MW全能培訓(xùn)汽輪機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)實用教案

1、135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程 高壓抗燃油液壓控制（簡稱EH系統(tǒng)）系統(tǒng)由一套供油系統(tǒng)、若干套控制閥門運動的執(zhí)行機構(gòu)和一套危急遮斷系統(tǒng)組成。EH供油系統(tǒng)由供油裝置(zhungzh)、抗燃油再生裝置(zhungzh)及油管路系統(tǒng)組成。 閥門執(zhí)行機構(gòu)及危急遮斷系統(tǒng)均采用高壓抗燃油機控制。每只高中壓調(diào)門分別用一只獨立的單側(cè)進油高壓油動機驅(qū)動，油動機上裝有電液伺服閥和位移變送器，油動機位置可由DEH系統(tǒng)精確控制，這樣，各調(diào)門的位置均由DEH根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)及運行方式的要求進行控制，從而實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制功能。第1頁/共23頁第一頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程 供油

2、裝置是提供控制部分所需要的高壓抗燃油，并由它來驅(qū)動伺服執(zhí)行機構(gòu)，以調(diào)節(jié)汽機各蒸汽閥開度，同時保持液壓油的正常理化特性和運行特性。它由安裝在座架上的不銹鋼油箱、有關(guān)的管道、蓄壓器、控制件、二臺變量柱塞泵、二臺電動機、濾油器以及熱交換器等組成，集中布置于汽機房零米的抗燃油站。高壓抗燃油是一種三芳基磷酸脂，它是有良好的抗燃性能和流體穩(wěn)定性。油箱設(shè)計成能容納900升液壓油的油箱。油箱板上有液位開關(guān)(kigun)（油位報警和遮斷信號）、磁性濾油器、空氣濾清器、控制塊組件等液壓元件。油箱的底部安裝有一個加熱器，在油溫低于20時通電加熱，提高EH油溫，油箱側(cè)面也裝有油溫測點、油位指示器。磁性過濾器在油箱內(nèi)回

3、油管出口下面，裝有一個不銹鋼網(wǎng)兜，網(wǎng)兜內(nèi)有一組永久磁鋼組成的磁性過濾器，以吸取EH油中的鐵金屬垃圾。同時整套濾器可拿出來清洗及維護。冷油器二個冷油器裝在油箱旁，冷卻水由冷油器循環(huán)冷卻水的出口處的電磁水閥控制。冷油器回水口管道裝有電磁水閥。第2頁/共23頁第二頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程抗燃油泵(yubng)考慮系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和特殊性，本系統(tǒng)采用進口高壓變量柱塞泵，并采用雙泵并聯(lián)工作系統(tǒng)，以提高供油系統(tǒng)的可靠性，布置在油箱的下方，通過油泵(yubng)吸入濾網(wǎng)將油箱中的抗燃油吸入，以保證正的吸入壓頭。從油泵(yubng)出口的油經(jīng)過壓力濾油器，通過單向閥流入和高壓蓄能

4、器聯(lián)接的高壓油母管，將高壓抗燃油送到各執(zhí)行機構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)。泵輸出壓力可在021MPa之間任意設(shè)置。本系統(tǒng)允許正常工作壓力設(shè)置在11.015.0MPa，本系統(tǒng)額定工作壓力為14.5MPa。油泵(yubng)既向系統(tǒng)供油，同時也給蓄能器充油，當油壓到達系統(tǒng)的整定壓力14.5MPa時，高壓油推動恒壓泵上的控制閥，控制閥操作泵的變量機構(gòu)，使泵的輸出流量減少，當泵的輸出流量和系統(tǒng)用油流量相等時，泵的變量機構(gòu)維持在某一位置，當系統(tǒng)需要增加或減少用油量時，泵會自動改變輸出流量，維護系統(tǒng)油壓在14.5MPa。當系統(tǒng)瞬間用油量很大時，蓄能器將參與供油。 第3頁/共23頁第三頁，共24頁。135MW火電機組全

5、能值班員培訓(xùn)汽機教程 回油過濾器回油過濾器組件裝在油箱旁邊的壓力回油管路上，為了便于調(diào)換濾芯，在濾器外殼上裝有一個可拆卸的蓋板。自循環(huán)濾油系統(tǒng)在機組正常運行時，系統(tǒng)的流量較小故濾油效率較低。因此，經(jīng)過一段時間的機組運行以后(yhu)，EH油質(zhì)會變差，而要達到油質(zhì)的要求則必須停機重新油循環(huán)。為了不影響機組的正常運行，為了保證油系統(tǒng)的清潔度，使系統(tǒng)長期可靠運行，在供油裝置中增設(shè)獨立自循環(huán)濾油系統(tǒng)。油泵從油箱內(nèi)吸入EH油，經(jīng)過兩個過濾精度為1m的過濾器回油箱。油泵可以由ER端子箱上的控制按鈕直接啟動或停止。自循環(huán)冷卻系統(tǒng)供油系統(tǒng)除正常的系統(tǒng)回油冷卻外，還增設(shè)一個獨立的自循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以確保在非正常工

6、況（例如：環(huán)境溫度過高）下工作時，油箱油溫能控制在正常的工作溫度范圍之內(nèi)。冷卻系可以由溫度開關(guān)控制，也可以由人工控制啟動或停止。 第4頁/共23頁第四頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程控制塊安裝在油箱頂部，它加工成能安裝下列部件：a. 四個濾芯。B. 二個單向閥裝在每個泵的出口側(cè)高壓油路中。c. 一個溢流閥位于單向閥之后的高壓油母管中，它用來監(jiān)視油壓，當油壓高于整定值（170.2MPa）時，將油送回油箱，確保系統(tǒng)正常地工作。d. 兩個截止聞，正常全開，裝在單向閥之后的高壓管路上，手動關(guān)閉其中的一個閥門，只隔離雙泵系統(tǒng)中的一路，不影響機組的運行(ynxng)，以便對該路的濾油

7、器、單向閥以及泵等進行在線維修或更換。第5頁/共23頁第五頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程蓄能器一個高壓蓄能器裝在油箱旁邊，吸收泵出口壓力的高頻脈動分量(fn ling)，維持油壓平穩(wěn)。此蓄能器通過一個蓄能器塊與油系統(tǒng)相連，蓄能器塊上有二個截止閥，此二閥組合使用能將蓄能器與系統(tǒng)隔絕并放掉蓄能器中的高壓EH油至油箱，對蓄能器進行試驗與在線維修。第6頁/共23頁第六頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程再生裝置是用來儲存吸附劑,使抗燃油得到再生的裝置（保持中性、去除水份）。主要由硅藻土濾器和精密濾器（即波紋纖維濾器）組成。精密過濾器與硅藻土濾器串聯(lián)，獨立安裝在

8、自循環(huán)濾油的管路上(l shng)。濾器頂部還裝有一個壓力表，如果任一個濾器的油溫在4354之間，壓力高達0.21MPa時，就需調(diào)換濾芯，當管路上(l shng)的閥門關(guān)閉時，拆去濾器蓋即可。第7頁/共23頁第七頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程油管路系統(tǒng)主要由一套油管及附件和四個高壓蓄能器組成。油管作用是連接供油系統(tǒng)、危急遮斷系統(tǒng)與執(zhí)行機構(gòu)，并使之構(gòu)成回路。四個蓄能器分別裝在二個支架上，位于汽機左右二側(cè)靠近高壓調(diào)門伺服機構(gòu)旁。此蓄能器通過一個蓄能器塊與油系統(tǒng)相連，蓄能器塊上有二個截止閥，能將蓄能器與系統(tǒng)隔絕并放掉蓄能器中的高壓EH油，進行在線維修。考慮抗燃油內(nèi)少量水份對碳

9、鋼有腐蝕作用，設(shè)計全部(qunb)采用不銹鋼材料，其他部件盡可能采用不銹鋼材料。溢流閥在高壓油母管壓力達到170.2MPa時動作，起到過壓保護作用。各執(zhí)行機構(gòu)的回油通過壓力回油管先經(jīng)過3微米回油濾油器，然后通過冷油器回至油箱。高壓母管上壓力開關(guān)能為自動啟動備用油泵和對油壓偏離正常值時進行報警提供信號。第8頁/共23頁第八頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程電液伺服執(zhí)行機構(gòu)是DEH控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，從汽輪機組的發(fā)電容量來分有600MW、300MW、200MW、125MW等等，但從其汽輪機控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)來看，其工作原理均是一致的。 閥門開啟由抗燃油壓力來驅(qū)動，而關(guān)閉

10、是靠操縱座上的彈簧力。執(zhí)行機構(gòu)的油缸，屬單側(cè)進油的油缸，液壓油缸與一個控制塊連接，在這個控制塊上裝有隔離(gl)閥、快速卸荷閥和逆止閥等。加上不同的附加組件，可組成二種基本形式的執(zhí)行機構(gòu)（即開關(guān)型和控制型執(zhí)行機構(gòu)）。 另外，在油動機快速關(guān)閉時，為了使蒸汽閥碟與閥座的沖擊應(yīng)力保持在允許的范圍內(nèi)，在油動機活塞尾部采用液壓緩沖裝置，可以將動能累積的主要部分在沖擊發(fā)生的最后瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量。 第9頁/共23頁第九頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程各汽閥的位置是由各執(zhí)行機構(gòu)來控制的，抗燃油壓力使汽門開啟，彈簧力使汽門關(guān)閉。執(zhí)行機構(gòu)上的液壓油缸與控制塊連接，在控制塊上裝有隔離閥、卸

11、載閥、逆止閥，有二種基本形式的執(zhí)行機構(gòu)。開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)沒有伺服閥，僅能控制閥門的全開或全關(guān)，高壓抗燃油從節(jié)流孔進入油缸活塞的下部腔室，并由一個快速卸載閥所控制，當汽輪機掛閘后，此卸載閥就關(guān)閉，以使該腔室中的油壓逐漸建立并開啟閥門，當汽輪機打閘時，快速卸載閥動作，汽閥在彈簧作用下快速關(guān)閉?？刂菩蛨?zhí)行機構(gòu)帶有伺服閥，可以將汽閥控制在任意的中間位置上，成比例地調(diào)節(jié)進汽量以適應(yīng)需要，執(zhí)行機構(gòu)裝有一個伺服閥和二個線性位移變送器(LVDT)，高壓油經(jīng)過一個10的濾網(wǎng)供給伺服閥，該伺服閥接受來自伺服放大器的閥位信號，從而控制執(zhí)行機構(gòu)的位置。LVDT輸出一個正比于閥位的模擬信號，并將它反饋到DEH的伺服控制板

12、。隔離閥可使包括液壓油缸在內(nèi)的執(zhí)行機構(gòu)零件進行在線維修，逆止閥可防止油流經(jīng)泄油回路(hul)或危急遮斷回路(hul)倒流。 第10頁/共23頁第十頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程油動機又稱液壓伺服馬達，是一個典型的反饋控制位置隨動系統(tǒng)，主要由油動機活塞(或稱油缸)及反饋機構(gòu)等組成，是汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中驅(qū)動(q dn)調(diào)節(jié)汽門的執(zhí)行機構(gòu)。它能自動、連續(xù)、精確地復(fù)現(xiàn)來自中間放大環(huán)節(jié)輸入信號的變化規(guī)律，使調(diào)節(jié)汽門的開度達到并保持在預(yù)定的控制狀態(tài)。油動機具有慣性小、驅(qū)動(q dn)力大、動作快、能耗低的突出優(yōu)點，這是目前電磁式驅(qū)動(q dn)機構(gòu)不可比擬的。第11頁/共23頁第十一

13、頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程線性位移傳感器是由芯桿、線圈、外殼等所組成。TDZl位移傳感器是用差動變壓器原理組成的位移傳感器。內(nèi)部穩(wěn)壓、振蕩、放大線路均采用集成元件，故具有體積小、性能穩(wěn)定，可靠性強的特點。 當鐵芯與線圈間有相對移動時，例如鐵芯上移，次級線圈感應(yīng)出電動勢經(jīng)過整流濾波后，便變?yōu)楸硎捐F芯與線圈間相對位移的電氣信號輸出，作為負反饋。在具體設(shè)備中，外殼是固定不動，鐵芯通過杠桿與油動機活塞桿相連，輸出的電氣信號便可模擬油動機的位移，也就是(jish)汽閥的開度，為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，每個執(zhí)行機構(gòu)中安裝二個位移傳感器。 第12頁/共23頁第十二頁，共24頁。1

14、35MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程伺服閥原理：當有信號輸入時，力矩馬達中的電磁鐵線圈中有通過電流被勵磁(l c)，在磁鐵作用下銜鐵旋轉(zhuǎn)，同時帶動擋板轉(zhuǎn)動。穩(wěn)定時擋板與噴阻距離相等，噴阻兩側(cè)的油壓相等。移近一只噴咀，使噴咀前的油壓變高，而對側(cè)的噴阻與擋板間的距離變大，噴阻前的油壓變低。由于噴咀前油壓與滑閥腔室相通，因此，當兩個噴阻前的油壓不等時，則滑閥兩端的油壓也不相等，油壓差使滑閥移動并由滑閥上的凸肩控制的油口開啟或關(guān)閉，以控制高壓油通向油動機活塞下腔，克服彈簧力打開汽閥（或?qū)⒒钊虑煌ㄏ蚧赜?，使油泄去）。同時設(shè)置了反饋彈簧并在伺服閥調(diào)整時設(shè)有一定的機械零偏，增加了可靠性即使斷電或失去電信

15、號時，借機械零偏使滑閥偏移一側(cè)，使伺服閥主閥芯負偏，關(guān)閉汽門。 第13頁/共23頁第十三頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程快速卸荷閥安裝在油動機液壓塊上，它主要作用是當機組發(fā)生故障必須緊急停機時或在危急脫扣裝置等動作使危急遮斷油泄油失壓后，可使油動機活塞下腔的壓力油經(jīng)快速卸荷閥快速釋放(shfng)，這時不論伺服放大器輸出的信號大小，在閥門彈簧力作用下，均使閥門關(guān)閉。第14頁/共23頁第十四頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程 控制型執(zhí)行機構(gòu)可以將調(diào)門控制在任意位置。當計算機輸出信號由伺服放大器放大后，在伺服閥中轉(zhuǎn)換成液壓信號，控制高壓油的通道，使高壓油進

16、入油動機活塞下腔，推動活塞上移，開啟汽門，或泄放活塞下腔的壓力油，使調(diào)門關(guān)閉。在活塞移動(ydng)時帶動線性位移傳感器，輸出活塞的機械位移反饋信號，由計算機處理，直至原輸入信號與反饋信號相同時，伺服閥回到中間位置，不再控制高壓油變化，此時調(diào)門停止移動(ydng)，穩(wěn)定一個新的工作位置。控制(kngzh)型執(zhí)行機構(gòu)第15頁/共23頁第十五頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程 在執(zhí)行機構(gòu)的集成塊上各有一個卸荷閥，在汽輪機發(fā)生故障需要迅速停機時，安全系統(tǒng)便動作使危急遮斷油失去，并將快速卸荷閥打開(d ki)，迅速泄去油動機活塞下腔中壓力油，在彈簧力作用下迅速地關(guān)閉相應(yīng)的閥門。 控

17、制(kngzh)型執(zhí)行機構(gòu)裝置圖第16頁/共23頁第十六頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)閥門在全開或全關(guān)位置上工作。該執(zhí)行機構(gòu)安裝于閥門彈簧操縱座上，它的活塞桿與閥門活塞桿（亦稱閥桿）剛性連接在一起。因此，活塞運動時帶動閥桿相應(yīng)運動，油動機是單側(cè)作用的，打開汽門靠油動機的推力，關(guān)汽門靠彈簧力。執(zhí)行機構(gòu)的主要(zhyo)部件是由油缸、液壓塊、二位二通電磁閥、快速卸荷閥、截止閥和逆止閥等所組成 第17頁/共23頁第十七頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程低壓油保安部分由危急保安器及遮斷油門、危急遮斷試驗裝置、兩只危急遮斷指示器、手動脫扣器組成；

18、高壓抗燃油保安部分由卸荷閥、AST電磁閥、OPC電磁閥等組成。高低壓安全油通過一只隔膜閥相連接。當手動脫扣器或危急保安器動作泄去低壓安全油，導(dǎo)致隔膜閥動作，泄去高壓安全油（AST油），通過卸荷閥動作關(guān)閉高中壓主汽門、調(diào)門。當汽機(qj)主保護動作，則直接泄去高壓安全油（AST油），高中壓主汽門、調(diào)門關(guān)閉；而OPC電磁閥動作僅泄去控制調(diào)門的安全油（OPC油），高中壓調(diào)門關(guān)閉。 第18頁/共23頁第十八頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程隔膜閥提供了高壓抗燃油系統(tǒng)的危急遮斷部分和潤滑油系統(tǒng)的接口，從機械超速和手動停機總管來的低壓(dy)安全油供到隔膜閥的上部，克服彈簧刀將閥關(guān)閉，

19、這樣就封閉了自動停機危急遮斷總管中的高壓抗燃油(即AST油)的泄油通道，我們簡稱機械掛閘。只要機械超速和手動遮斷總油管中的油壓消失，譬如由一個遮斷動作所引起，就會使彈簧開啟隔膜閥，泄去遮斷油而停機。潤滑油和抗燃油彼此相互不接觸。 第19頁/共23頁第十九頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程 在正常運行時，AST電磁閥是被通電勵磁關(guān)閉這些，從而封閉了自動停機危急遮斷（AST）母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽閥執(zhí)行機構(gòu)活塞下腔的油壓能夠建立起來。當電磁閥失電打開，則總管泄油，導(dǎo)致所有汽閥關(guān)閉而使汽機停機。電磁閥（20/AST）是組成串并聯(lián)布置，這樣每個通道中至少須一只電磁閥打開

20、，才可導(dǎo)致停機，具有多重的保護性；同時也提高了可靠性，四只AST電磁閥中任意一只損壞或拒動作均不會引起停機。 OPC電磁閥是超速保護控制電磁閥，它們是受DEH控制器的OPC部分所控制。正常運行時該兩個電磁閥是不帶電常閉的，封閉了OPC總管油液的泄放通道，使調(diào)節(jié)(tioji)汽閥和再熱調(diào)節(jié)(tioji)汽閥的執(zhí)行機構(gòu)活塞下腔能夠建立起油壓，一旦OPC控制板動作時，例如轉(zhuǎn)速達到103額定轉(zhuǎn)速時該兩個電磁閥就被勵磁（通電）打開使OPC母管油液泄放。這樣，相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)上的卸荷閥就快速開啟，使調(diào)節(jié)(tioji)汽閥和再熱調(diào)節(jié)(tioji)汽閥迅速關(guān)閉。 二個單向閥安裝在自動停機危急遮斷（AST）油路和超

21、速保護控制（OPC）油路之間，當OPC電磁閥通電打開，單向閥維持AST的油壓，使主汽門和再熱主汽門保持全開。當轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速，OPC電磁閥失電關(guān)閉，調(diào)節(jié)(tioji)閥和再熱調(diào)節(jié)(tioji)閥重新打開，從而由調(diào)節(jié)(tioji)汽閥來控制轉(zhuǎn)速，使機組維持在額定轉(zhuǎn)速，當AST電磁閥動作，AST油路油壓下跌，OPC油路通過兩個單向閥，油壓也下跌，將關(guān)閉所有的進汽閥而停機。 第20頁/共23頁第二十頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程危急保安器（圖集第3頁圖3-24）又稱危急遮斷器，為飛環(huán)式結(jié)構(gòu)，汽輪機前軸承箱內(nèi)主軸的短軸上裝有兩個飛環(huán)式危急保安器，面向發(fā)電機方向，第一只為.1危

22、急保安器，與之對應(yīng)的是.1危急遮斷油門，第二只為.2危急保安器，與之對應(yīng)的是.2危急遮斷油門。危急保安器工作原理是：借助偏心環(huán)的偏心作用，在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力，當離心力大于壓縮彈簧的預(yù)緊力時，偏心環(huán)飛出，撞擊危急遮斷油門的碰鉤，使之跳閘，迅速泄掉低壓安全油，關(guān)閉高中壓主汽門(q mn)、調(diào)速汽門(q mn)，汽輪機轉(zhuǎn)速下降后，危急保安器飛環(huán)便自動復(fù)位。偏心環(huán)上有兩個對稱的月牙形油槽，在作噴油試驗時存油，以增加偏心環(huán)的重量和偏心距。使之在較低轉(zhuǎn)速時飛出。噴油停止后，油槽中的存油借助于離心力從油槽頂部的小孔逸出，偏心環(huán)隨之復(fù)位。，危急遮斷試驗裝置、兩只危急遮斷指示器、手動脫扣器第21頁/共23頁第二十一頁，共24頁。135MW火電機組全能值班員培訓(xùn)汽機教程危急遮斷油門（圖集第3頁圖3-25）是汽輪機超速保護的執(zhí)行機構(gòu)，動作時，飛環(huán)將噴鉤擊脫，活塞在彈簧作用下上移，將低壓安全油與回油接通，迅速泄掉低壓安全油，關(guān)閉高中壓主汽門、調(diào)速汽門，在活塞上移同時壓力油將通往超速指示器，以指示危急遮斷油門的跳閘情況，當復(fù)位油通向活塞上部，將活塞壓下，同時碰鉤在銷軸的扭彈簧作用下與活塞重新搭扣，將活塞限位在正常位置。危急遮斷試驗油門（圖集第14頁圖3-2