高壓抗燃油EH系統2 高壓抗燃油EH系統2.1 供油系統EH供油系統由供油裝置、抗燃油再生裝置及油管路系統組成。2.1.1 供油裝置（見圖1）供油裝置的主要功能是提供控制部分所需要的液壓油及壓力，同時保持液壓油的正常理化特性和運行特性。它由油箱、油泵、控制塊、濾油器、磁性過濾器、溢流閥、蓄能器、冷油器。EH端子箱和一些對油壓、油溫、油位的報警、指示和控制的標準設備以及一套自循環濾油系統和自循環冷卻系統所組成。供油裝置的電源要求：兩臺主油泵為30KW、380VAC、50HZ三相一臺濾油泵為1KW、380VAC、50Hz、三相一臺冷卻油泵為2KW、380VAC、50HZ、三相一級電加熱器為5KW、220VAC、50Hz、單相2.1.1.1 工作原理由交流馬達驅動高壓柱塞泵，通過油泵吸入濾網將油箱中的抗燃油吸入，從油泵出口的油經過壓力濾油器通過單向閥流入和高壓蓄能器聯接的高壓油母管將高壓抗燃油送到各執行機構和危急遮斷系統。泵輸出壓力可在021MPa之間任意設置。本系統允許正常工作壓力設置在11.015.0MPa，本系統額定工作壓力為14.5MPa。油泵啟動后，油泵以全流量約85 L/min向系統供油，同時也給蓄能器充油，當油壓到達系統的整定壓力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，使泵的輸出流量減少，當泵的輸出流量和系統用油流量相等時，泵的變量機構維持在某一位置，當系統需要增加或減少用油量時，泵會自動改變輸出流量，維護系統油壓在14.5MPa。當系統瞬間用油量很大時，蓄能器將參與供油。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。各執行機構的回油通過壓力回油管先經過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 63/MP以及 63/HP、63/LP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。冷油器回水口管道裝有電磁水閥，油箱內也裝有油溫測點的位置孔及提供油作報警和遮斷油泵的油壓信號，油位指示器按放在油箱的側面。2.1.1.2 供油裝置的主要部件：2.1.1.2.1 油箱設計成能容納 900升液壓油的油箱（該油箱的容量設計滿足1臺大機和2臺 50給水泵小機的正常控制用油）?？紤]抗燃油內少量水份對碳鋼有腐蝕作用，設計中油管路全部采用不銹鋼材料，其他部件盡可能采用不銹鋼材料。油箱板上有液位開關（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。另外，油箱的底部安裝有一個加熱器，在油溫低于20時應給加熱器通電，提高EH油溫。2.1.1.2.2 油泵考慮系統工作的穩定性和特殊性，本系統采用進口高壓變量柱塞泵，并采用雙泵并聯工作系統，當一臺泵工作，則另一臺泵備用，以提高供油系統的可靠性，二臺泵布置在油箱的下方，以保證正的吸入壓頭。2.1.1.2.3 控制塊（參見圖2） 控制塊安裝在油箱頂部，它加工成能安裝下列部件：a. 四個10微米的濾芯，每個濾芯均分開安裝及封閉。B. 二個單向閥裝在每個泵的出口側高壓油路中。c. 一個溢流閥位于單向閥之后的高壓油母管中，它用來監視油壓，當油壓高于整定值（170.2MPa）時，將油送回油箱，確保系統正常地工作。d. 兩個截止聞，正常全開，裝在單向閥之后的高壓管路上，手動關閉其中的一個閥門，只隔離雙泵系統中的一路，不影響機組的運行，以便對該路的濾油器、單向閥以及泵等進行在線維修或更換。2.1.1.2.4 磁性過濾器 在油箱內回油管出口下面，裝有一個200目的不銹鋼網兜，網兜內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。2.1.1.2.5 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，維持油壓平穩。此蓄能器通過一個蓄能器塊與油系統相連，蓄能器塊土有二個截止閥，此二閥組合使用能將蓄能器與系統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。2.1.1.2.6 冷油器 二個冷油器裝在油箱旁，冷卻水在管內流過，而系統中的油在冷油器外殼內環繞管束流動。冷卻水由冷油器循環冷卻水的出口處的電磁水閥控制。2.1.1.2.7 電器箱（ER端子箱） 電器箱內裝有接線端子排及以下的壓力開關組件：a. 兩個壓差開關（63/MPF-l；63/MPF-2）每個壓差開關指示出裝在油泵出口油路上的濾芯進口側主出口側的壓差。如果壓差達到0.55MPa時，則觸點開關就動作，可用以表示此濾芯被堵塞，并且需要清洗或調換。B. 一個壓力開關（63/PR）感受壓力回油管路小油壓過高，當壓力增加到0.21MPa時，接點閉合，可提供報警信號。c. 二個壓力開關（63MP）感受到油系統的壓力過低信號，當壓力低至11.20.2MPa 時，接點閉合，提供啟動備用油泵信號。d.二個壓力開關（63/HP）感受油系統壓力過高信號，筆巨力高到16.20.2MPa時，接點閉合，提供音響報警信號。e.二個壓力開關（ 63/LP）感受油系統的壓力過低信號，當壓力低到 11.20.2MPa 時，接點閉合，提供音響報警信號。f.兩個壓差開關（63/MPCl；63/MPC2）感受1號及2號油泵出口壓力，可作監視泵是否運轉之用。g.一個壓力傳感器 XD/EHP將021MPa的壓力信號轉換成420mA的電流信號，此信號可以用作用戶的下列選擇性項目： I）驅動一個記錄儀。 ）送到一個電廠計算機去，以監視EH油壓。 ）將信號送給一個裝在控制室中的傳感接收器（壓力指示器）?！県.一個電磁閥20/MPT，它可以對備用油泵起動開關進行遙控試驗。當電磁閥動作時，就使高壓工作油路泄油。隨著壓力的降低，備用油泵壓力開關（63/MP）就使常用油泵起動。此電磁閥以及壓力開關與高壓油母管用節流孔隔開，因此試驗時，母管壓力不會受影響。備用油泵起動開關的試驗還可以通過打開現場的手動常閉閥來進行試驗，此常閉閥和電磁閥及壓力開關均裝在端子箱內。I.一個壓力式溫度開關（23/EHR）整定在20。當聯鎖狀態時，油箱油溫低于20時，此溫度開關可控制加熱器通電，對油箱加熱，同時應該切斷主油泵電機的電源。 當油箱油溫超過20時，停加熱器，同時接通主油泵電機的電源。2.1.1.2.8 溫度控制回路 測溫開關20/CW來的信號控制繼電器，再由繼電器操作電磁水閥，當油箱溫度超過上限值55時電磁水閥打開，冷卻水流過冷油器，當油溫降到下限值38時電磁水閥關閉。2.1.1.2.9 浮子型液位報警裝置兩個浮于型液位報警裝置安裝在油箱頂部。當液位改變時，推動微動開關，能提供高、低油位報警信號；并在極限低油位時，能提供信號使遮斷開關動作（停主油泵）。2.1.1.2.10 一個彈簧加載逆止閥裝在壓力回油箱的管路上，這樣可在濾器和冷油器兩者中任一個堵塞進或回油壓力過高時，使回油直接通過該閥回到油箱。2.1.1.2.11 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，為了便于調換濾芯，在濾器外殼上裝有一個可拆卸的蓋板。2.1.2 抗燃油與再生裝置2.1.2.1 抗燃油隨著汽輪發電機組容量的不斷增大，蒸汽溫度不斷提高，控制系統為了提高動態響應而采用高壓控制油，在這樣情況下，電廠為防止火災而不能采用傳統的透平油作為控制系統的介質。所以EH系統國產化設計的液壓油為磷酸酯型抗燃油。其正常工作溫度為2060。鑒于磷酸酯抗燃油的特殊理化性能，本系統中所用密封圈材料均為氟橡膠，金屬材料盡量選用不銹鋼1Cr18Ni9Ti。原裝EH抗燃油物理和化學性能如下：粘度 （ASTMD 445-72）37.8 (saybolt) 220秒47mm2/s98.9 (saybolt) 43秒5 mm2/s酸指數（毫克KOH/克） 0.03粘度指數 0最大發泡（起泡沫）（ASTMD 892-72）10比重 60（16）1.142最大色度（ASTM） 1.5最大含水量Wt 0.03顆粒分布（SAEA-6D）三級最大含氯量ppm(X射線熒光分析) 20水解穩定性（48小時）合格最小電阻值 OHM/cm 12109熱膨脹系數在100時（38） 0.00038最低閃點 455(235)空氣夾帶量（ASTMD 3427）分鐘 1.0燃點 665(352)自燃點 1100(566)2.1.2.2 再生裝置（參見圖3）抗燃油再生裝置是一種用來儲存吸附劑和使抗燃油得到再生的裝置（使油保持中性、去除水份等）。該裝置主要由硅藻土濾器和精密濾器（即波紋纖維濾器）等所組成。一個精密過濾器與一個硅藻土濾器相串聯，它們安裝在獨立循環濾油的管路上，打開再生裝置前的截止閥，即可以使再生裝置投入運行。關閉該截止閥即可停止使用再生裝置。每個濾器上還裝有一個壓力表，當濾器需要檢修時，此壓力表就指出不正常的高壓力。硅藻土濾器以及波紋纖維濾器均為可調換濾芯的結構。當管路上的閥門關閉時，濾器蓋可以拆去，以便調換濾芯。如果任一個濾器的油溫在4354之間，壓力高達0.21MPa時，就需調換該裝置。2.1.2.3 自循環濾油系統在機組正常運行時，系統的流量較小故濾油效率較低。因此，經過一段時間的機組運行以后，EH油質會變差，而要達到油質的要求則必須停機重新油循環。為了不影響機組的正常運行，為了保證油系統的清潔度，使系統長期可靠運行，在供油裝置中增設獨立自循環濾油系統。油泵從油箱內吸入EH油，經過兩個過濾精度為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。泵流量為20L/min，電機功率IKW。電源380VAC，50Hz，三相。2.1.2.4 自循環冷卻系統 供油系統除正常的系統回油冷卻外，還增設一個獨立的自循環冷卻系統，以確保在非正常工況（例如：環境溫度過高）下工作時，油箱油溫能控制在正常的工作溫度范圍之內。 冷卻系可以由溫度開關23/CW控制，也可以由人工控制啟動或停止。 冷卻泵的流量為50L/min，電機功率為2KW。電源380VAC，50Hz，三相。2.1.2.5 油管路系統 油管路系統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、危急遮斷系統與執行機構，并使之構成回路。四個蓄能器分別裝在二個支架上，二個支架分別位于汽機左右二側靠近高壓調門伺服機構旁。此蓄能器通過一個蓄能器塊與油系統相連，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隔絕并放掉蓄能器中的高壓EH油，對蓄能器進行測量氮氣壓力與在線維修。2.2 執行機構（參見附圖5、圖6、圖8） 電一液伺服執行機構是DEH控制系統的重要組成部分之一，從汽輪機組的發電容量來分有600MW、300MW、200MW、125MW等等，但從其汽輪機控制系統的執行機構來看，其工作原理均是一致的。 閥門開啟由抗燃油壓力來驅動，而關閉是靠操縱座上的彈簧力。執行機構的油缸，屬單側進油的油缸，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行機構（即開關型和控制型執行機構）。 另外，在油動機快速關閉時，為了使蒸汽閥碟與閥座的沖擊應力保持在允許的范圍內，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生的最后瞬間轉變為流體的能量。 在引進型600MW汽輪機液壓控制系統中，按執行機構的控制對象可分為高壓主汽閥執行機構（共2套），高壓調節汽閥執行機構（共4套），中壓調節汽閥執行機構（共4套）以及中壓主汽閥執行機構（共2套）。除中壓主汽閥執行機構為開關型執行機構外，其余均為伺服（控制型）執行機構。 在引進型300MW汽輪機液壓控制系統中，按執行機構的控制對象可分為高壓主閥執行機構（共2套），高壓調節汽閥執行機構（共6套），中壓調節汽閥執行機構（共2套）以及中壓主汽閥執行機構（共2套）。除中壓主汽閥執行機構為開關型執行機構外，其余均為伺服（控制型）執行機構。在國產型300MW汽輪機（東汽型）液壓控制系統中，按執行機構的控制對象可分為高壓主汽閥執行機構（共2套），高壓調節汽閥執行機構（共4套），中壓調節汽閥執行機構（共2套）以及中壓主汽閥執行機構（共2套）。除中壓主汽閥執行機構為開關型執行機構外，其余均為伺服（控制型）執行機構。 在國產型200MW汽輪機液壓控制系統中，按執行機構的控制對象可分為高壓主汽閥執行機構（共2套）和中壓主汽閥執行機構（共2套），此二種執行機構為開關型執行機構。另外還有高壓調節汽閥執行機構（共4套）和中壓調節汽閥執行機構（共4套），此二種執行機構為伺服（控制型）執行機構。 現將二種執行機構分別說明如下：2.2.1 控制型（亦稱伺服型）執行機構 控制型執行機構可以將汽閥控制在任意的中間位置上，成比例地調節進汽量以適應需要。2.2.1.1 工作原理如下：（參見圖4） 經計算機運算處理后的欲開大或者關小汽閥的電氣信號由伺服放大器放大后，在電液轉換器伺服閥中將電氣信號轉換成液壓信號，使伺服閥主閥移動，并將液壓信號放大后控制高壓油的通道，使高壓油進入油動機活塞下腔，油動機活塞向上移動，經杠桿帶動汽閥使之啟動，或者是使壓力油自活塞下腔泄出，借彈簧力使活塞下移關閉汽閥。當油動機活塞移動時，同時帶動兩個線性位移傳感器，將油動機活塞的機械位移轉換成電氣信號，作為負反饋信號與前面計算機處理送來的信號相加，由于兩者的極性相反，實際上是相減，只有在原輸入信號與反饋信號相加后，使輸入伺服放大器的信號為零后，這時伺服閥的主閥回到中間位置，不再有高壓油通向油動機下腔或使壓力油自油動機下腔泄出，此時汽閥便停止移動，并保持在一個新的工作位置。 在執行機構的集成塊上各有一個卸荷閥，在汽輪機發生故障需要迅速停機時，安全系統便動作使危急遮斷油失去，并將快速卸荷閥打開，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閉相應的閥門。2.2.1.2 典型的控制型執行機構的主要部件（參見圖5、圖6、圖8） 執行機構是安裝在蒸汽閥的操縱座上，油動機活塞桿經連桿與主汽閥或調節汽閥相連，在活塞向上移動時是打開閥門。 現將該形式的執行機構的主要部件簡要說明如下：2.2.1.2.1 截止閥供到執行機構的高壓油均經過此閥到伺服閥去操作油動機，關閉截止閥便切斷高壓油路，使得在汽輪機運行條件下可以停用此路執行機構，以便更換濾網、檢修或調換伺服閥、快速卸荷閥和位移傳感器等，該閥安裝在液壓塊上。2.2.1.2.2 濾網 為了保證經過伺服閥的油的清潔度，以確保閥中的節流孔、噴咀和滑閥能正常工作，所有進入伺服閥的高壓油均先經過一個濾網，過濾精度為10微米。在正常工作條件下，濾網要求每6個月更換一次。2.2.1.2.3 伺服閥（參見圖 10） 伺服閥是一個力矩馬達和兩級液壓廣大及機械反饋系統所組成。第一級液壓放大是雙噴咀和擋板系統；第二級放大是滑閥系統，其原理如下： 當有欲使執行機構動作的電氣信號由伺服放大器輸入時，則伺服閥力矩馬達中的電磁鐵線圈中就有電流通過，并在兩旁的磁鐵作用下，產生一旋轉力矩使銜鐵旋轉，同時帶動與之相連的擋板轉動，此擋板伸到兩個噴阻中間。在正常穩定工況時，擋板兩側與噴阻的距離相等，使兩側噴阻的泄油面積相等，則噴阻兩側的油壓相等。當有電氣信號輸入，銜鐵帶動擋板轉動時，則擋板移近一只噴咀，使這只噴咀的泄油面積變小，流量變小，噴咀前的油壓變高，而對側的噴阻與擋板間的距離變大，泄油量增大，使噴阻前的油壓力變低，這樣就將原來的電氣信號轉變為力矩而產生機械位移信號，再轉變為油壓信號，并通過噴阻擋板系統將信號放大。擋板兩側的噴咀前油壓與下部滑閥的兩個腔室相通，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，兩端的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，或者將活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由彈簧力關小或關閉汽閥。為了增加調節系統的可靠性，在伺服閥中設置了反饋彈簧并在伺服閥調整時設有一定的機械零偏，這樣，假如在運行中突然發生斷電或失去電信號時，借機械力量最后使滑閥偏移一側，使伺服閥主閥芯負偏，汽閥亦關閉。2.2.1.2.4 位移傳感器（參見TDZl位移傳感器說明書） 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。內部穩壓、振蕩、放大線路均采用集成元件，故具有體積小、性能穩定，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，次級線圈感應出電動勢經過整流濾波后，便變為表示鐵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，也就是汽閥的開度，為了提高控制系統的可靠性，每個執行機構中安裝二個位移傳感器。2.2.1.2.5 快速卸荷閥（參見圖11） 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快速卸荷閥快速釋放，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，均使閥門關閉。2.2.1.2.6 逆止閥有兩個逆止閥裝在液壓塊中，一只是通向危急遮斷油總管，其作用是當運行中欲檢修此執行機構時，必須關閉此執行機構的截止閥，使油動機活塞下的油壓降低或消失，這時其它執行機構仍在正常工作。該逆止閥的作用是阻止危急遮斷油母管上的油倒回到油動機。另一只逆止閥是通向問油母管，該閥的作用是阻止回油管里的油倒流到檢修的執行機構各個部分。2.2.2 典型的開關型執行機構（參見圖12、圖13）對于開關型執行機構，閥門在全開或全關位置上工作。該執行機構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運動，油動機是單側作用的，打開汽門靠油動機的推力，關汽門靠彈簧力。執行機構的主要部件是由油缸、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，現將主要部件簡要說明如下：2.2.2.1 液壓塊是用來將所用部件安裝及連接在一起，也是所有電氣接點及液壓接口的連接件。2.2.2.2 二位二通電磁閥是用于遙控關閉閥門以進行定期的閥桿活動試驗，當電磁閥動作時，它迅速地將此再熱主汽門的危急遮斷油泄去，從而引起快速卸荷閥動作。2.2.2.3 其余部件上面已作過介紹，不再重復。2.2.3 閥門限位開關盒（參見圖14）閥門限位開關是一種機械電氣結構開關。用以指示閥門是處于全開還是全關位置，開關裝在開關盒裝置的適當位置上。閥門連桿使開關接觸通電，以提供控制或報警指示信號。2.2.3.1 開關盒的結構開關盒的結構由杠桿、傳動軸、凸輪、四個撞擊塊和四個行程開關等組成。拉桿連到閥門連桿或油動機桿上，桿的垂直方向移動經連桿傳動，引起開關盒軸的相應轉動，當開關軸轉動時打開或關閉各種觸點，以提供聲或光的指示信號，開關的應用決定于用戶的需要。2.3 危急遮斷系統（參見圖1）為了防止汽輪機在運行中因部分設備工作失?？赡軐е碌钠啓C發生重大損傷事故，在機組上裝有危急遮斷系統。危急遮斷系統監視汽機的某些運行參數，當這些參數超過其運行限制值時，該系統就送出遮斷信號關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門。 被監視的參數有如下各項： 汽輪機超速、推力軸承磨損、軸承油壓過低、冷凝器真空過低、抗燃油油壓過低。另外，還提供了一個可接所有外部遮斷信號的遙控遮斷接口。危急遮斷系統的主要執行元件由一個帶有四只自動停機遮斷電磁閥（20/AST）和二只超速保護電磁閥（20/OPC）的危急遮斷控制塊（亦稱電磁閥組件）、隔膜閥和壓力開關等所組成。2.3.1 四只電磁閥（20/AST）在正常運行時、它們是被通電勵磁關閉這些，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，使所有蒸汽閥執行機構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，導致所有汽閥關閉而使汽機停機。電磁閥（20/AST）是組成串并聯布置，這樣就有多重的保護性。每個通道中至少須一只電磁閥打開，才可導致停機。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。2.3.2 二只電磁閥（20/OPC） OPC電磁間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，使調節汽閥和再熱調節汽閥的執行機構活塞下腔能夠建立起油壓，一旦OPC控制板動作時，例如轉速達到103額定轉速時該兩個電磁閥就被勵