[发明专利]目标角调节的耦合过程

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于耦合器使流体机械的驱动轴与输出 轴相耦合的方法。

背景技术

在GuD发电厂(燃气和蒸汽发电厂)中，作为驱动装置类型提 供燃气涡轮机和蒸汽涡轮机。燃气涡轮机和蒸汽涡轮机是流体机械。 所述GuD发电厂通过其短暂的起动时间在较短的时间里提供大量的 能量。燃气涡轮机和蒸汽涡轮机的组合以良好的效率并且在不同的初 级载能体以及整个涡轮机组的运行特性方面具有高灵活性的同时产 生电能。

燃气及蒸汽回路为提高效率在一个系统中相连接。利用燃气涡轮 机的热废气，在废热锅炉中产生水蒸汽，该水蒸汽在蒸汽涡轮机中(三 压过程)提供机械的力矩。这种组合在产生电能的过程中将效率从大 约36％比如提高到57％。这样的设备示范性地在图1(在蒸汽涡轮机 和同步发电机之间带有SSS-耦合器的单轴GuD设备的原理草图)中 示出。所述示范性的GuD单轴设备具有燃气涡轮机1、发电机2、激 励器3、耦合器4和蒸汽涡轮机5。

在图1中示范性地研究的单轴设备中，燃气和蒸汽涡轮机与仅仅 一台发电机处于共同的轴系上。在此省去了第二发电机及其所属的部 件，由此能够在投资费用方面节省大约10％。

为了能够尽可能好地利用燃气涡轮机的优点，首先将所述蒸汽涡 轮机与轴系分开。在工作温度时，所述蒸汽涡轮机能够几乎不依赖于 发电机的负荷状态通过耦合器比如通过同步自换档的超越齿式耦合 器(SSS-操纵耦合器)来进行耦合。

所述燃气涡轮机和发电机系统在此具有同步的转速。如果所述蒸 汽涡轮机超过这个转速，那么它就通过螺纹自动地得到耦合并且随后 能够将功率传输给所述发电机。所述涡轮机组的总功率大约有三分之 二分配到燃气涡轮机上并且三分之一分配到蒸汽涡轮机上。

在稳定的耦合的带负载运行中，获得所测量的轴和轴承振动与部 分轴系彼此间的相对的角度位置的依赖关系，这不依赖于是否涉及在 50Hz或者60Hz运行的机器。在此，在特定的角度位置上超过轴承振 动和轴振动的允许的极限值。

在所述耦合器前后的弯曲振动的测量以及所属的耦合角的测量 可以用作对有利的和不利的位置进行识别的基础。

不仅所述燃气涡轮机的转速/功率调节器而且所述蒸汽涡轮机的 转速/开口调节器都有PI-结构。如在图2(所述燃气及蒸汽涡轮机调 节器的基本结构)中可以看出的一样，其它的调节器7通过中央的最 小值选择6起作用。在图2中将功率额定值8、开口额定值9、功率 实际值10、开口实际值11、转速额定值12以及转速实际值13输入 给所述基本结构，其中将信号12和13输入给死带(Totband)14。 所述基本结构产生阀门位置实际值15，其中考虑静力学(Statik)k1、 频率变化k2的影响和功率额定值变化k3的影响。

关于单轴设备的示范性调节的一览图在图3(所述GuD单轴设 备的一览图)中示出。在所述燃气涡轮机的额定工作状态中的耦合过 程仅仅通过所述蒸汽涡轮机的转速调节器来确定。因为所实施的模拟 由此在很大程度上不依赖于其余的调节器参量，所以在此主要探讨蒸 汽涡轮机转速调节器。

所述转速/开口调节器的任务是，根据预先给定的用于所述转速 和开口的额定值对由所述废热锅炉产生的并且流入所述蒸汽涡轮机 中的蒸汽量进行调节。在此涉及2-参量-调节器，该2-参量-调节器为 以下运行情况调节所述涡轮机组的转速和功率：

-所述蒸汽涡轮机的起动

-与所述燃气涡轮机的轴系的耦合

-涡轮机的加载

-卸载和单独运行

-涡轮机的停机。

各个开口额定值的输出信号在开口额定值形成中彼此联结并且 触发所属的位置调节装置，每个位置调节装置通过伺服阀来使电液的 驱动装置(EHA)定位，所述电液的驱动装置(EHA)又操纵所属 的调节阀。

此外每个调节阀或者说调整阀瓣(Stellklappe)(新蒸汽、回收 蒸汽和输入蒸汽)都有驱动装置单个触发装置，通过该驱动装置单个 触发装置可以限制各个调节阀或者说调整阀瓣。