锅炉给水汽轮机调速系统中压力调节阀的仿真研究

2010年7月第38卷第13期机床与液压MACHINET00L&HYDRAULICSJu1．201OVo1．38No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．13．041锅炉给水汽轮机调速系统中压力调节阀的仿真研究宋伟，倪平，马新勇，周华(1．浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭-I'1310027；2．中国船舶重工集团公司第七0四研究所，上海200031)摘要：分析锅炉给水汽轮机调速系统中压力调节阀的工作原理和静态工作特性，建立压力调节阀的AMESim仿真模型，选取实际工况的3个工作点做了仿真分析，获得的试验结果与仿真结果基本一致。关键词：汽轮机调速；压力调节阀；给水调节中图分类号：TG156文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)13—137—3SimulationandResearchofPressureRegulatorValveinBoilerFeed-waterTurbineGoverningSystemSONGWei，NIPing．MAXinyong．ZHOUHua(1．StateKeyLaboratoryofHuidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity，HangzhouZhejiang310027，China；2．No．704ResearchInstituteofChinaShipbuildingIndustryCorporation，Shanghai200031，China)Abstract：Theoperationprincipleandstaticqualityofthepressureregulatorvalveinboilerfeed—waterturbinegoverningsystemwereanalyzed．BasedonAMESim，thesimulationsofthevalveonthreeoperationpointswereaccomplished．Theresultsoftheper—formancearepresented，whichbasicallymatchtheexperimentalones．Keywords：Turbinegoverning；Pressureregulatorvalve；Feed—waterregulation锅炉给水自动调节是根据锅炉负载工况及时地调节给水泵转速，使给水泵输出流量追踪锅炉的蒸发量，维持锅炉内水位在允许范围内波动，保证锅炉的正常工作¨。作者所介绍的锅炉给水系统是利用锅炉产生的蒸汽作为动力源，采用汽轮机驱动给水泵，通过对汽轮机的调速实现对锅炉给水的自动调节。1锅炉给水汽轮机调速系统l一蒸汽调节阀2一汽轮机卜给水泵4一给水调节阀5__锅炉图1汽轮机调速系统原理图锅炉给水系统中的汽轮机调速系统原理如图1所示。给水泵3由汽轮机2驱动向锅炉5给水，给水调节阀4调节给水流量，压力调节阀感受给水调节阀前后压差，输出两路压差一定的压力信号，控制蒸汽调节阀1的阀口开度，改变汽轮机2进气量，实现对汽轮机的调速，进而达到对锅炉给水自动调节的目的。压力调节阀是汽轮机调速系统中的关键元件，其输出压差过大，会造成蒸汽调节阀阀口开度过大，导致汽轮机升速过快，锅炉给水量超调；输出压差过小，则汽轮机进气量不足，不能及时地提高汽轮机转速，锅炉给水量过少，锅炉水位下降。压力调节阀根据锅炉水位的要求，调节汽轮机转速，维持锅炉内的水位，保证锅炉的正常工作。2压力调节阀的静态特性2．1压力调节阀的工作原理压力调节阀的工作原理如图2所示。压力调节阀主要包括波纹管、杠杆、调节弹簧和控制阀4部分。波纹管接收给水调节阀阀前压力P和给水调节阀阀后压力P，与调节弹簧共同作用来控制杠杆的位移，调节杠杆末端的控制阀阀口开度，进而输出两路压力为P和一厂_t}波纹管l波纹管2ipz图2压力调节阀的工作原理图收稿日期：2010—04—23作者简介：宋伟(1984一)，男，博士研究生，主要从事液压传动、电液比例控制方面的研究。电话：13588493911，E—mail：songwei—zju@163．con。·138·机床与液压第38卷P的压力水，控制蒸汽调节阀阀口开度。2．2压力调节阀的静态特性锅炉工况可用锅炉内蒸汽压力来表征，忽略锅炉水位变化的影响，蒸汽压力与给水调节阀阀后压力的差值恒定。为了分析方便，作者用给水调节阀阀后的压力来表征锅炉工况。给水调节达到稳态后，汽轮机的转速、给水调节阀前后压差都基本恒定，与锅炉工况相对应。因此可用给水调节阀前后压差与给水调节阀阀后的压力(即锅炉工况)之间的关系来表征压力调节阀的静态特性。压力调节阀工作在静态时，杠杆处于中间位置，控制阀的两个阀口开度相同，两路压