时,超速控制系统通过OPC电磁阀快关高、中压调节汽阀,实现对机组的保护。
2)危机遮断控制。
该保护是在ETS系统检测到机组超速达到110%n。
,通过AST电磁阀关闭所有的主汽阀和调节汽阀,实行紧急停机。
(4)机组和DEH系统的监控功能
4.该监控系统在启停和运行过程中对机组和DEH装置两部分进行状况监督。
内容包括操作状态按钮指示、状态指示和CRT画面,其中对DEH监控的内容包括重要通道等;CRT画面包括机组和系统的重要参数、运行曲线、潮流趋势等。
2.6DEH调节系统的运行方式
在DEH中调节系统设有四种运行方式,且机组可在其中任何一种方式下运行,其关系是:
二级手动---一级手动----操作员自动----汽轮机自动ATC,紧邻的两种方式相互摩擦,并做到无扰切换。
此外,居于二级手动以下还有一种硬手操,作为二级手动的备用,但两者无跟踪,需对位操作后才能切换。
(1)二级手动运行方式是跟踪系统中最低级的运行方式,作为备用运行方式。
该级由常规模拟元件组成,系统故障时,自动转入模拟系统控制,确保机组的安全可靠。
(2)一级手动是一种开环运行方式,它具有操作超速保护控制器、主汽阀压力控制器、外部触点返回等保护功能,该方式作为汽轮机自动方式的备用。
(3)操作员自动方式是DEH调节系统最基本的运行方式,它可以实现汽轮机转速和负荷的闭环控制,且具有保护功能。
(4)汽轮机自动是最高级运行方式,它不是来自于操作员,而是由计算机程序进行控制,因此,是居于操作员自动上的一级最高运行方式。
3.1调节系统的电液伺服执行机构
在DEH调节系统中,数字部分的输出,经过数/模转换后,进入电液伺服执行机构,该机构由伺服放大器、电液转换器、油动机及其位移反馈(LVDT)组成,是DEH的放大和执行机构。
图6—3为引进型机组DEH调节系统的液压系统图。
一般机组的调节油和润滑油为分开的独立系统。
这里介绍的为调节油,即EH油系统,它有四大部分组成:
图的右下方为保护和遮断系统,用于机组保护;右上方为遮断试验系统,用于系统试验;左上方为中压主汽阀(2个)和调节阀(2个)控制系统;左下方为高压主汽阀(2个)和调节汽阀(4个)控制系统。
各油动机及其相应的汽阀称为DEH系统的执行机构,整个调节系统有10个这种机构,由于其调节对象和任务的不同,其结构型式和调节规律也不相同,但从整体看,它们具有以下相同的特点:
图6-3DEH调节系统的液压控制系统
(1)所有的控制系统都有一套独立的汽阀、油动机、电液伺服阀(开关型汽阀例外)、隔绝阀、止回阀、快速卸载阀和滤油器等,各自独立执行任务。
(2)所有的油动机都是单侧油动机,其开启依靠高压动力油,关闭靠弹簧力,这是一种安全型机构,例如在系统漏“油”时,油动机向关闭方向动作。
(3)执行机构是一种组合阀门机构,在油动机的油缸上有一个控制块的接口,在该块上装有隔绝阀、快速卸载阀和止回阀,并加上相应的附加组件构成一个整体,成为具有控制和快关功能的组合阀门机构。
3.2高压主汽阀和调节汽阀的组合机构
高压主汽阀(TV)和高压调节汽阀(GV)是一种控制型的阀门机构,运行时可以根据需要将汽阀控制在任意的中间位置上,其调节规律是蒸汽流量与阀门的开度成正比。
1.控制型汽阀的工作原理
图6—4为控制型汽阀的工作原理图,图中给出了组合阀门的各种主要功能构件,TV和GV两种汽阀的结构相同。
图6—4高压主汽阀和调节汽阀的工作原理图
高压抗燃油经隔绝阀和滤油器到电液伺服阀,由伺服阀控制油动机。
在每一个控制型的伺服执行机构前,即在DEH控制器中均有一块伺服回路控制卡(VCC卡),DEH控制器中经计算机运算处理后的阀位指令信号在综合比较器中和线性差动变送器(LVDT)来的并经解调器处理后的负反馈信号相比较即相减,其差值信号经放大器放大后控制电液伺服阀,在电液伺服阀中将电气信号转换成位移信号,使伺服阀的主滑阀移动,并将液压信号放大后控制油通道。
当增加负荷时,伺服阀使高压油进入油动机活塞下油腔,油动机活塞向上移动。
经杠杆或连杆使汽阀开启;当减小负荷时,伺服阀使压力油自活塞下腔泄出,借助弹簧力使活塞下移而关小汽阀。
只要阀位指令信号与活塞位移(LVDT的反馈)的差值不为零,伺服阀就控制油动机的活塞位移。
只有差值为零时,电液伺服阀的主滑阀回到中间位置,从而切断油动机的油通道,油动机停止运动。
此时油动机活塞及阀门停留在DEH控制器所要求的位置上,从而控制了阀门的开度及汽轮机的进汽量。
主汽阀和调节汽阀的油动机旁,各设有一个快速卸荷阀,用于汽轮机故障需要停机时,通过安全油系统使遮断油总管失压,快速泄去油动机下腔的高压油,依靠弹簧力的作用,使汽阀迅速关闭,以实现对机组的保护。
在快速卸荷阀动作的同时,工作油还可排人油动机的上腔室,从而避免回油旁路的过载,这是一种巧妙的设计。
2.电液伺服阀(电液转换器)
电液伺服阀的任务,是把电量转换为液压量去控制油动机。
如图6-5所示为该阀的工作原理。
它是由一个力矩马达、两级液压放大和机械反馈系统等组成。
第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统,第二级放大是滑阀系统。
当伺服放大器输出的电流改变时,电液伺服阀内力矩马达的衔铁线圈中有电流通过,产生一磁场,在其两侧磁铁的作用下,产生一旋转力矩,使衔铁旋转并带动与之相连的挡板转动,当挡板移近某一只喷嘴时,该喷嘴的泄油面积减小,流量减小,喷嘴前的油压升高;与此同时,另一只喷嘴与挡板的距离增大,流量增加,喷嘴前的油压降低;由于挡板两侧喷嘴的油压与下部滑阀的端部油室是相通的,当两只喷嘴前的油压不相等时,则滑阀两端的油压也不相等,差压导致滑阀移动,使滑阀凸肩所控制的油口开大或关小,并控制通往油动机活塞下腔的高压油,使油动机活塞上升时为开大汽阀,下降时为关小汽阀。
为了增加调节系统的稳定性和保证挡板返回中间位置,在伺服阀中设置了反馈弹簧片,该弹簧片的作用有两个:
一是当四通滑阀产生压差时,滑阀向一方移动,打开油口使油动机进(或泄)油并运动,线性位移变送器反馈使伺服放大器的输出趋于零,电液伺服阀内的引力和弹簧片等的反力矩与输入电流所产生的正力矩平衡时,电液伺服阀回到中间位置,油动机断流并在新位置上保持平衡。
二是该反馈弹簧在伺服阀调整时有一机械零偏,以便在运行过程中突然发生断电或失去电信号时,借助于机械力的作用,仍可使得阀偏移一侧,保证调节汽阀的关闭。
3.快速卸荷阀
快速卸荷阀是一种由导阀控制的溢流阀,用于机组发生故障时,迅速泄去安全油,实现紧急停机。
图6—6快速泄荷阀的工作原理
图6—6为快速泄荷阀的工作原理。
该阀安装在油动机板块上,它的上部装有一杯状滑阀,滑阀下部的腔室与油动机活塞下部的高压油相通,并受到高压油的作用。
在滑阀低部的中间有一个小孔,使少量的压力油通到滑阀上部的油室。
该室有两条油路,一路经过逆止阀与危机遮断油路相通,正常运行时由于遮断油总管上的油压等于高压油的油压,它顶着逆止阀并使之关闭,滑阀上的压力油不能由此油路泄去;另一路是经针形阀控制的缩孔,控制通到油动机活塞上腔的油通道,调节针形阀的开度,可以调整滑阀上的油压,以供调试整定之用。
正常运行时,滑阀上部的油压作用力加上弹簧的作用力,大于滑阀下部高压油的作用力,使杯形滑阀压在底座上,连接回油油路的油口被关闭。
当汽轮机故障、电磁阀动作,遮断油总管失压时,作用在杯形滑阀上的压力油顶开逆止阀并泄油,使滑阀上部的油压急剧下降,下部的高压油推动滑阀上移,滑阀套的泄油孔被打开,从而使油动机的高压油失压,并在弹簧力的作用下迅速下降,关闭调节汽阀,实行紧急停机。
快速卸荷阀也可用作调节汽阀或主汽阀的手动关闭。
在手动关闭任何一个汽阀时,首先要关断隔绝阀,以防止快速卸荷阀放走大量的高压油,然后将压力整定调整杆反向慢慢旋出,从而改变针形阀控制的泄油口,缓慢地改变快速卸荷阀中杯形滑阀上部的油压,使杯形滑阀上升,开启快速卸载油口,改变油动机活塞下腔室的动力油压,使汽阀慢慢关闭。
此后,如要重新打开汽阀,应首先将压力调整杆调到最高油压位置,然后慢慢打开隔绝阀。
4.隔绝阀
隔绝阀也称隔离阀,用于切断通往油动机的高压油。
工作时该阀全开,运行中关断该阀,可以对油动机、电液伺服阀、快速卸载阀和位移变送器进行不停机检修,以及清理或更换过滤器等。
5.过滤器
为了保证电液伺服阀的清洁,保证阀内节流孔喷管和滑阀能正常工作,所有进入电液伺服阀的高压油,均需经过过滤器的过滤。
滤网要每年更换一次,被更换下来的滤网,当有合适的滤网清洗设备时,在彻底清洗干净后还可以再使用。
此外,电液伺服阀内还有一道滤网,以确保油的清洁。
6.逆止阀
在油动机的控制油路上设有2个逆止阀,1个是通往危机遮断油路总管去的逆止阀,见图6—3。
其作用是当检修运行中某一台油动机时,其对应的隔绝阀已经关闭,使油动机活塞下的油压消失,由于其他油动机还在工作,该逆止阀的作用,就是阻止危机遮断油总管上的油倒流人油动机;另一个逆止阀是安装在回油管路上,以防止在油动机检修期间,由压力回油总管来的油倒流到被检修的油动机去。
两阀共同保证了油动机的不停机检修。
7.线性位移差动变送器
LVDT的作用是把油动机活塞的位移(同时也代表调节汽阀的开度)转换成电压信号,反馈到伺服放大器前,与计算机送来的信号相比较,其差值经伺服放大器功率放大并转换成电流值后,驱动电液伺服阀、油动机直至调节汽阀。
当调节汽阀的开度满足了计算机输入信号的要求时,伺服放大器的输入偏差为零,于是调节汽阀处于新的稳定位置。
LVDT由一芯杆与外壳所组成,如图6—7所示,在外壳中有3个线圈,一个是初级线圈,供给交流电源;在中心点的两侧各绕有一个次级线圈,这两个线圈是反向连接,因此,次级线圈的净输出是两线圈所感应的电动势之差。
当线圈内的铁芯处于中间位置时,两个次级线圈所感应的电动势相等,变送器输出的信号为零。
当铁芯与线圈有相对位移,例如铁芯向上移动,则上半部线圈所感应的电动势较下半部线圈所感应的电动势大,其输出的电压代表上半部的极性。
次级线圈感应的电动势经整形滤波
后,转变为铁芯与线圈间相对位移的电信号输出。
在实际装置中,外壳是固定不动的,铁芯通过杠杆与油动机活塞连杆相连,这样,输出的信号便可模拟油动机的位移,于是,也就代表了调节汽阀的当前开度。
3.3中压主汽阀的组合机构
中压主汽阀也称再热蒸汽主汽阀,它只在全开和全关两个位置,属于开关型汽阀。
中压主汽阀组合机构的主要组成部件是:
油缸、控制块、电磁阀、溢流阀、隔绝阀、逆止阀(2个)等,其组成与上述高压调节阀类似,但由于它是一种开关型执行机构,没有控制功能,因此具有不同的特点。
(1)由于没有控制功能,所以不必装设电液伺服阀及其相应的伺服放大器。
(2)增设1个二位二通电磁阀,用于开关中压主汽阀,以及定期进行阀杆的活动试验,保证该阀处于良好的工作状态。
当电磁阀动作时,能迅速地泄去中压主汽阀的危急遮断油,使快速卸载阀动作,紧急关闭主汽阀。
该机构安装在中压缸主汽阀的弹簧室上,其油动机活塞杆与该主汽阀的阀杆直接相连,因此,当油动机向上运动时为开启中压主汽阀,油动机向下运动时为关闭中压主汽阀。
油动机是单侧油动机,高压抗燃油提供开启汽阀的动力,快速卸载阀泄油可使油动机下腔室的动力油失压,依靠弹簧力的作用,快速关闭中压主汽阀。
图6—8是中压主汽阀的工作原理图,高压动力油自隔绝阀引入,经过一个固定节流孔板后直接进入油动机的下腔室,该节流孔板是用来限制油动机