汽轮机的转速上升最终超速；第三，抽汽阀、抽汽逆止阀在甩负荷时未及时关闭，汽轮机中有抽汽管路中的蒸汽倒入，阻力矩大幅小于动力矩，造成机组超速；第四，调节汽阀的严密性较大，维持汽轮机空转所需的蒸汽量不足，漏汽量过大，主蒸汽管道中的蒸汽都流入汽轮机，造成机组超速；第五，抽汽机组调节系统中，反调装置出现故障问题，在甩负荷抽汽压力有所下降时，调节系统受到反调作用的影响，开大了调节汽阀，最终造成机组超速。

中间再热式汽轮机液压调节系统的工作原理中间再热式汽轮机液压调节系统的前身是旋转阻尼器液压调节系统，这种调节系统所采用的是分缸调节的模式。高压缸的调节汽门是由高压油动机予以控制的；而中低压缸调节汽门则由中低压缸油动机进地控制。二次油压经过放大器的放大会分为两路，其中一路与中低压缸上的继动器相连通，对三次油压以及中低压缸的调节汽门等进行控制；另外一路则直接进入动态校正器下部的波纹管，被动态校正后再与高压缸上部的继动器相连通，然后实现对高压调节汽门的控制。当汽轮机处于正常动行状态时，要将校正器的进口阀门与出口阀门均打开，另外一个阀门则关闭，这种情况下调节系统受到动态校正油压的作用；如果汽轮机处于非正常状态，则要将进、出口阀关闭，将另外一个阀门打开，二次油压经过放大后会经过该阀门与高压缸油动机上部的继动器相连通。不过当汽轮机处于这种运行状态时，二次没压的动态校正作用就没有了。这种联接形式即为动态校正器的旁路系统，其能够提高动态校正器的灵活性，当其发生故障或者无法投入工作时，调节系统可能不受影响的继续工作。

如果动态校正器处于正常的工作状态，这种调节系统具体的工作过程为：外界的负荷如果有所提高，机组的转速会相应的降低，此时一次油压会随之降低，二次油压会相应的提高。当二次油压作用于动态校正器时，会在其上产生一个动态校正增量，将校正油压输出。较正油压会提高高压缸油动机上的继动器活塞下降的速度，也会减小对三次油压进行控制的蝶阀的间隙，三次油压升高。从而高压缸油动机的活塞开始向上运动，而错油门滑阀则向下移动，此时高压缸调节汽门就会快速的打开，机组所发出的功率也会相应的增加，直到适应外界的负荷要求。在这一过程不仅动态校正油压不断的降低，直到等于二次油压，而且因为油动机是向上运动的，受到杠杆反馈的作用，继动器的活塞会慢慢升高，一直升至新负荷与二次油压稳定在对应的静态工作点，才会全部结束整个调节过程。如果外界负荷有所降低，则调节系统的动作流程则刚好与上述内容相反2。

机组的主同步器此外，机组的主同步器还有另外一种作用，即当系统处于单机运行的状态，机组的转速就会发生改变，并网运行后可以对机组的负荷进行改变。操作辅助同步器可以进行机组超速试验。机组的逐步提速是由机组的起动系统完成的，其转速可达到每分钟2800转；这个速度还可以用同步器将其提升为每分钟3000转，其与电网频率同步、并网、加负荷，最终完成整个起动。

机组的液压保护系统汽轮机的液压保护系统主要包括几个部分：危急遮断装置、电超速保安装置、超速保护装置等等。液压保护系统的主要作用主要体现在以下几个方面：第一，如果机组处于超速或者故障状态时，保护系统可以保证其马上停机，其包括电动、手动以及超速三套脱扣装置；第二，当汽轮机甩负荷时保护系统可以保证机组维持空转的状态。不过单纯的液压保护系统无法完全经得起甩负荷，因此要对其进行改进。可以增设一个液压加速器，其主要目的有两个：一方面当机组负荷转速飞升的加速度大于120r/(min·s-1)且其转速上升的速度大于额定转速时，液压加速器会开始动作，将调节汽门的控制油压完全泄去，并把高压调节汽门与中低压调节汽门同时关闭。在闭合5秒左右以后，即完全结束液压加速器的作用，此时高压调节汽门与中低压调节汽门可以重新开启。另一方面，如果机组的转速提高，即使其加速度未超出额定转速，其转速超出额定转速7%时，液压加速器同样会将调节汽门完全关闭，直至转速小于额定转速的7%，再将调节汽门再次打开。此外，在甩100%负荷时，为了保证机组可以维持空负荷运行状态不变，可以将电超速保护装置进行相应的改进，促使该装置在动作后，不但可以将中压油动机的控制油泄去，而且可以往中压油动机继动器活塞下充压力油，使得中压调节汽门加快关闭的速度。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学