200MW汽轮机高压抗燃油系统

1、1. 前EH系统包括供油系统，执行机构和危急遮断系统，供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度。 危急遮断系统是由汽轮机的遮断参数所控制， 当这些参数超过其运行 限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，或只关闭调节汽阀。2. 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2.1 供油装置（见图 1）供油装置的主要功能是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、E喘子箱和一些对油压、油温、油位

2、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。供油装置的电源要求：两台主油泵为30KW 380VAG 50HZ三相一台滤油泵为1KW 380VAG 50HZ三相一台冷却油泵为 2KW 380VAG 50HZ 三相一组电加热器为 5KW 220VAG 50HZ 单相2.1.1 工作原理由交流马达驱动高压柱塞泵，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高压蓄能器， 和该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021MP之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在 11.0 15.0MPa。

3、油泵起动后，油泵以全流量约 85 l/min 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i4Mpa寸，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，维护系统油压 在14MPa当系统瞬间用油量很大时蓄能器将参与供油。溢流阀在高压油母管压力达到 17± 0.2MPa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过3微米油滤油器然后通过冷油器回至油箱。高压母管上压力开关 63/MP以及63/HP、63/LP能自动启动

4、备用油泵和对油压偏离正 常值时进行报警提供信号。 冷油器出水口管道装有电磁水阀，油箱内也装有油温过高报 警测点的位置孔及提供油位报警和遮断油泵的信号装置，油位指示安放在油箱的侧面。2.1.2 供油装置的主要部件2.1.2.1 油箱设计成能容纳 900升液压油的油箱（该油箱的容量设计满足 1台大机和 2台 50小机 的正常用油）。考虑抗燃油内少量水份对碳钢有腐蚀作用，设计中全部采用不锈钢材料。油箱板上有液位开关（油位报警和遮断） 、磁性滤油器、空气滤清器、控制块组件 等液压元件。另外，油箱的底部外侧安装有一个加热器，在油温低于20C时应给加热器通电，加热EH由。2.1.2.2 油泵 考虑系统工作

5、的稳定性和特殊性，本系统采用高压变量柱塞泵，并采用双泵工作系 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。2.1.2.3 控制块 （ 见图2）控制块安装在油箱顶部，它加工成能安装下列部件：a. 四个 10微米的滤芯，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. 一个溢流阀位于单向阀之后的高压油路中，它用来监视油压，并且当油压高于设计 值时，将油送回油箱，确保系统正常的工作压力。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，只隔离双重泵系统中的一路，不影响机组的运行，以便

6、对该路的滤器、单向阀以及 泵等进行在线维修或更换。2.1.2.4 磁性过滤器在油箱内回油管出口下面，装有一个 200目的不锈钢网兜，网兜内有一组永久磁钢组成的磁性过滤器，以吸取 EH由中的金属垃圾。同时整套滤器可拿出来清洗及维护。2.1.2.5 蓄能器一个高压蓄能器装在油箱旁边，吸收泵出口压力的高频脉动分量，维持油压平稳。此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， 此两阀组合使用，能将蓄能器与系统隔绝并放掉蓄能器中的高压 EH由，以进行试验与在线维修2.1.2.6 冷油器 二个冷由器装在由箱上，冷却水在管内流过，而系统中的由在冷由器外壳内环绕管 束流动。冷却水由冷由器循环

7、冷却水的出口处的电磁水阀控制。2.1.2.7 电器箱（ ER 端子箱）电器箱内装有接线端子排及以下的压力开关组件：a. 二个压差开关（63/MPF-1; 63/MPF 2）每个压差开关指示出装在油泵出口油路 上的滤芯进口侧主出口侧的压差。如果压差达到 0.55MPa 时，则开关就提供音响报 警的信号，以表示此滤芯被堵塞，并且需要清洗或调换。b. 一个压力开关（63/PR）感受压力回油管路中油压过高，当压力增加到0.21MPa寸,接点闭合，并提供报警的信号。c. 二个压力开关（63/Mp）感受油系统的压力过低信号，当压力低至11.2 ± 0.2MPa时，接点闭合，提供启动备用油泵的信号

8、。d. 二个压力开关（63/Hp）感受油系统压力过高信号，当压力高到16.2 ± 0.2MPa寸，接点闭合，提供音响报警的信号。e. 二个压力开关（63/Lp ）感受油系统的压力过低信号，当压力低到11.2 ± 0.2MPa时，接点闭合，提供音响报警的信号。f. 二个压差开关（63/MPC 1; 63/MPC 2）感受1号及2号油泵出口压力（运转 泵）作为监视之用。g. 一个压力传感器XD/EH将021MPa勺压力信号转换成420mA勺电流信号，此 信号可以用作用户的下列选择性项目：I）驱动一个记录仪。II）送到一个电厂计算机去，以监视 EH由压。III）将信号送给一个装在

9、控制室中的传感接收器（压力指示器） 。h. 一个电磁阀20/MPT,它可以对备用油泵起动开关进行遥控试验。当电磁阀动作时，就使高压工作油路泄油。随着压力的降低，备用油泵压力开关（63/MP）就使备用油泵起动。此电磁阀以及压力开关与高压油母管用节流孔隔开，因此试验时，母管 压力不会受影响。备用油泵起动开关的试验还可以通过打开现场的手动常闭阀来进 行试验，此常闭阀和电磁阀及压力开关均装在端子箱内。I. 一个压力式温度开关（23/EHR）整定在20C。当联锁状态时，油箱油温低于 20C 时，此温度开关可提供控制加热器通电的信号，对油箱加热同时应该切断主油泵电 机电源。当油箱油温超过 20 C时，停止

10、加热并接通主油泵电机电源。2.1.2.8 温度控制回路测温开关20/CW来的信号控制继电器，再由继电器操作电磁水阀，当油箱温度超过 上限值55C时电磁水阀打开，冷却水流过冷油器， 当油温降到下限值38C时电磁水阀关 闭。2.1.2.9 浮子型液位报警装置 两个浮子型液位报警装置安装在油箱顶部。当液位改变时，推动开关机构，能报警 高、低油位；并在极限低油位时，能提供信号使遮断开关动作。2.1.2.10 一个弹簧加载逆止阀装在压力回油箱的管路上， 这样可在滤器和冷油器 两者中任一个堵塞时或回油压力过高时，使回油直接通过该阀回到油箱。2.1.2.11 回油过滤器回油过滤器组件装在油箱旁边的压力回油管

11、路上，为了便于调换滤芯，在滤器外壳上装有一个可拆卸的盖板。2.2 抗燃油与再生装置2.2.1 抗燃油 随着汽轮发电机组容量的不断增大，蒸汽温度不断提高，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， 电厂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 2060C。鉴于磷酸酯抗燃油的特殊理化性能，本系统中所用密封圈材料均为氟橡胶，金属材 料尽量选用不锈钢 1Cr18Ni9Ti 。原装EH抗燃油物理和化学性能如下：2.2.2 再生装置（见图 3）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

12、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。一个精密过滤器与一个硅藻土滤器相串联，它们安装在独立循环滤油的管路上，打 开再生装置前的截止阀， 即可以使再生装置投入运行。关闭该截止阀即可停止使用再 生装置。每个滤器上还装有一个压力表，当滤器需要检修时，此压力表就指出不正常的高压 力。硅藻土滤器以及波纹纤维滤器均为可调换滤芯的结构。当管路上的阀门关闭时，滤 器盖可以拆去，以便调换滤芯。如果任一个滤器的油温在4354 C之间，压力高达0.21MPa寸，就需调换该装置。2.3 自循环滤油系统在机组正常运行时，系统的滤油效率较低。因此，经过一段时间的机组运行以后，

13、EH由质会变差，而要达到油质的要求则必须停机重新油循环。为了不影响机组的正常运 行，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 经过两个过滤精度为1 口 m的过滤器回油箱。油泵可以 由ER端子箱上的控制按钮直接启动或停止。泵流量为20 l/min ，电机功率1KW电源380VAC 50Hz,三相。2.4 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（例如环境温度过高等）下工作时，油箱油温能控制在正常的工作温度范围 之内。冷却泵可以由温度开关 23/CW空制，也可以由人工控制启动或

14、停止。冷却泵的流量为50 l/min ，电机功率为2KW 电源380VAC 50Hz,三相。2.5 油管路系统油管路系统主要由一套油管和四个高压蓄能器组成。油管作用是连接供油系统、危 急遮断系统与执行机构,并使之构成回路。四个高压蓄能器分别装在二个支架上,二个 支架分别位于汽机左右二侧靠近高压调门伺服机构旁。 此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由，以进行测量氮气压力与在线维修。3. 执行机构（参见图 4、图 5）电-液伺服执行机构是 DEH控制系统的重要组成部分之一，本系统有 12只执行机 构。分别控

15、制 4个高压调节汽阀和 4个中压调节汽阀以及 2个高压主汽阀和 2个中压主 汽阀的位置。执行机构的由缸,属单侧进由的由缸,其开启由抗燃由压力来驱动,而关闭是靠操 纵座上的弹簧力。空载时遮断关闭时间常数为 0.15 秒。液压由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、逆止阀和伺服阀或电磁阀。另外,在由动机快速关闭时,为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围 内,在由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前、 动作的最后瞬间转变为流体的能量。执行机构按控制形式可分为控制型 （ 亦称伺服型 ） 执行机构和开关型执行机构。现将二种蒸汽阀的执行机构分别说

16、明如下：3.1 控制型（亦称伺服型 ）执行机构工作原理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。经计算机运算处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号经过伺服放大器放大后,在 电液转换器伺服阀中将电气信号转换成液压信号,使伺服阀主阀移动,并将液压信号 放大后控制高压由的通道,使高压由进入由动机活塞下腔,由动机活塞向上移动,经杠 杆带动汽阀使之启动, 或者是使压力由自活塞下腔泄出, 借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。 当由动机活塞移动时, 同时带动两个线性位移传感器,将由动机活塞的机械位移转换成 电气信号,作为负反馈信号与前面计算机处理送来的信号相加,由于两者的极性相反

17、, 实际上是相减, 只有在原输入信号与反馈信号相加后, 使输入伺服放大器的信号为零后, 这时伺服阀的主阀回到中间位置, 不再有高压由通向由动机下腔或使压力由自由动机下 腔泄出，此时汽阀便停止移动，停留在一个新的工作位置。 执行机构的油缸旁各有一个卸荷阀，在汽轮机发生故障需要迅速停机时，安全系统 动作使危急遮断油失去，卸荷阀则快速打开，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。3.2 执行机构的主要部件执行机构是安装在蒸汽阀的操纵座上，油动机活塞杆与调节汽阀杆相连，在活塞杆 缩回时打开阀门。 （即油缸属于拉力油缸）现将该形式的执行机构的主要部件简要说明如下：3.2.1

18、 隔离阀高压油经过此阀供到伺服阀去操作油动机，关闭隔离阀便切断高压油路，使得在汽 轮机运行条件下可以停用此路汽阀，以便更换滤网、检修或调整伺服阀、卸荷阀和油动 机等，该阀安装在液压块上。3.2.2 滤网为了保证经过伺服阀的油的清洁度，在执行机构进油口处装有滤网，以保证阀中的 节流孔，喷咀和滑阀能正常工作，所有进入伺服阀的高压油均先经过一个滤网，过滤精 度为 10微米。在正常工作条件下，一般要求每 6 个月更换一次滤网。3.2.3 伺服阀（见图 6）在调节汽阀伺服机构上装有电液伺服阀，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咀和挡板系统；第二级放大是滑阀系统

19、， 其原理如下：当有电气信号由伺服放大器输入时，则力矩马达中的电磁铁间的衔铁上的线圈中就 有电流通过，并产生一磁场，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，此挡板伸到两个喷咀中间。在正常稳定工况时，挡板两侧 与喷咀的距离相等，使两侧喷咀的泄油面积相等，则喷咀两侧的油压相等。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，而对侧的喷咀与挡板间的距离变大，泄油量增大，使喷咀 前的压力变低， 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，并通过喷咀挡板系统将信号放大。

20、挡板两侧的喷咀前油压，与下部滑阀的两个 腔室相通，因此，当两个喷咀前的油压不等时，则滑阀两端的油压不相等，滑阀在压差 作用下产生移动， 滑阀上的凸肩所控制的油口开启或关闭，便可以控制高压油由此通向 油动机活塞下腔， 以开大汽阀的开度， 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稳定性，在伺服阀中设置了反馈弹簧。 另外在伺服阀调整时有一定的机械零偏，以便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，使汽阀关闭。3.2.4 电磁换向阀在开关型执行机构上均有一只电磁换向阀，这是一种常闭型二位二通电磁阀（使用 时可以用二位四通电磁阀

21、代替） 。电磁铁断电时，在电磁阀内弹簧力的作用下，电磁阀 处于关闭位置，油路断开； 电磁铁通电时， 电磁阀处于打开位置，油路接通。电磁阀 主要用作蒸汽阀门的松动试验。3.2.5 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，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油动机。 当关闭油动机的隔离阀， 便可以在线检修该油动机的伺 服阀、卸荷阀、换滤网等，而不影响其它汽阀正常工作。3.2.7 位移传感器TDZ-1 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

22、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两只位传感器。4. 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。在异常情况下，使汽轮机危急停机，以保护汽轮机安 全。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

23、就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。危急遮断系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机遮断电磁阀 （20/AST） 和二 只超速保护控制阀（20/OPC）的危急遮断控制块（亦称电磁阀组件）、隔膜阀和压力开关等 所组成。4.1 AST 电磁阀(20/AST)(AST)母管在正常运行时，它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断 上的抗燃油泄油通道， 使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀 失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。电磁阀 （20/AST） 是组成串并 联布置，这样就有多重的保护性。每个通道中至少需一只电磁阀打开，才可导致停机。同进也提高了可靠性，四只 AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。4.2 OPC电磁阀（20/OPC）0P（电磁阀是超速控制电磁阀，它们是受 DEH控制器的0