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1、汽轮机调节保安系统 汽轮机调节保安系统 汽轮机的调节保安系统采用数字式电调系统（DEH），液压部分采用高 压抗燃油系统（EH）。 本调节保安系统大致可分为DEH系统，EH系统，危急保安系统、ETS（ 电子部分）和TSI系统几大部分。 EH系统的总的功能是接受DEH信号操纵汽轮机的进汽阀,以调节通过汽轮 机的蒸汽流量,除正常控制进汽阀门的开度外，EH系统还包括在危急情况 下自动关闭油动机的装置（卸载阀）。 EH系统可分为EH供油系统、EH执行机构；EH供油系统是以高压抗燃油 为介质,为执行机构及安全部套提供动力油源并保证油的品质.EH执行机 构用来直接控制各汽阀的开度。 EH执行机构有高压主汽门
2、油动机2台，高压调门油动机4台，再热主汽门 油动机2台和再热调节汽阀油动机4台。油动机的开启、关闭或开度的大 小均由DEH的电信号控制，同时还设有由OPC和AST油压控制的联锁保 护功能。 危急保安系统由危急遮断控制块、隔膜阀、超速遮断机构和综合安全装 置等组成，为系统提供超速保护及危急停机等功能。 ETS（电子部分）是汽机的紧急停机装置，它根据汽轮机安全运行要求 ，接受就地一次仪表 TSI二次仪表及其他系统要求汽机停机的信号，控 制停机电磁阀，使机组紧急停机，保护汽轮机。 汽轮机调节保安系统 TSI是汽轮机的监测保护系统，在汽轮机盘车、启动、运行和超速试验试 验以及停机过程中，可以连续显示和
3、记录汽轮机转子和汽缸机械状态参 数，并在超出预置的运行极限时发出报警，当超出预置的危险值时发送 停机信号给ETS，使机组自动停机。 各机构的工作原理: 每个油动机与系统之间有3根油管相连，一根是由EH供油系统提供的 高压油作为油动机的动力油源送到每一个油动机，每个油动机在高压油 入口都配有隔离截止阀，在线维修时如需更换油动机上的某一元件，可 以关闭此阀后进行，不必停泵。每个油动机上还有一根回油管与系统的 有压回油母管相通，出口处有一个逆止阀，防止在线维修时有压回油的 油倒流泄漏。另一根为安全油管，出口处也有一个逆止阀，用于在泄去 某一个油动机的安全油压以达到快关该油动机（如做汽阀门杆活动试验
4、）时不会影响其余油动机的工作状态。主汽门油动机（简称TV）和再热 主汽门油动机（简称RSV）的安全油管与危急遮断（AST）油总管相通； 调节汽阀油动机（简称GV）和再热调节汽阀油动机（简称IV）的安全油 管与超速保护（OPC）油总管相通。AST母管与OPC母管均通入危急遮断控 制块，在危急遮断控制块内，AST母管与OPC母管之间布置了2个并联逆止 阀，方向为OPC向AST可通，反向逆止，这样可以在103超速保护动作时 只泄去OPC油压而保持AST油压，而在泄去AST油压（如停机）时，OPC油 压自动泄去，不必动作相关的OPC电磁阀。 各机构的工作原理: 油动机均为单侧型，油压提供开启力，关闭依
5、靠弹簧力。油动机有可控 型和全开全关型2种，其中RSV为全开全关型，其余为可控型。 在汽机复位（建立隔膜阀上方油压，关闭隔膜阀）和挂闸（给4个AST电 磁阀通电，使之关闭）后，高压油（HP）经RSV的截止阀和节流孔进入油 缸高压腔，该油腔与卸荷阀高压腔相通，卸荷阀的主阀芯上有一个节流 孔，高压油流过节流孔后经逆止阀向危急遮断（AST）油母管供油，使 AST油压上升接近HP油压，随着油压的上升，RSV逐渐打开，直到全开。 要关闭RSV有3种途径，一是泄去AST母管油压（相当于停机状态）；二 是松出卸荷阀的压力调节手柄，使溢流阀打开，但由于AST逆止阀的作用 ，AST母管油压不会泄去，因而其它油动
6、机的状态不会受到影响，适用于 手动门杆活动试验或调试时对某一油动机进行单独操作；三是给试验电 磁阀（20/RSV）通电，起到卸去卸荷阀的压力。适用于进行遥控门杆活 动试验 TV的工作原理: TV的工作原理: HP经隔离阀、滤芯后一路到伺服阀，到一个2位3通电磁阀（20/TV） ，另一路经节流孔后成为AST油压。伺服阀相当于一个三位四通方向阀， 用于单侧油动机时有一个输出口堵死，故相当于一个三位三通方向阀， 方向阀的开闭由伺服放大器输出的电流信号确定。当伺服阀输入电流为 零偏电流（接近于零）时，伺服阀相当于一个隔离阀，各个油路均不通 ，使油动机保持开度不变；当伺服阀输入正向电流（按油动机开的方向
7、 定义），伺服阀就接通高压油与油缸高压腔的油路，同时高压油到达卸 荷阀。电磁阀（20/TV）与RSV的试验电磁阀（20/RSV）的型号是相同的 ，但此处用作2位3通方向控制阀，断电时AST的进出油口相通，通电时将 AST进油口隔断，AST出油口与回油口接通。当机组处于挂闸状态时，危 急遮断电磁阀（20/AST）和隔膜阀关闭，AST母管中就会建立压力，卸荷 阀就会关闭不通，则油缸活塞就会向上移动；当伺服阀输入反向电流， 伺服阀就接通油缸高压腔与低压腔的油路，油缸活塞就会在弹簧的作用 下向下移动。我们将HP通入活塞杆腔，活塞杆受拉力时开汽门的油动机 称为拉式油动机，比较适用于油动机活塞杆与汽门门杆
8、直接相联的直动 式结构。 GV 、IV的工作原理: GV的部件与功能与TV相同,区别仅在于GV油动机的行程较短，TV的危急遮 断(AST)油管对GV来说是超速保护(OPC)油管,GV的卸荷阀与RSV相同。 IV的主要部件、结构与TV相同。区别仅在于作用于快速卸荷阀的是OPC油 压。 电液伺服阀的工作原理 电液伺服阀的工作原理 1过滤器 2节流孔 3喷嘴 4 可动衔铁 5力矩马达 6线圈 7弹簧管 8-挡板 9反馈杆 10阀心 11节流孔 电液伺服阀的工作原理 电液伺服阀是由一个电力矩马达以及带有机械反馈的二级液压功率 放大所组成。第一级是由一个双喷嘴及一个单挡板组成，此挡板固定在 衔铁的中点，
9、并且在二个喷嘴之间穿过，使在喷嘴的端部与挡板之间形 成了二个可变的节流间隙。由挡板及喷嘴控制的油压作用在第二级滑阀 两端的端面上。第二级滑阀是四通滑阀结构，在这种结构中，在相同的 压差下，滑阀的输出流量与滑阀开口成正比。一个悬臂反馈针固定在衔 铁上，穿过挡板嵌入滑阀中心的一个槽内。在零位位置，挡板对流过二 个喷嘴的油流的节流相同，因此就不存在引起滑阀位移的压差。当有信 号作用在力矩马达上时，衔铁及挡板就会偏向某一个喷嘴，使得滑阀两 端的油压不同，从而推动滑阀移动，使高压油进入油缸高压腔或将油缸 高压腔中的高压油泄放至回油，油动机的动作使LVDT的反馈信号与阀位 指令信号趋向一致。此时，作用在力
10、矩马达上的电流消失，挡板在喷嘴 作用下回到中间位置，滑阀两端的压差为零，滑阀就在反馈针的作用下 回到原始位置，直到输入另一个信号电流为止。 LVDT工作原理 LVDT即线性位移差动变送器，是一种电气机械式传感器，它产生与 其外壳位移成正比的差动电信号。它由三个等跨分布在圆筒形线圈架上 的线圈所组成，一个磁铁芯固定在油动机连杆上。此铁芯是沿轴向在线 圈组件内移动，并且形成一个连接线圈的磁力线通路，中央的线圈是初 级的，它是由交流中频电进行激励的。这样，在外面的二个线圈上就感 应出电压。这二个外面的线圈（次级）是反向串接在一起的，因而次级 线圈的二个电压相位是相反的，变压器的净输出是此二个电压的差
11、。铁 芯的中间位置，输出为零，这就称作零位。零位是机械地调整在油动机 行程的中点。LVDT的输出是交流的，它必须由一解调器进行整流，以便 与要求的油动机位置信号相加。 TV的卸荷阀 TV的卸荷阀 TV的卸荷阀结构比较特殊，是专门设计制造的，这是由于TV的油缸直径和行 程都比较大，象其它油动机一样，采用市场品溢流阀作为卸荷阀已不能满足快关 要求。当OPC油压泄去时，溢流阀的阀芯在弹簧力的作用下处于开启位置（向上） ；当OPC油压上升时，首先将油压作用于阀垫上方的小腔室，将阀体向下移动，直 到上阀座低部密封线密封（此时，阀体下密封线应留有一定的间隙，这是因为一 方面在机械加工上无法达到上下二道密封
12、线同时严格密封的要求，另一方面是为 了一旦从油缸来的EH油有压力时，留下的间隙可以排油泄压，避免将阀体向上推 动，使上阀座下的密封线出现间隙，无法建立阀垫上方OPC油压腔室内的压力，以 至不能最终达到关闭卸荷阀的目的），然后OPC油通过节流孔进入阀垫上方OPC油 压腔室，由于上阀座在装配以后留有上下0.40.6的串动间隙，仅依靠阀垫与上 阀座之间的“O”形橡胶密封圈的弹力将间隙留在阀垫与上阀座之间，随着阀垫上方 OPC油压腔室内压力的升高，作用于阀垫大面积上的力将进一步压缩“O”形橡胶密 封圈，推动阀体向下移动，直到阀体下间隙消除为止，这就完成了关闭卸荷阀的 过程。由于OPC油压作用于阀垫上的
13、总面积约为从油缸来的EH油压作用于阀体下方 的面积的1.4倍，即使OPC油压略低时，卸荷阀也不会顶开。 TV的卸荷阀 截止阀是用来切断供给油动机的高压油，这样就可以进行对油动机的不 停机检修，如更换电液伺服阀或快速卸荷阀。 2个逆止阀分别位于回油管路和AST管路上。用在回油管路上的回油逆止 阀，用来防止在油动机检修期间由有压力回油总管来的油流回到油动机 去。另一危急遮断油管路上的逆止阀，可在打开快速卸载阀关闭本油动 机（无论它是在作试验还是在维修）时不会泄去AST总管油压，使其他油 动机的位置不受影响，同时又防止检修时危急遮断油总管中的压力油倒 灌。 危急遮断控制块 危急遮断控制块 危急遮断控
14、制块上安装了2只OPC电磁阀、4只AST电磁阀和2只逆止阀。 2只OPC电磁阀对超速保护（OPC）信号起反应，由DEH控制。万一发生甩 负荷（超过30%），或者当机组超速到额定值的103%时，则DEH将给电磁 阀约3秒的脉冲信号，于是，将OPC打快油快速泄放到回油管。主调节汽 阀与再热调节阀将迅速关闭。止回阀将在OPC泄压时保持危急遮断（AST ）母管中的油压，使主汽阀及再热主汽阀保持开启状态。 在汽轮机内部的余汽膨胀后，汽轮机转速将降低。当OPC动作后7.5S，切 机组转速降低到3090r/min以下时,DEH将切断电磁阀电源，电磁阀将关闭 。高.中压调门打开控制转速,维持3000r/min
15、。然后，将机组同步并带负 荷，以防止机组迅速冷却。 系统中提供两个OPC电磁阀，作为双重保护，以防止一只阀失效，而使 OPC控制失效，为机组留下超速隐患。 危急遮断控制块 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 则包括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
16、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 或在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 OPC电磁阀与AST电磁阀均为先导型，其区别是：OPC电磁阀是由内部供油 控制的，而AST电磁阀则由高压油路来的外部供油控制；OPC电磁铁为直 流电磁铁，AST电磁铁为交流电磁铁；OPC电磁阀与AST电磁阀的阀体结构 相同，仅需调整内部节流孔的安装位置，将OPC电磁阀调整为常闭型，即 失电关闭，而将AST电磁阀调整为常开型，即失电打开。 危急遮断控制块 4只危急遮断电磁阀（20/AST）都是两级动作阀，其第一级动作是正常时 通电关闭。经节流后的油，通过导阀窗口进入阀门左侧。电磁阀处于通 电关闭
