EH油系统组成及工作原理

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EH油系统组成及工作原理
汽机EH油系统
DEH(Digital Electro-Hydraulic)最基本的功能: 并网前,控制汽机转速 并网后,控制功率和主蒸汽压力
EH油系统功能:为DEH系统提供液压油。 EH油(抗燃油):随着汽轮发电机组容量的不断增大,蒸
汽压力、温度不断提高,控制系统为了提高动态响应而采用 高压控制油,在这样情况下,为防止火灾而不能采用传统的 透平油作为控制系统的介质。所以EH系统国产化设计的液 压油为磷酸酯型抗燃油。其正常工作温度为20-60℃。
油压,当油压高于整定值时,将油送回油箱,确保系统正 常地工作。 d. 两个截止阀,正常全开,装在单向阀之后的高压管路上, 手动关闭其中的一个阀门,只隔离双泵系统中的一路,不 影响机组的运行,以便对该路的滤油器、单向阀以及泵等 进行在线维修或更换。
一、供油装置
其他附件 自循环滤油系统:在机组正常运行时,系统的流量较小故
一、供油装置
油箱
该油箱的容量设计满足1台大机和2台 50%给水泵小机的 正常控制用油。考虑抗燃油内少量水份对碳钢有腐蚀作用, 设计中油管路全部采用不锈钢材料,其他部件尽可能采用 不锈钢材料。油箱板上有液位开关、磁性滤油器、控制块 组件等液压元件。另外,油箱的底部安装有一个加热器, 在油温低于20℃时应给加热器通电,提高EH油温。
滤油效率较低。为了保证油系统的清洁度,使系统长期可 靠运行,在供油装置中增设独立自循环滤油系统。油泵从 油箱内吸入EH油,经过过滤器回油箱。 自循环冷却系统: 供油系统除正常的系统回油冷却外, 还增设一个独立的自循环冷却系统,以确保在非正常工况 (例如:环境温度过高)下工作时,油箱油温能控制在正 常的工作温度范围之内。 磁性过滤器:一组永久磁钢组成的磁性过滤器,以吸取EH 油中的铁金属垃圾,同时整套滤器可拿出来清洗及维护。 冷油器: 冷却水在管内流过,而系统中的油在冷油器外壳 内环绕管束流动。冷却水由冷油器循环冷却水的出口处的 电磁水阀控制。 电器箱: 电器箱内装有接线端子排及压力开关组件。
滤网
为了保证经过伺服阀的油的清洁度,以确保阀中 的节流孔、喷嘴和滑阀能正常工作,所有进入伺 服阀的高压油均先经过一个滤网。在正常工作条 件下,滤网要求每6个月更换一次。
二、执行机构
伺服阀是一 个力矩马达 和两级液压 放大及机械 反馈系统所 组成。第一 级液压放大 是双喷嘴和 挡板系统; 第二级放大 是滑阀系统。
二、执行机构
开关型执行机构 对于开关型执行机构,阀门在全开或全关位置上工作。 执行机构安装于阀门弹簧操纵座上,它的活塞杆与阀门活
二、执行机构
伺服阀原理:
当有欲使执行机构动作的电气信号由伺服放大器输入时,则伺服阀力 矩马达中的电磁铁线圈中就有电流通过,并在两旁的磁铁作用下,产 生一旋转力矩使衔铁旋转,同时带动与之相连的挡板转动,此挡板伸 到两个喷阻中间。在正常稳定工况时,挡板两侧与喷阻的距离相等, 使两侧喷阻的泄油面积相等,则喷阻两侧的油压相等。当有电气信号 输入,衔铁带动挡板转动时,则挡板移近一只喷咀,使这只喷咀的泄 油面积变小,流量变小,喷咀前的油压变高,而对侧的喷阻与挡板间 的距离变大,泄油量增大,使喷阻前的油压力变低,这样就将原来的 电气信号转变为力矩而产生机械位移信号,再转变为油压信号,并通 过喷阻挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷咀前油压与下部滑阀的两 个腔室相通,因此,当两个喷阻前的油压不等时,则滑阀两端的油压 也不相等,两端的油压差使滑阀移动并由滑阀上的凸肩控制的油口开 启或关闭,以控制高压油通向油动机活塞下腔,克服弹簧力打开汽阀, 或者将活塞下腔通向回油,使活塞下腔的油泄去,由弹簧力关小或关 闭汽阀。为了增加调节系统的可靠性,在伺服阀中设置了反馈弹簧并 在伺服阀调整时设有一定的机械零偏,这样,假如在运行中突然发生 断电或失去电信号时,借机械力量最后使滑阀偏移一侧,使伺服阀主 阀芯负偏,汽阀亦关闭。
其作用是当运行中欲检修此执行机构时,必须关闭此执行 机构的截止阀,使油动机活塞下的油压降低或消失,这时 其它执行机构仍在正常工作。该逆止阀的作用是阻止危急 遮断油母管上的油倒回到油动机。另一只逆止阀是通向回 油母管,该阀的作用是阻止回油管里的油倒流到检修的执 行机构各个部分。 关断阀 机械式,用于快速切断油动机进油,避免系统油压因油动 机快关的瞬态耗油而下降
一、供油装置
其他附件
抗燃油与再生装置:抗燃油再 生装置是一种用来储存吸附剂 和使抗燃油得到再生的装置 (使油保持中性、去除水份 等)。该装置主要由硅藻土滤 器和精密滤器(即波纹纤维滤 器)等所组成。EH油系统中 的水分,会使磷酸脂抗燃油水 解,并给油质的再生处理带来 困难,同时其水解产物对磷酸 脂的水解过程又是极强的催化 剂。因此,必须在运行中用抗 燃油再生系统来控制油的酸值, 防止系统中酸性分解物的增加。
一、供油装置
工作原理 由交流电机驱动高压柱塞泵,通过油泵吸入滤网将油箱中
的抗燃油吸入,从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向 阀流入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到 各执行机构和危急遮断系统。 泵输出压力可在0-21MPa之间任意整定。油泵启动后, 油泵以全流量向系统供油,同时也给蓄能器充油,当油压 到达系统的整定压力(14 MPa±0.5MPa)时,高压油推 动恒压泵上的控制阀,控制阀操作泵的变量机构,使泵的 输出流量减少,当泵的输出流量和系统用油流量相等时, 泵的变量机构维持在某一位置,当系统需要增加或减少用 油量时,泵会自动改变输出流量,维持系统油压在整定压 力。当系统瞬间用油量很大时,蓄能器将参与供油。 溢流阀(17 MPa±0.5MPa)在高压油母管压力超压时动 作,起到过压保护作用。 各执行机构的回油通过压力回油管先经回油滤油器回至油 箱。
二、执行机构
控制型执行机构 的主要部件:
截止阀 滤网 伺服阀 位移传感器 快速卸荷阀 逆止阀
二、执行机构
执行机构的主要部件简要说明:
截止阀
供到执行机构的高压油均经过此阀到伺服阀去操 作油动机,关闭截止阀便切断高压油路,使得在 汽轮机运行条件下可以停用此路执行机构,以便 更换滤网、检修或调换伺服阀、快速卸荷阀和位 移传感器等,该阀安装在液压块上。
二、执行机构
电-液伺服执行机构是DEH控制系统的重要组成部分之一, 阀门开启由抗燃油压力来驱动,而关闭是靠操纵座上的弹 簧力。执行机构的油缸,属单侧进油的油缸,液压油缸与 一个控制块连接,在这个控制块上装有隔离阀、快速卸荷 阀和逆止阀等。加上不同的附加组件,可组成二种基本形 式的执行机构(即开关型和控制型执行机构)。
三、危急遮断系统:为了防止汽轮机在运行中因部分设备 工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故,在机组上 装有危急遮断系统。危急遮断系统监视汽机的某些运行参 数,当这些参数超过其运行限制值时,该系统就送出遮断 信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。
一、供油装置
主要功能
提供控制部分所需要的液压油及压力,同时 保持液压油的正常理化特性和运行特性。它 由油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤 器、溢流阀、蓄能器、冷油器。EH端子箱 和一些对油压、油温、油位的报警、指示和 控制的标准设备以及一套自循环滤油系统和 自循环冷却系统所组成。
二、执行机构
快速卸荷阀: 快速卸荷阀安装在油动机液压块上,它主要作用 是当机组发生故障必须紧急停机时或在危急脱扣装置等动作使危 急遮断油泄油失压后,可使油动机活塞下腔的压力油经快速卸荷 阀快速释放,这时不论伺服放大器输出的信号大小,在阀门弹簧 力作用下,均使阀门关闭。
二、执行机构
逆止阀 有两个逆止阀装在液压块中,一只是通向危急遮断油总管,
油泵
考虑系统工作的稳定性和特殊性,EH油泵采用高压变量柱 塞泵,并采用双泵并联工作系统,当一台泵工作,则另一 台泵备用,以提高供油系统的可靠性,二台泵布置在油箱 的下方,以保证正的吸入压头。
一、供油装置
控制块
控制块安装在油箱顶部,它由下列部件组成: a. 四个滤芯,每个滤芯均分开安装及封闭。 b. 二个单向阀装在每个泵的出口侧高压油路中。 c. 二个溢流阀位于单向阀之前的高压油管中,它用来监视
二、执行机构
位移传感器(LVDT) 线性位移传感器是由芯杆、线圈、外壳等所组成。 位移传感器是用差动变压器原理组成的位移传感
器。内部稳压、振荡、放大线路均采用集成元件, 故具有体积小、性能稳定,可靠性强的特点。当 铁芯与线圈间有相对移动时,例如铁芯上移,次 级线圈感应出电动势经过整流滤波后,便变为表 示铁芯与线圈间相对位移的电气信号输出,作为 负反馈。在具体设备中,外壳是固定不动,铁芯 通过杠杆与油动机活塞杆相连,输出的电气信号 便可模拟油动机的位移,也就是汽阀的开度,为 了提高控制系统的可靠性,每个执行机构中安装 二个位移传感器。
系统的组成按其功能可分为三大部分:
一、供油系统:EH供油系统由供油装置、抗燃油再生装置 及油管路系统组成。
二、执行机构 : 电-液伺服执行机构是DEH控制系统的重 要组成部分之一,阀门开启由抗燃油压力来驱动,而关闭 是靠操纵座上的弹簧力。执行机构的液压油缸与一个控制 块连接,在这个控制块上装有隔离阀、快速卸荷阀和逆止 阀等。加上不同的附加组件,可组成二种基本形式的执行 机构(即开关型和控制型执行机构)。
另外,在油动机快速关闭时,为了使蒸汽阀碟与阀座的冲 击应力保持在允许的范围内,在油动机活塞尾部采用液压 缓冲装置,可以将动能累积的主要部分在冲击发生的最后 瞬间转变为流体的能量。
在引进型300MW汽轮机液压控制系统中,按执行机构的 控制对象可分为高压主阀执行机构(共2套),高压调节 汽阀执行机构(共4套),中压调节汽阀执行机构(共2套) 以及中压主汽阀执行机构(共2套)、供热蝶阀执行机构 (共1套)。除左侧高压主汽阀、中压主汽阀执行机构为 开关型执行机构外,其余均为伺服(控制型)执行机构。
二、执行机构
控制型(亦称伺服பைடு நூலகம்)执行机构:控制型执
行机构可以将汽阀控制在任意的中间位置上,成
比例地调节进汽量以适应需要。
二、执行机构
工作原理: 经计算机运算处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号由
伺服放大器放大后,在电液转换器(伺服阀)中将电信号 转换成液压信号,使伺服阀主阀移动,使高压油进入油动 机活塞下腔,油动机活塞向上移动,经杠杆带动汽阀使之 启动,或者是使压力油自活塞下腔泄出,借弹簧力使活塞 下移关闭汽阀。当油动机活塞移动时,同时带动两个线性 位移传感器,将油动机的位移转换成电信号,作为负反馈 信号与前面计算机处理送来的信号相加,在原输入信号与 反馈信号相加的信号为零后,这时伺服阀的主阀回到中间 位置,不再有高压油通向油动机下腔或使压力油自油动机 下腔泄出,此时汽阀便停止移动,并保持在一个新的工作 位置。 在执行机构的集成块上各有一个卸荷阀,在汽轮机发生故 障需要迅速停机时,安全系统便动作使危急遮断油失去, 并将快速卸荷阀打开,迅速泄去油动机活塞下腔中压力油, 在弹簧力作用下迅速地关闭相应的阀门。
硅藻土过滤器作用:降低EH 油酸度,但容易产生杂质。
波纹纤维过滤器作用:过滤机 械杂质。
一、供油装置
其他附件 蓄能器:有高压蓄能器和低压蓄能器, 高压蓄能器根据系
统设计不同作用也不同,一般来讲高压蓄能器就是吸收压 力的高频脉动分量,维持油压平稳,当系统用油量大时参 与供油,当油泵或系统出现故障时减缓压力降低速度; 而 低压蓄能器则是:当汽轮机甩负荷时在油动机弹簧的压缩 下油动机内的抗燃油大量排出,低压蓄能器用以吸收并暂 时储存这些泄油,以使汽机各进汽阀迅速关闭。有的电厂, 泵出口高压蓄能器与油泵交替向油动机供油,当蓄能器供 油时泵仅在很低的压力下工作,节约了能源又延长了油泵 的寿命,当蓄能器压力下降后,泵再给抗燃油母管和蓄能 器充压。蓄能器通过一个蓄能器块与油系统相连,蓄能器 块上有二个截止阀,此二阀组合使用能将蓄能器与系统隔 绝并放掉蓄能器中的高压EH油至油箱,对蓄能器进行试验 与在线维修。 温度控制回路、浮子型液位报警装置、回油过滤器、油管 路系统等
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