上海水泵集团技术之调速器与控制系统上海水泵集团有限公司

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上海水泵集团技术之调速器与控制系统

调速系统是对转速非常敏感的控制系统，它对汽轮机来说是必不可少的。汽轮机的转速高低取决于流经汽轮机的蒸汽流量的大小，而蒸汽流量又取决于调节阀的开度。泵所需要功率的变化和汽轮机进汽状态或排汽状态的变化，都会引起汽轮机转速的变化。此时调速系统立即作出反应来校正汽轮机的转速。

控制系统与调速系统不同，它对转速变化并无直接的敏感性，但它能对泵或泵系统的压力变化作出反应，并重新调整汽轮机调节阀的位置，以保持原先给定的压力值。因此，只有当控制器感受到压力变化之后，汽轮机调节阀或单独安装的汽阀才能因汽轮机蒸汽状态的改变或泵所需功率的变化来重新定位。

甚至可以说，一旦控制系统趋于完备，调速系统也就一切就绪了。为了使调速器起到应急事故调速器的作用，往往把它调整到能在比预定的运转速度稍高的速度下工作，这样当控制器引起汽轮机在超过额定转速下运行时它就阻止汽轮机达到超速脱扣的速度。

调速器系统按以下性能分类：

调速系速度范围% 最大的速最大速度最大速度

统等级（按规定值）度不等率% 变化%± 飞升%

A 10~65 10 0.75 13

B 10~80 6 0.50 7

C 10~80 4 0.25 7

D 10~90 0.50 0.25 7

速度范围用额定转速以下的百分数表示，在此范围内调速器可以调节转速。例如，汽轮机的额定转速是4000转/分，调速系统的调速范围为30%，那么汽轮机的最低转速为2800转/分。

4000 -	30×4000	=2800
	100

例如，如果调速范围规定为+5%~-25%，那么最大转速和最小转速就分别为4200转/分和3000转/分。

静态速度不等率是指当汽轮机的蒸汽状态保持不变而负载从额定值渐降低至空载时，调速系统关闭调节阀所要求的速度变化值。静志不等率总是以额定转速的百分比来表示的，其计算方法如下：

空载转速-额定转速	×100=%静态不等率
额定转速

因此

空载转速=额定转速	（1+	%静态不等率	）
		100

一台额定转速为4000转/分，配备有NEMA A型调速系统的汽轮机，最大空载转速为4400转/分。

4000×	（1+	10	）	=4400转/分
		100

因此，只要汽轮机的输出功率小于额定功率，转速就要大于额定转速，就要求调速系统改变调节阀的位置。

转速变化率以百分数表示，是指汽轮机在额定的转速，功率和蒸汽状态下正常运行时，调速系统所允许的转速波动总量。这就是所谓调速系统的“不灵敏度”。

转速变化率的计算公式为

最大转速-最小转速	×100=±%转速变化率
额定转速×2

额定转速为4000转/分，配备有NEMA A型调速系统的汽轮机，其最大转速变化率为±30%转/分。

4000×	±0.75	=±30转/分
	100

最大转速飞升是指当泵负载由额定值突然下降至空载功率，而泵仍然与汽轮机的轴联接在一起时，机组的瞬时转速的增长。突然失载后不久，调速系统就会使汽轮机的转速下降至空载转速。

最大转速飞升也可以用额定转速的百分数来表示，计算公式如下：

最大转速-额定转速	×100=±%转速飞升
额定转速

因此

最大转速=额定转速+	额定转速×%转速飞升
	100

一台汽轮机，额定转速为4000转/分，配备有NEMA A型调速器，其最大转速飞升为：

4000+	4000×13	=4520转/分
	100

超速脱扣装置的整定值应对调速系统的最大转速飞升加以考虑，它必须大于最大转速飞升值。推荐的整定值为；

调速器超速脱扣整定值

类型（额定转速的百分比）

A 115

B 110

C 110

D 110

一台汽轮机额定转速为4000转/分，配备NEMA A型调速器，超速脱扣系统在运行中的整定值为：

4000×	115	=4600转/分
	100

调速系统中的速度敏感元件通常是弹簧加载的旋转重锤装置。汽轮机转速发生变化时将引起重锤的移动，再通过适当的连结装置就能改变调节阀的位置。

速度敏感元件也可以采用其它对速度敏感的装置，如容积式油泵，微型发电机，或电磁脉冲信号发生器等。

回转重锤式调速系统是直接作用式的调速系统，属于（美国）全国电气制造商协会(NEMA)A型调速器类。直接作用的意思是，调速系统中的速度敏感元件还能提供改变调节阔位置所需要的动力。

NEMA之B型、C型、D型调速系统的敏感元件通过继动器或同服马达系统来改变调节阀的位置，而不是直接地驱动汽阀。所以为了改进调速系统的性能，就要求速度敏感元件必须做得更精确和更灵敏。