汽轮机AST遮断详解

汽轮机AST遮断详解

4只AST电磁阀分为两个通道。通道1包括20-1/AST与20-3/AST，而通道2则20-2/AST与20-4/AST。每一通道由在危急遮断系统控制柜中各自的继电器保持供电。危急遮断系统的作用为，在传感器指明汽轮机的任一变量处于遮断水平时，打开所有的AST电磁阀，以遮断机组。系统设计成在任一电磁阀故障拒动时，不会影响系统功能。这就是如前所述，设计成两相同独立通道的原因。每一通道有其本身的继电器、电源和监测所有汽机遮断变量的能力。遮断汽轮机需要两个通道同时动作。如果发生一偶然性遮断事故，至少在每一通道中有一AST电磁阀应动作，才能遮断汽轮机。每一通道可以分开地在汽轮机运行时作试验而不会产生遮断或实际需要遮断时拒动。在试验时，通道的电源是隔离的，所以一次只能试验一个通道

图中黄线表示高压油，红线表示AST油，绿线表示无压回油。四个AST电磁阀分别是1、2、3、4。1、3一组，2、4一组。我们先以图中AST1阀为例，介绍一下（注意，只看图中SAT1

部分）。SAT是个二级阀，电磁阀带点后，图中左侧Y型的小阀关闭，高压油进入后形成压

力腔室，顶住图右侧阀座，封住AST油通道。反之，电磁阀失电，左侧小阀打开，高压油

卸掉，右侧阀座在弹簧作用下打开，AST油卸掉。但AST1中的AST油只能卸到AST2、4中，

如果2、4中没有一个动作，AST油是卸不掉的。所以，一组中至少有一个阀动作，才能卸掉。就是说，4个阀中任何一个误动，AST油压是卸不掉的。如果动作时，任何一个拒动，

都不会造成油压无法卸掉。

第一部分：图1中的红线就是EH油泵出来的油经过每个油动机内部的一个节流孔和一个逆

止阀后出油动机来到AST母管的AST油（其实OPC油也是这样来的，只不过OPC油是经过调门

油动机出来到OPC母管，而AST油是经过主汽门油动机出来来到AST母管，而且OPC母管到AST母管是有个单向阀的，也就是说OPC这路能到AST，但是AST这路不能到OPC，所以当OPC

电磁阀动作，OPC油卸压后是调门关闭而主汽门不动作，但是如果AST电磁阀动作，AST油

卸压后，由于OPC的压力比AST高，所以OPC也通过单向阀流到AST管路而同时卸压，这时调

门和主汽门同时关闭）。粉色的是串联中间点的压力油，青色是无压回油，绿色是安全油。PS1~3是AST压力开关，PS4~PS5是中间点压力开关，这几个压力开关都是监测报警或给DCS

信号的，我们暂时不管它。其中卸荷阀1和3并联后经过节流孔A再与并联的卸荷阀2和4串联，串联后再经过节流孔B进入无压回油。原本我们不需要这么复杂，只是因为我们这个

使用场合的高可靠性要求，要不是可靠性要求，一个卸荷阀和一个节流孔就可以实现。

第二部分：要解释整个问题，首先请允许我简单介绍一下EH油泵的工作特点，EH油泵是轴

向柱塞式衡压变量泵，在这里我们只要知道它叫衡压变量泵好了，顾名思义，你调定好了

压力后它的压力是不变的，在这个压力下它能根据你系统实际需求的流量来决定它的输出

流量，但是有一个前提条件，就是这个输出流量不能大于它的最大输出流量，一旦大于这

个流量，这个压力也就不能维持。

第三部分：接下来请允许我再介绍一下图2的卸荷阀，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。

第四部分：如果对于油动机上的卸荷阀，油泵出来的油经高压母管进入油动机，一路流到

伺服阀或者电磁阀，由伺服阀或电磁阀控制进入油动机的高压腔，而油动机的高压腔与我

们卸荷阀的压力腔也就是图2的4处是通的，而另外一路就是分到图2中的3处，经过一个节

流孔2处后（这时它已变成AST或者OPC油）进入油动机卸荷阀的安全油腔，这样一来，油

动机高压腔的油就不能通过卸荷阀流掉。而且这时的安全油在图2的1处另外的小孔流出经

过油动机上的逆止阀进入AST或者OPC母管，这样一来油动机的安全油压力就完全由

AST.OPC模块控制了，也就是回到本问最上面的一段话，只要AST.opc模块做相应的动作，

那么相关的油动机就实现关闭。

第五部分：再回到我们的AST.OPC模块，看了图1就知道，其实AST.OPC模块中的卸荷阀和

油动机上卸荷阀唯一的区别在于AST.OPC上的卸荷阀有一个电磁阀（图1中5YV、6YV、7YV、8YV）控制安全油是建立还是流到无压回油，也就是说油动机的安全油油AST.OPC模块控制，而AST.OPC的安全油油电磁阀控制（不过东汽好多机组，每个油动机也配置了一个电磁阀

单独控制每个油动机，其实个人觉得有点浪费）。

第六部分：正常情况下AST电磁阀工作在得电位置（图1电磁阀就是正常工作状态，这是一

种两位电磁阀，就是有两种工作位置，得电时工作在左边位置，失电时弹簧让电磁阀工作

在右位位置），此时安全油流到卸荷阀上腔，而红色的AST油打不开第一级1或3的卸荷阀

的阀芯，只能从节流孔走，压力损失掉一半，进入串联结构的中间，流到第二级卸荷阀2

或4的下腔，同样也打不开阀芯而只能从节流孔走进入无压回油，压力损失到0。

当串联的两级中都有一个电磁阀失电而使卸荷阀打开，比如卸荷阀“1和2”或者“1和4”或者“3和2”或者“3和4”相应的电磁阀失电而使相应的安全油流到无压回油，这样前面一级的AST 油就打开卸荷阀的阀芯通过回油口绕过节流孔而进入下一级，而下一级的卸荷阀同样被打开，又绕过第二级节流孔而进入无压回油。这样一来AST油就没有任何阻碍将压力全部损

失掉。从而由于第四部分介绍的原因油动机的安全油失压而关闭油动机。这个时候泵的出

口压力说不定也建立不起来，如果是第四部分中说的油动机上的伺服阀或者电磁阀工作在

打开状态，这样高压母管的压力油通过油动机高压腔，然后打开卸荷阀流到回油管路（这

路是有压回油管路，但是有压回油管路的压力是很低的，只有0.5MPa不到），这样这么多

油动机在同时排油，泵输出流量肯定不够而不能稳定压力；即使这个阀不在打开位置，这

个高压油流过油动机里的节流孔后经过AST或者OPC管路直接奔无压回油，虽然每个油动机

都有节流孔，但是几个油动机的节流孔其实是并联的，几个节流孔并联起来就不是节流孔了，这时所需的流量也是很大的，基本上泵也不能保证维持在14.5，但肯定比刚才说的情

况要压力高点，估计在10MPa左右。但是这时电机电流是很高的，应该超过40A，因为泵功

率肯定上去了。这个时候压力虽没14.5但是也不是很低，再加上泵全流量输出，大家都知

道液压系统的功率是P×Q（压力乘以流量）。

当串联的两级中随便哪一级的一个或者两个卸荷阀“1”、“3”、“1和3”，“2”、“4”、“2和4”其

相应的电磁阀动作而使卸荷阀打开，只能有一级节流孔被绕过，还有另外一级节流孔工作，系统的AST油仍旧能建立起压力，只不过需要提供稍微多的流量来维持这个压力。