汽轮机液压系统控制专题

二动作（压力开关动作定值为7.8MPa），撑钩在弹簧力的作用下复位，即左图中所示的位臵，当压力信号存在后，
该信号使复位电磁阀失电，排除第一个腔室中的压力透平油，活塞在弹簧力的作用下回复原位臵，第二个腔室中的 活塞在弹簧力的作用下也向原位臵移动，但由于撑钩已经复位，将顶住第二个腔室中的右侧顶杆，实现机组机械挂 闸。行程开关ZS1再次由断开状态变为闭合状态，控制组态判断汽轮机挂闸成功。 压力开关组件由安装在高压安全油管路上的三只压力开关构成。它监测系统的安全油压，当安全油压降低至压力 开关的设定值时（通常为7.8Mpa），压力开关复位发讯，DEH装臵接受压力开关的复位信号，经三取二逻辑判断后， 发出汽机遮断指令。
液压私服系统
一、液压 伺服系统
设备说明
液压伺服阀系统:液压伺服阀系统是DEH控制的重要组成部分，它主要由操 纵座、油动机、LVDT组件等构成。 液压伺服系统的关键部件是油动机。油动机是汽轮机调节保安系统的 执行机构，它接受DEH控制系统发出的指令，操纵汽轮机阀门的开启和关 闭，从而达到控制机组转速、负荷以及保护机组运行安全的目的。 油动机的工作原理：液压伺服系统有两个功能：一是控制阀门的开度，二 是伺服机构、阀门系统的快速卸载，即阀门的快关功能。对于连续型油动 机，其阀门的开度控制是一个典型的闭环位臵控制系统。对于开关型油动 机其阀门的开度控制则是一个开环控制系统。现已连续（调节阀）油动机 为例加以说明。其液压原理左图所示。如当遮断电磁阀失电时，控制油通 过遮断电磁阀进入卸载（荷）阀上腔，在卸载阀上腔建立起安全油压，卸 载阀关闭；同时在安全油的作用下，切断阀（关断阀）打开，将压力油接 通至伺服阀，此时，油动机工作贮备就绪。计算机送来的阀位控制信号通 过伺服放大器传到伺服阀，使其通向负载的阀口打开，高压油进入油缸下 腔，使活塞上升并在活塞端面形成与弹簧相适应的负载力。由于位移传感 器（LVDT 2只，冗余配臵）的拉杆与活塞连接，所以活塞的移动便由位移 传感器产生位臵信号，改信号通过解调器反馈到伺服放大器的输入端，直 到与阀位指令相平衡，伺服阀回到零位，遮断其进油口和排油口，活塞停 止运动。此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号—液压 力—机械位移的转换过程。随着阀位指令信号有规律的变化，油动机不断 地调节蒸汽阀门的开度。卸载阀装在油动机的控制集成块上。正常工作时， 阀芯将负载压力、回油压力和安全油压力分开，当汽轮机组遮断时，卸载 阀上腔的安全系统动作，安全油压泄压，卸载阀在油动机活塞下油压的作 用下打开，油动机活塞下的油液通过卸载阀向油动机活塞上腔转移，多余 的油液则通过单向阀流回油箱。这是油动机活塞下油压的压力迅速降低， 油动机活塞在阀门操纵座弹簧紧力下迅速下降，使阀门快速关闭。油动机 自身关闭时间常数为0.15秒。 当需要油动机做快关试验（如OPC动作）时，可以通过每个油动机上得 这款电磁阀（或OPC母管上得OPC电磁阀）带电来实现。其过程同安全系 统动作类似。 当需要重新建立工作状态时，油路的设臵保证了先建立安全油，使卸 载阀关闭，油动机活塞下腔与回油通道切断，油动机就可以再次实现位臵 伺服控制。
汽轮机液压控制系统专题
生技部热工专业 田树鹏
主系统介绍
机组型号：东方汽轮机厂制造的单轴、高中 压合缸、亚临界、具有一次中间再热、双缸 排汽且采暖用可调整抽汽凝汽式汽轮机，其 型号为：C300\277-16.7\0.35\537\537。
目
一、液压伺服系统 二、汽轮机挂闸
录
三、遮断电磁阀组控制原理 四、汽轮机喷油试验 五、汽轮机液压系统控制电磁阀状态与定值 清单
三、遮断电磁阀组控制原理
基本设备示意图 设备说明
OPC保护：在机组运行的情况下，汽轮机转速达到3090转/分，OPC 超速限制保护动作，遮断电磁阀组中的5AYV、5BYV电磁阀带电动 作，使电磁阀对应的卸荷阀中的压力油泄压，超速限制油（蓝色线） 经过卸荷阀下端进入，油卸荷阀的侧面流出至有压排油管路，所有 调门遮断电磁阀同时也动作（见图：液压伺服系统中的12YV电磁 阀），将超速限制油排出，油动机中的高压抗燃油通过卸荷阀迅速 排出，调门关闭防止机组超速。 AST电磁阀组：AST电磁阀组作为DEH系统最终重要的保护项目之一 （如果机组保护动作需要跳闸，AST电磁阀失电、3YV停机电磁铁带 电及手动打闸三种基本方式保证遮断EH油系统），它采用四取二串 并联结构，并可通过对设臵在前后两组卸荷阀中部的两只压力开关 （PS4、PS5）的监测，在线对电磁阀、卸荷阀分别进行活动试验。 为保证汽机在失去保安电源的情况下能迅速遮断汽轮机，高压遮断 模块的电磁阀一般都采取正常运行时长期带电，失电则跳机的方式。 串并联方式动作：如右图所示：7YV、9YV并联称为A组，6YV、 8YV并联称为B组，A组与B组串联就组成“四取二串并联”结构， 动作方式如下，A组中的任意一个电磁阀与B组中的任意一个电磁阀 同时动作，安全油卸掉，机组跳闸，但是A组或者B组两个（或者四 个中任意一个动作）同时动作，机组不跳闸。 AST电磁阀在线活动试验：运行中为确定AST电磁阀动作正常，进行 电磁阀活动试验，过程如下(以7YV/9YV电磁阀试验为例)：电磁阀 接受远方试验指令，7YV电磁阀失电，将7YV对应的卸荷阀中的安全 油排出，卸荷阀打开，高压安全油通过卸荷阀排到PS4（定值 4.8MPa）、PS5 （定值9.6MPa）所在的管路，管路由于高压安全油 进入（14MPa左右），压力升高，使PS5发生反转，标明试验成功， 恢复电磁阀控制电源正常工作。6YV/8YV动作时，使PS4、PS5 所在 的管路压力油卸掉，导致PS4发生反转，表明6YV/8YV活动试验成 功，PS4/PS5管路油压由于有节流孔的原因，平时运行压力控制在 7.8PMa左右。
电磁阀组B故障示意图
AST电磁阀保护动作方式
9YV PS4 安全油 PS5 安全油 8YV 9YV PS4 PS5 8YV
7YV
6YV
7YV
6YV
动作方式一
9YV 8YV 9YV
动作方式二
8YV PS4 安全油 PS5
PS4
安全油
PS5
7YV
6YV
7YV
6YV
动作方式三
动作方式四
压力监测开关PS5故障分析
遮断电磁阀组设备照片
6YV PS4 PS5 8YV
7YV 9YV
OPC-5BYV
OPC-5AYV
卸荷阀动作原理
卸荷阀:卸荷阀分三个腔，安全油
腔就是上面的这个油口1，压力油
腔就是下面的这个油口4，还有回 油腔就是侧面的这个油口5。当安
全油建立起来后，安全油口的压
力几乎等于压力油口的压力，而 且由于安全油的作用面积（阀芯
说明：喷油试验过程中，刚好机组跳闸停 机，会自动使4YV电磁阀退出隔离，同时其 他电磁阀按照应有状态动过。
五、汽轮机液压系统控制电磁阀状态与定值清单
谢谢！
基本设备示意图
二、汽轮机挂闸
汽轮机挂闸过程
远方DEH系统给出挂闸指令，电磁阀1YV动作，将0.2MPa左右的透平油注入到危急遮断装臵的第一个压力腔室， 在压力腔室内活塞的带动下，连杆带动第二个腔室活塞运行，同时带动遮断隔离阀组动作，阻断油路而建立油压， 当第一个腔室中的顶杆达到行程开关ZS1位臵使ZS1由闭合状态变为断开状态同时EH油压力开关PS1、PS2、PS3三取
上部面积）大于下面压力油口的
作用面积（阀芯下面锥部投影面 积），所以压力油口的油是不能
把阀芯打开，压力油也就不能从
回油口走掉。
电磁阀动作原理
高压安全油排油
线圈
1 复位弹簧
5
4 高压安全油
电磁阀带电工作：左图9YV对应的是 电磁阀 工作原理图，电磁阀为单控 两位两通电磁阀，电磁阀线圈带电， 即靠近线圈侧工作，高压安全油通过 电磁阀进入卸荷阀上腔（1的位置）， 压住卸荷阀建立油压； 当电磁阀失电：靠近复位弹簧侧工作， 高压安全油排入高压安全油排油（无 压回油排至油箱），卸荷阀打开高压 安全油流入节流口后卸油（4与5导 通）。 电磁阀运行状态判断：就地用铁丝试 一下4只AST电磁阀线圈部位是否有 吸力，有吸力就是带电了，没吸力就 是没带电，同时判断是否带电还可以 用手摸是否发热。 CRT电磁阀黄绿状态是通过盘柜电磁 阀节点是否闭合判断电磁阀带电，不 能完全代表电磁阀工作状态，需要就 地加以辅助判断。
电磁阀组B
电磁阀组A
9YV
源自文库安全油
7YV
6YV
电磁阀组B故障分析： 当AST电磁阀组B中任意电磁阀故 障，即电磁阀6YV、8YV任意一只或全 部故障，入口节流孔后的高压抗燃油通 过卸荷阀进入出口节流口后，压力开关 PS4和PS5对应的取样压力等于0MPa＜ 7.8MPa，P4常闭节点接通（定值： PS4≤4.8MPa），此时如果电磁阀组A 中任意一只电磁阀失电故障，机组卸油 跳闸。
一、运行工况： 机组启动过程中，做AST电磁阀活动试 验，AST电磁阀带电正常工作，6YV试验成 功，压力开关PS5节点闭合，试验条件不满 足，无法继续进行。 二、可能的原因分析： 机组正常运行中，发生 2.1 压力开关故障，定值偏移； 2.2 电磁阀故障，阀芯卡涩； PS4、PS5压力开关节点 2.3 卸荷阀故障微量漏油； 闭合报警，除检查压力开 2.4 排油侧节流孔堵塞； 关定值外，其他检查、试 三、检查、试验与处理： 3.1 校验压力开关，PS4、PS5为双节点压力 验工作将无法进行。 开关，如定值校验与设计值相同，（可排除 此项）； 3.2 就地单个检查电磁阀温度、阀头磁性， 测量线圈电阻及插头供电电源是否正常，如 拆除6YV、8YV电磁阀，机组跳闸，判断电 磁阀故障，如机组仍处于挂闸状态，可判断 PS5取样管路压力进油侧进油量偏大或排油 侧排油量偏小，导致油压高于设计压力而报 警。 3.3 机务对卸荷阀及排油节流孔进行检查。
AST电磁阀故障分析
电磁阀组A
9YV PS4 安全油
7YV
电磁阀，后做出口侧！！ 电磁阀组A故障示意图
电磁阀组B
8YV PS4 PS5
电磁阀组A故障分析： 当AST电磁阀组A中任意电磁阀故 8YV 障，即电磁阀7YV、9YV任意一只或全 PS5 部故障，高压抗燃油通过电磁阀控制的 卸荷阀进入入口节流口后，压力开关 PS4和PS5对应的取样压力等于抗燃油压 力（14MPa）＞7.8MPa，PS5接通（定 值： PS5 ≥9.6MPa）状态由绿变黄，此 运行中机组做 AST 电磁阀 时如果电磁阀组B（ 6YV、8YV ）中任 6YV 活动试验时，先做入口侧 意一只电磁阀失电故障，机组卸油跳闸。
四、汽轮机喷油试验
基本设备示意图 设备说明
目的：为确保危急遮断器飞环在机组一旦出现 超速时，能迅速飞出，遮断汽轮机，需经常对 飞锤进行活动试验。 原理：此活动试验时将油喷到飞环中增大离心 力，使之飞出。但飞锤因喷油试验飞出不应打 闸。为提高可靠性，增加了试验用隔离阀。 喷油试验允许条件： 试验软按钮在允许位； 转速在（2985～3015）r/min内； 高压胀差小于3mm。 试验过程：做试验时，隔离电磁阀4YV带电， 通过行程开关判断电磁阀是否换向，如果换向 将高压安全油与高压安全油排油隔离，保证试 验过程中，高压安全油依然建立，再使2YV电 磁阀（喷油试验电磁阀）带电，使透平压力油 进入飞环，飞环在3000转/分工况下，靠油的 重量使离心力增加，飞环外扩8mm，打掉撑钩， 2YV失电，机组重新挂闸，隔离电磁阀失电， 位臵恢复，试验成功。