EH油系统组成及工作原理

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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）。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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）。
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，
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℃。
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
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。
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
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
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。
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
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
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。
二、执行机构
控制型（亦称伺服型）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。