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1、汽轮机数字电液控制系统 Digital Electro Hydraulic Control System for Steam Turbines 下 第六 下 第六 九章 九章 南京工程学院南京工程学院 王毅林编写王毅林编写 教材 数字式电液调节系统教材 数字式电液调节系统 肖增肖增弘弘 第六章第六章 电液调节系统中的主要部件电液调节系统中的主要部件 第一节第一节 电子调节装置电子调节装置 一 一 转速测量元件转速测量元件 1 组成组成 磁阻磁阻发讯器 永久磁钢 铁芯 线圈发讯器 永久磁钢 铁芯 线圈 频率频率 转速 转速 变送器变送器 2 磁阻发讯器磁阻发讯器 感应电压的频率感应电压的频率f
2、Z 60 3 频率 转速 频率 转速 变送器变送器 将感应电势转变将感应电势转变为直流电压模拟信号后发送给为直流电压模拟信号后发送给 二 二 功率测量元件功率测量元件 1 霍尔效应 霍尔效应 半导体薄片置于磁场中 当沿半导体薄片置于磁场中 当沿薄片的一薄片的一 对边对边通以电流 则另一对边通以电流 则另一对边就会产生就会产生 电电势 如势 如电磁场为电磁场为B 感应电流 感应电流IS 感感 应应电势电势VH 显然 霍尔元件为一乘法器 显然 霍尔元件为一乘法器 SHH BIKV 电压变换 霍尔元件 乘法器 放大与信号 处理 电流变换 U I I s B VHP 霍尔效应功率传感器原理图 2 测功
3、原理测功原理 三相功率需要三个霍尔元件测量 其值加和 三相功率需要三个霍尔元件测量 其值加和 三 三 频差校正器频差校正器 死区死区 滤去小滤去小波动 防止系统频繁动作波动 防止系统频繁动作 死区死区 线性线性 限幅限幅 线性线性 参与一次 参与一次调频 系数可调 速度调频 系数可调 速度 不等率不等率3 6 限幅 限幅 防止带上过防止带上过大变动负荷大变动负荷 一次调频限制 负荷控制阶段可以切除转速回路一次调频限制 负荷控制阶段可以切除转速回路 图图6 5频频差校正原理图差校正原理图 图图6 6功率功率校正器原理图校正器原理图 P n rpm 0 2 212 12 8 8 某300MW机组D
4、EH系统的静态特性 P MW n rpm 2988 3012 300 3000 2 240 四 四 功率校正器功率校正器 限幅器限幅器对负荷指令的高低限进行检查 对负荷指令的高低限进行检查 主主汽压限制 汽压限制 TPL 限低限低 RB TV或或GV阀阀试验等试验等 限高限高 运行人员运行人员 高 低限高 低限 五 五 调压校正器调压校正器 该回路为再热机组中 为弥补该回路为再热机组中 为弥补MW回路响应慢而设 回路响应慢而设 参数变换器参数变换器 将流量需求转化为调压设定 将流量需求转化为调压设定IPS 调调压设定值压设定值IPS会根据会根据机组特性不断修正 使机组特性不断修正 使 可以实现
5、 可以实现 负荷上 负荷上 下限下限 级别高级别高 图图6 7 调节级调节级压力校正原理压力校正原理 第六章思考题第六章思考题 1 DEH的频率校正器一般是如何对转速偏差进行修正的 2 画出DEH控制系统的静态特性曲线 并说明其作用 第七章第七章 EH油系统油系统 第一节第一节 EH抗燃油抗燃油 一 一 EH抗抗燃油的特点燃油的特点 三芳基磷酸酯人工三芳基磷酸酯人工合成油合成油 特点 抗燃 自然点高 特点 抗燃 自然点高 略略有有毒性 易氧化 水解 毒性 易氧化 水解 汽轮机汽轮机 调节调节系统采用抗系统采用抗燃油的必要性 燃油的必要性 不易着火 安全不易着火 安全 允许油压高允许油压高12
6、14MPa 同提升力下油动机尺寸小同提升力下油动机尺寸小 快关时排油量小快关时排油量小 快关速度快 快关速度快 0 15s 二 二 抗抗燃油的特性燃油的特性 1 基本理化性能基本理化性能 2 物理特性物理特性 密度密度略大于略大于水 并且水 并且具有良好的润滑性及具有良好的润滑性及阻燃性 热阻燃性 热 板着火温度一般在板着火温度一般在700 以上以上 具有 具有自熄灭自熄灭性 略性 略有有毒性 毒性 粘度粘度较透平较透平油大油大 也比同类石油基液压油更能吸收水分 也比同类石油基液压油更能吸收水分 基本物理化学性能 ZR 881 中 FYRGUEL EHC 美 OMTN 俄 L TSA32 中
7、汽轮机油 密度 kg m3 1 154 1 15 1 170 0 8788 运动粘度 40 C mm2 s 32 54 39 4 36 28 8 35 2 水分 0 03 0 0445 0 1 无 氯含量 mg l 15 10 倾点 C 28 24 17 240 180 热板着火点 C 700 700 720 500 3 化学特性化学特性 具有具有良好的化学稳定性 磷酸酯油与其它材料并不普良好的化学稳定性 磷酸酯油与其它材料并不普 遍遍相容 相容 金属材料 钢金属材料 钢 铝 镁 银 巴氏合金 铝 镁 银 巴氏合金等等 相容相容 丁晴橡胶 丁晴橡胶 氯丁橡胶 天然橡胶等氯丁橡胶 天然橡胶等 不
8、相容不相容 丁基橡胶丁基橡胶 乙丙 乙丙橡胶 氟化橡胶 聚乙烯 橡胶 氟化橡胶 聚乙烯 聚丙烯 聚四氟乙烯聚丙烯 聚四氟乙烯 环氧树脂等环氧树脂等 相容相容 目前目前 EH系统密封件大多采用系统密封件大多采用碳碳氟橡胶氟橡胶 4 水解酸化水解酸化 磷酸酯磷酸酯 单酯单酯 系统内漏系统内漏 水水 腐蚀腐蚀 酸性或碱性酸性或碱性 多多酯酯 金属颗粒金属颗粒 设备设备卡卡涩涩 酸值是油酸值是油液性能退化的指标之一液性能退化的指标之一 忌水忌水 水解水解 酸性酸性 调调 节节 品品 质质 下下 降降 5 氧化分解氧化分解 高温高温氧氧化 在化 在温度高于温度高于64 以上时氧化分解成以上时氧化分解成磷
9、酸磷酸 高温高温来自两个来自两个方面 一方面 一是是EH油路系统及电液伺服系统油路系统及电液伺服系统 靠近汽轮机的高温部件 特别是在高压主汽门等液压执靠近汽轮机的高温部件 特别是在高压主汽门等液压执 行器附近存在行器附近存在EH液压油的流动死区 另一是液压油中含液压油的流动死区 另一是液压油中含 有空气 气泡的压缩产生局部高温有空气 气泡的压缩产生局部高温 忌高温忌高温 6 油油中颗粒度中颗粒度 控制元件控制元件卡卡涩 堵塞 调节性能涩 堵塞 调节性能 催化剂 加速氧化和水解 催化剂 加速氧化和水解 EH油老化油老化 一般要求清洁度的标准 优于一般要求清洁度的标准 优于NAS5级或级或SAE2
10、级 级 颗粒度颗粒度 腐蚀速度腐蚀速度 第二节第二节 EH油系统及其主要设备油系统及其主要设备 一 一 EH油油系统系统作用作用 提供满足汽轮机液压系统工作要求的汽提供满足汽轮机液压系统工作要求的汽 轮机控制轮机控制和保护用压力和保护用压力油油 二 二 系统组成和工作过程系统组成和工作过程 1 系统系统流程流程 见图见图7 1 2 系统系统主要主要组成组成 EH油箱 油箱 2 100 高压油泵 高压油泵 1套抗燃油再生装置 若套抗燃油再生装置 若 干个高压和低压蓄能器 干个高压和低压蓄能器 2 100 冷油冷油器等器等组成 组成 三 三 EH油系统主要设备油系统主要设备 1 油箱油箱 起储油
11、分离杂质的起储油 分离杂质的作用作用 油位 油位 高油位 高油位 正常油位 低油位 报警油位和停机正常油位 低油位 报警油位和停机 油位 油位 粘 度 mm s 2 357 150 37 25 102030405060 温度 禁启油泵禁启油泵 允许点允许点 动油泵动油泵 允许运行温度允许运行温度 55 投冷却水投冷却水 38 停冷却水停冷却水开电加热器开电加热器 油箱油温 温度继电器油箱油温 温度继电器 和电加热器 和电加热器 2 高压油泵高压油泵 2 100 一运一备一运一备 一般一般采用容积泵如采用容积泵如柱塞泵柱塞泵 或高压或高压叶片泵 原理叶片泵 原理结构见结构见图图 容积泵 供油可靠
12、 压力容积泵 供油可靠 压力 高 效率较低 有定量泵和高 效率较低 有定量泵和 变量泵两种 变量泵两种 EH油压低 油压低 10 9MPaMPa 连启备泵 压力开关 连启备泵 压力开关1717 联锁和在线联泵试验 联锁和在线联泵试验 3 油箱控制块组件油箱控制块组件 见图见图7 3 滤滤芯芯 双双联滤网 联滤网 10 m金属丝网 压差开关 报警 切换金属丝网 压差开关 报警 切换 单作用单作用叶片泵工作叶片泵工作原理图原理图 叶片 定子 转子 双作用双作用叶片泵工作原理图叶片泵工作原理图 柱塞泵原理示意图柱塞泵原理示意图 卸荷阀卸荷阀 高压集管油压过高时 高压集管油压过高时 卸卸去工作油泵出口
13、油流 去工作油泵出口油流 减轻泵的载荷 集管油压 减轻泵的载荷 集管油压 12 4MPa 14 5MPa12 4MPa 14 5MPa 逆止阀逆止阀 防止高压集管油流经泵倒流回油箱 防止高压集管油流经泵倒流回油箱 溢流阀溢流阀 又称 安全阀 过压保护阀 防止高压集管和下又称 安全阀 过压保护阀 防止高压集管和下 游用油设备超压 动作压力游用油设备超压 动作压力 15 9MPa15 9MPa 16 2MPa16 2MPa 4 蓄能器蓄能器 高压蓄能器 活塞式 高压蓄能器 活塞式 稳定稳定高压油压力 布置在高压油管路 阀门附近 高压油压力 布置在高压油管路 阀门附近 充气压力约充气压力约9MPa
14、低压蓄能器 皮囊式 低压蓄能器 皮囊式 回回油量大时临时储油 保证回油畅通 油量大时临时储油 保证回油畅通 充气压力充气压力 约约0 21MPa 图图7 8 活塞式蓄能器活塞式蓄能器 图图7 9 低压蓄能器低压蓄能器 5 冷油冷油器器 2 100 油箱油温 油箱油温21 60 冷油器布置 冷油器布置 在有压回油或油箱侧 三通切换阀 三态 在有压回油或油箱侧 三通切换阀 三态 A B或或 A B 油侧无切断之风险 油侧无切断之风险 6 抗抗燃油再生装置燃油再生装置 硅藻土硅藻土滤油滤油器器 波纹波纹纤维滤油器 精密滤油器 串联纤维滤油器 精密滤油器 串联 而成 而成 见图见图7 11 作用 吸收
15、酸值 吸收作用 吸收酸值 吸收水分和水分和过滤杂质过滤杂质 7 压力开关压力开关 若干压力开关 监视油系统工作情况 一般包括 若干压力开关 监视油系统工作情况 一般包括 2 个滤网差压高压力开关 个滤网差压高压力开关 1个个EH油压高压力开关 油压高压力开关 1个个EH 油压低压力开关 油压低压力开关 1个个EH油压低联泵压力开关 油压低联泵压力开关 1个回油个回油 压力高压力高压力开关 压力开关 4个个EH油压油压低遮断低遮断 试验压力开关 串试验压力开关 串 并联 并联 第七章第七章 思考题思考题 1 EH抗燃油系统作用是什么 EH系统选择抗燃油系统的原 因是什么 2 EH油系统包括哪些主
16、要设备 3 油箱 高压蓄能器 低压蓄能器 抗燃油再生装置 过 压保护阀 溢流阀 卸荷阀的主要作用是什么 第八章第八章 电液伺服执行机构电液伺服执行机构 第一节第一节 概述概述 一 一 液压伺服系统组成液压伺服系统组成 由由伺服放大器 电液伺服阀 油动机伺服放大器 电液伺服阀 油动机及线性位移变送及线性位移变送 器 器 LVDT 组成组成 是是DEH的末级放大与的末级放大与执行机构 执行机构 二 二 300MW机组液压调节机组液压调节系统系统 见图见图8 1 伺服放伺服放 大器大器 电液电液伺服阀伺服阀 油动机油动机 LVDT 阀阀位位请求请求 L 图8 1 引进型300MW机组液压调节系统图 三 三 执行机构特点执行机构特点 每个汽门都每个汽门都有一套有一套独立的执行机构独立的执行机构 都是单都是单侧进油侧进油安全型安全型动机 其动机 其开启依靠高压动力油 关开启依靠高压动力油 关 闭靠闭靠弹簧弹簧 所有执行机构都是具有所有执行机构都是具有控制和快关功能的组合阀门机构控制和快关功能的组合阀门机构 汽门控制汽门控制液压液压系统系统 控制型阀门控制型阀门 开关型阀门开关型阀门 TV 2个个
