1、高壓抗燃油電液控制系統(EH系統)培訓資料1、 概述 11 引進的歷史和發展 12 EH系統的業績2、 高壓抗燃油EH液壓系統 21 概述 22 供油系統 23 執行機構 24 危急遮斷系統 25 應用舉例3、 安裝和調試 31 EH系統各部件的安裝就位 32 油動機及操縱座的安裝及調整 33 油管路的安裝 34 油沖洗規程 35 EH調試規程 36 與DEH控制裝置聯調及快關測試 37 在沖轉、并網、運行中注意的問題 振動和溫度測定4、 正常運行中日常維護和常見故障及在線檢修 41 巡檢及參數 42 經常性維護項目 43 常見故障現象和分析 44 在線搶修方法5、 大修和備件 51 大修內容

2、和要求 52 大修時必要的備件1概述11 引進的歷史和發展 20世紀80年代，我國引進汽輪機調節系統DEH技術，并成功引進了國產化設計，從此性能優良的中國品牌DEH系統走向市場。 80年代初，我國引進300、600MW汽輪機制造技術。于1980年9月，中國機械對外經濟技術合作總公司（CMIC）、中國電工設備總公司（CNEC）與美國西屋公司簽訂了大型汽輪發電機組制造技術轉讓合同。但合同中規定只轉讓DEH系統設計技術，不轉讓DEH制造技術。 在300、600MW火電機組引進合同生效后，為了盡快地消化吸收引進的300、600MW機組DEH設計技術，制造國產化的DEH控制系統，為引進技術生產的300、

3、600MW汽輪機配套，原機械部對開發優化“300、600MW汽輪機發電機組DEH數字式電液控制的可行性報告”提出的“引進、消化、創新”的技術路線及有關技術問題下達了明確的批示。 為了促進大型汽輪機調節系統國產化，根據西屋公司有關DEH資料及國內1963年開始研制電液并存的AEH電液調節系統及1973年開始研制的采用高壓抗燃油的AEH系統投運鑒定的經驗，1983年9月，我國將300、600MW汽輪機發電機數字式電液控制系統課題列入國家科技攻關項目：30萬、60萬千瓦火電考核機組攻關項目分課題合同 300、600MW汽輪機電液調節系統的研制，分課題負責人李培植先生、朱慶明先生首次以合同形式承擔科技

4、技術攻關項目，并于1985年在原機械部電工總局、上海市機電一局的直接領導下，成立了由中國電工設備總公司、中國機械設備進出口總公司、哈爾濱電站設備成套集團公司、上海閔行工業公司組成的新華控制技術聯合開發中心（現為新華控制技術集團公司）。 分課題合同生效后，全體人員在引進、消化和創新的技術路線指導下，攻克了一個個技術難關，實現了可行性報告和分課題合同的攻關目標。 高壓抗燃油系統同樣在89年設計和試制同年在實驗室內與DEH控制裝置聯調成功。在1990年1月在湖北漢川電廠#1第一套引進技術國產化全功能的DEH-系統與上海汽輪機廠引進技術生產的300MW機組配套投入使用。同年12月，原機械部，能源部召開

5、了技術評審會，專家們一致認為DEH-系統是采用微處理和高壓抗燃油的純電液調節系統，在我國屬首次使用，研制是成功，標志了我國汽輪機控制技術達到了新的水平，從此DEH進入批量生產，滿足了300MW機組的配套。 600MW機組DEH-于1996年1月在哈爾濱第三發電廠通過168試運行,移交電廠，達到國家重大技術裝置“八五”科技攻關項目的攻關目標。 在大型機組普遍采用這DEH系統的同時，將300MW機組DEH控制系統的技術和成功的經驗運用到200、125、100MW中間再熱機組或抽汽機組的汽輪機調節，大大提高了這類機組的自動化水平，改善了汽輪機的效率。二、業績 自從90年初上汽廠引進型300MW國產化

6、機組在湖北漢川電廠#1機投運以來，已經經歷了十多個年頭了。新華公司得到了很大的發展，已經成為我國乃至世界上最大的DEH控制系統生產廠。92年配哈汽廠的首臺國產化引進型300MW機組珠江電廠#1機投運成功。95年配哈汽廠首臺國產化引進型600MW機組在哈爾濱第三發電廠成功投運。98年首次配東汽廠300MW機組在襄樊電廠投運。2001年首次配北重廠阿爾斯通機型300MW機組在石嘴山電廠投運。2001年配上汽廠引進型600MW機組在聊城電廠#1機投運。說明我們公司已經完全能夠與我國幾個最重要汽輪機廠（上汽廠、哈汽廠、東汽廠和北重廠）配套生產大容量機組所需的液壓控制系統。在97年底和98年初，我們利用

7、了引進型高壓抗燃油技術，分別在湖北荊門電廠和江蘇揚州電廠對國產200MW汽機進行了改造，并獲得一舉成功，開辟了改造國產化機組的另一領域。在改造過程中，我們根據電廠的要求，不但要設計滿足原來閥門所需工況的液壓系統，還要設計相應的操縱座及部分透平油系統的改造。 在200MW汽機改造獲得成功的基礎上，我們公司對原來液調控制的多臺東汽型300MW機組、上汽廠300MW機組及蒲城羅馬尼亞330MW、俄羅斯200MW等大容量機組進行了改造，提高了該機組運行的自動化水平，提高了效率。最近幾年同時對許多原125MW和100MW機組的控制設備進行了改造，也同樣獲得了成功，電廠普遍反映良好。截止2004年6月30

8、日新華公司參考業績如下：DEH系統 474 套包括火電 600MW 17 套火電 300MW 177 套核電 300MW 1 套火電 200MW 124 套 火電125MW以及以下 155 套 MEH 系統 251 套BPC 系統 66 套其中絕大多數機組都采用高壓抗燃油系統。2高壓抗燃油EH液壓系統2.1概述 EH系統是汽輪機數字式電液控制系統-DEH中的一個重要部分，它主要由供油系統、執行機構和危急遮斷系統三大部分組成。供油系統是一個EH油貯存和處理中心，并向EH系統提供穩定的高壓油，以此來驅動執行機構；附圖2-1是目前電廠運行的典型的汽輪機高壓抗燃油純電調EH系統液壓原理圖；執行機構響應

9、從DEH送來的電指令信號，以調節汽輪機各蒸汽閥開度。危急遮斷系統是由汽輪機的遮斷參數所控制，當這些參數超過其運行限制值時，該系統就關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門，或只關閉調節汽閥，以保證汽輪機正常安全運行。抗燃油學名為三芳基磷酸酯，英文名為 Phosphate Ester Fire-Resistant Hydraulic Fluids，是一種人工合成油。在傳統汽輪機和燃汽輪機中都使用礦物油作為液壓工質和潤滑劑。但為了追求更高的經濟運行效率，主蒸汽溫度和液壓油溫度不斷提高，使用礦物油帶來的火災危險也隨之增加。此外，發電機組的大容量趨勢化使得礦物油用量大大增加，而核電站的成功運行，對汽輪機控制系統又提

10、出了更高的安全性要求。因此，強調電站中的火災預防與控制已成為當務之急。例如：在目前經濟運行的所有功率等級汽輪機中，主蒸汽溫度都很高（500550），而這個溫度已遠遠超過了礦物油的自燃溫度（350）。二十世紀五十年代中期，由于液壓油管破裂和礦物油噴泄到熱表面上而引發的火災事故在世界范圍內接二連三地發生，經濟損失慘重，據資料統計顯示，電廠火災事故占電廠所有事故的75以上。此后，人們開始關注磷酸酯抗燃油并把之應用于汽輪機調速控制系統獲得成功。經過許多廠家在各種不同機組上的應用充分證明：磷酸酯抗燃油不但可以用于汽輪機調速控制系統，甚至可以完全替代礦物油而應用在汽輪機潤滑油系統。目前，抗燃油已全面應用于

11、國內外各種類型的汽輪機控制系統。例如：美國的西屋公司（Westing House）、通用公司（G.E）、西門子（Siemens）、法國的阿爾斯通（Alsthom）。使用抗燃油的主要優點：² 高耐熱防火性能和無油液對閥門腐蝕，提高了系統的安全性和可靠性。磷酸酯抗燃油的抗燃性（防火性）可以用其自燃點來衡量，三芳基磷酸酯的自燃點都很高，一般都在560以上。不但如此，它的抗燃作用還在于其火焰切斷火源后，會自動熄滅而不再繼續燃燒。這也是和礦物汽輪機油最大區別之一。² 優良的氧化性和水解穩定性，延長了控制油液的功能使用壽命。經過試驗，三芳基磷酸酯和32號汽輪機油的熱氧化性有很大的區別：

12、在12014小時熱氧化試驗時，三芳基磷酸酯的數值為0.033mg/g，沉淀0.003；32號汽輪機油的數值為0.2mg/g，沉淀0.050。² 低空氣釋放和低揮發性，減輕了控制油對設備的傷害，降低了檢修維護的成本。體積彈性模數是液壓油的一個重要特性，它表示液體的壓縮性。油的體積彈性模數越大，可壓縮性就越小，越適合作液壓油。在相同的條件下，三芳基磷酸酯的空氣飽和度和礦物油大致一樣，體格彈性模數也差不多大小，但磷酸酯的空氣釋放速度比汽輪機油小1/21/3，由此可知，在含有相同量的溶解空氣的液壓油系統中，釋放出來的游離空氣量將大大不一樣，而游離空氣量越多，容易引起“氣蝕”、振動等不利因素，

13、造成系統工作不穩定。因此，三芳基磷酸酯比一般礦物油更適合液壓油。² 多重使用性，使防火、潤滑和塑料加工添加劑集于一身。大大提高了抗燃油在油品系列中的價值地位。² 易于回收和處置。當然，抗燃油也有不足的地方：² 成本價格較高，為一般汽輪機油價格的35倍。但由于其工作壓力的提高，因此，其使用的工作油量僅為汽輪機油使用量的1/51/10，因此，其綜合成本并沒有增加。² 密度（比重）較高。磷酸酯抗燃油的密度一般在1.111.17之間，而汽輪機油的密度一般為0.840.9之間。由于抗燃油密度大，就有可能使一些污柒物懸浮在液體中而進入系統運行，造成系統某些部件堵塞或

14、卡澀。² 粘溫特性較差。三芳基磷酸酯的粘溫特性較差，在小于20時，粘度與溫度之變化關系可以說溫度相差1粘度就會相差幾倍，幾十倍甚至上百倍。因此，系統絕對禁止在低溫區啟動運行。² 對密封件要求較嚴格。三芳基磷酸酯對許多有機化合物和聚合物有很強的溶解能力。因此，在系統中所使用的非金屬材料應嚴格考慮能否長期適用于磷酸酯抗燃油。對于系統中的密封件材料選擇則更為重要，否則將會發生密封件溶脹、腐蝕變形等現象，從而導致泄漏、卡澀甚至液壓動作失靈等故障，嚴重時還會引發安全事故。對三芳基磷酸酯抗燃油中使用的密封件材料一般推薦如氟橡膠、聚四氟乙烯等。² 有微毒性。注：對微毒性的理解各

15、人不同。但，在日常生活中微毒性的產品實在太多了：汽油、油漆、家俱、廢氣等等。因此，不能因為其微毒性而放棄了其多方面的優越性。我們應該加強防護措施，盡量讓它為人類多作貢獻。另外，根據有關專家經過毒理性試驗報告結果顯示：經皮急性毒性試驗，屬實際無毒級物；經口急性毒性試驗，屬實際微毒級物；經小鼠骨髓細胞微核試驗，未見對哺乳動物體細胞得致突變作用。6圖2 -1 汽輪機高壓抗燃油純電調EH系統液壓原理2.2 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。2.2.1 供油裝置（參見圖2-2）供油裝置的主要功能是提供執行機構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

16、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、三相一組電加熱器為 5KW、220VAC、50HZ、單相2.2.1.1 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和單向閥流入和高壓蓄能器相聯接的高壓油母管，高壓抗燃油通過各自的油管路分別送到各執行機

17、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，額定工作壓力為14.5MPa。油泵啟動后，油泵以全流量約90 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，系統保持在一個恒壓工作狀態；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17±0.2MPa時

18、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及提供油位報警和低油位遮斷油泵的信號測點，油位指示器安裝在油箱的側面。圖2-2 供油裝置2.2.1.2 供油裝置的主要部件：（1）、油箱設計成能容納900升或1100升液壓油的油箱（該油箱的容量設計滿足1臺汽輪機和2臺50給水泵汽輪機的正常控制用油）。考慮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

19、采用不銹鋼材料。油箱板上裝有液位開關（油位報警和低油位遮斷信號）、磁性濾油器、空氣濾清器、控制塊組件等液壓元件。另外，由于EH油的粘溫特性較差，在20以下的油粘度太大,不利于系統和油泵工作,因此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）、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。圖2-3是典型變量柱塞泵的結構剖面圖圖2-3 典型變量柱塞泵結構1、 最大流量調節機構 2、柱塞組 3、斜盤 4、傳動軸 5、后蓋 6、軸

20、封 7、泵殼斜盤3為活動式斜盤，可經過調節機構1對中間位置作±15o角度的旋轉擺動。油泵的流量與斜盤3的傾斜位置即擺動角度相關，柱塞組旋轉一周，柱塞2進行一次沖程。這一沖程是排量的決定因素。 根據排量計算公式 式中：Q泵流量 d柱塞直徑 D柱塞分布圓直徑 Z柱塞數 斜盤傾角沖程大，油泵排量也大；沖程的大小與斜盤的擺動角度大小的正切成正比。也就是說，油泵的排量在幾何尺寸一定的條件下，僅與斜盤傾角有關。如果斜盤處于中間位置（零位），即垂直于傳動軸4，則柱塞的沖程以及泵的排量等于零。圖2-4是目前使用的恒壓變量泵的壓力流量特性曲線。圖2-4 恒壓變量泵壓力流量特性曲線(3)、控制塊（參見圖

21、2-5）圖2-5 控制塊 控制塊安裝在油箱頂部，它由以下部件組成：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(17±0.2Mpa) 時，溢流閥動作將油送回油箱，以確保系統正常地工作。d. 兩個截止閥，正常工況時全開，分別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，由此便可對該路的濾油器、單向閥以及泵等進行在線維修或更換。(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

22、鋼組成的磁性過濾器，以吸附EH油中的鐵金屬垃圾。同時整套濾器可拿出來清洗及維護（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油至油箱，對蓄能器進行試驗或在線維修。本系統使用的蓄能器為皮囊式蓄能器。圖2-6 皮囊式蓄能器的結構 圖2-7 蓄能器工作狀態 皮囊式蓄能器結構圖2-6所示 囊內充入氮氣，油口通入壓力油。其各階段工作狀態如圖2-7圖所示皮囊式蓄能器的優點是；氣腔與油腔之間密封可靠，二者之間無泄漏；膠囊慣性小，響應靈敏；尺寸緊湊，結

23、構簡單。但它也有缺點，那就是一旦膠囊破裂，則將會使大量的氣體沖進油系統，氣體中的雜質造成油質污染，影響液壓系統物正常工作。在本系統中，最高工作壓力 P3=14.5MPa ，最低工作壓P2=11.2 MPa 考慮到膠囊的使用壽命，取充氮壓力P1=0.85P2，蓄能器充氮壓力P1=0.85×11.2=9.5 MPa一般充氮或檢測時，可以考慮9±0.5 MPa均為合格。（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。 根據本系統的結構，對冷卻器的選型計算如下： 首先，按熱流量公式 其中：

24、 熱流量（W） K 傳熱系數（W/m2.oC） A 冷卻器換熱面積（m2） tm冷熱流體的平均對數溫差（oC ）可見，熱流量的大小除了與冷卻的面積與溫差有關以外，與傳熱系數成正比關系，而紫銅的傳熱系數384（W/m2.），不銹鋼的傳熱系數為40（W/m2.），兩者成10倍的關系，故本系統的冷卻器材料選用紫銅管。 在EH系統中，產生的熱量計算 其中： P 發熱功率 （KW）V 油箱容積 （L）T 計算溫升的加熱時間（h） t 油箱溫升 （） C 油的比熱容 （Wh/kg）油的密度 （kg/L）設 V=650 （L） T=1 （h） t=10 （） C=0.47 （Wh/L） 代入上式得 P=3.

25、055 （KW） 平均對數溫度差 tg=10 （） （最大溫升） ts=2 （） （最小溫升） 所以 tm=5 （） 由此可以算出冷卻器面積 根據冷卻規格選取 A=2.6 (m2) 考慮到冷卻器的效率，建議使用水質較好（如閉式循環水），溫度較低（35以下）的冷卻水。（7）、電器箱（ER 端子箱） 電器箱內裝有接線端子排及以下各壓力開關組件：a.兩個壓差開關（63/MPF-1；63/MPF2）每個壓差開關指示油泵出口油路上的濾芯進口側與出口側的壓差。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. 一個回油壓力開關（63/PR）感受壓力回油管路中

26、油壓過高，（例如回油濾芯堵塞）當壓力增加到0.21MPa時，接點閉合，可提供報警信號。c. 二個聯鎖壓力開關（63/Mp）感受油系統的壓力過低信號，當壓力低至11.2±0.2MPa時，接點閉合，提供啟動備用油泵信號。d. 二個壓力油壓高開關（63/Hp）感受油系統壓力過高信號，當壓力高到16.2±0.2MPa時，接點閉合，提供報警信號。e.二個油壓低壓力開關（63/LP）感受油系統的壓力過低信號，當壓力低到11.2±0.2MPa時，接點閉合，提供報警信號。f.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，此信號可供用戶的下列選擇

27、性項目：I) 驅動一個記錄儀。II) 送到一個電廠計算機去，以監視EH油壓。III) 將信號送給一個裝在控制室中的傳感接收器（壓力指示器）。g.一個試驗電磁閥（20/MPT），它可以對備用油泵起動開關（63/MP）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）觸點翻轉使備用油泵啟動。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。備用油泵啟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。h. 一個壓力式溫度開關（23/EHR）整定在20。在聯鎖狀態（聯鎖回路由電廠電

28、氣控制實現），當油箱油溫低于20時，此溫度開關可用作控制加熱器通電，對油箱加熱，同時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。由于EH油的粘溫特性較一般液壓油有較大的區別，如圖2-8所以，EH油泵設置規定當EH油溫小于10時，絕對禁止啟動油泵，以免油泵吸空造成油泵傷害；當EH油溫大于10而小于20時，禁止運行油泵，但允許點動油泵，以作油液循環。EH油的使用溫度建議大于20小于60。另外，EH油如長期在80以上溫度運行時，很容易使油液產生乳化。因此，盡量保證EH油溫的正常工作范圍是EH設備安全運行的一個重要保證。圖2-8 EH油粘溫特性(8)、溫度控制回路從

29、測溫開關（20/CW）來的信號控制一個繼電器，再由該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。整個控制過程和控制邏輯回路均在ER端子箱內實施。（9）、浮子型液位報警裝置及液位計一個浮子型液位報警裝置安裝在油箱頂部。當液位改變時，浮子推動微動開關，便能提供高、低油位報警信號；在極限低油位時，作為提供遮斷開關動作信號（停EH主油泵）。在油箱側面裝有一個磁性翻板式液位計和液位傳感器，就地指示油箱油位，并且能輸出420mA的信號。（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或回油壓力過高

30、時，使回油直接通過該閥回到油箱。（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。（12）、自循環濾油系統在機組正常運行時，系統的流量較小，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，經過兩個并聯布置的過濾精度為1m的過濾器后回油箱。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20 l/min，電機功率1KW。電源380VAC，5

31、0Hz，三相。（13）、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：環境溫度過高等）下工作時，油箱油溫能控制在正常的工作溫度范圍之內。冷卻泵可以由溫度開關（23/CW）控制，也可以由人工控制啟動或停止。冷卻泵的流量為50 l/min，電機功率為2KW。電源380VAC，50Hz，三相。由于EH油粘溫特性較差以及其易乳化性。因此，EH油的正常工作溫度既不能太低又不能太高。油溫太低則粘度太大，流動性太差，易造成油泵吸空；油溫太高（長期在80以上運行），則易產生乳化現象。故EH油的正常工作溫度一般允許在2060之間，最好是控制在3050之間

32、。由此看來，一個良好的EH供油裝置必須具備可靠的油加熱裝置和高效的油冷卻裝置，而且具有應付非正常工況的能力。2.2.2抗燃油與再生裝置2.2.2.1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系統設計的液壓油為磷酸酯型抗燃油。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或能長期耐抗燃油的材質。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/s) 98.8 (saybolt

33、) 43秒 (5mm2/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)毫升 10比重 600F(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 12*109熱膨脹系數在100 0F (38) 0.00038最低閃點 455 0F (235)空氣夾帶量 (ASTMD 3427) 分鐘 1.0燃點 655 0F (352)自燃點 1100 0F (566)抗燃油學名為三芳基磷酸酯，英文名為

34、Phosphate Ester Fire-Resistant Hydraulic Fluids，是一種人工合成油。在傳統汽輪機和燃汽輪機中都使用礦物油作為液壓工質和潤滑劑。但為了追求更高的經濟運行效率，主蒸汽溫度和液壓油溫度不斷提高，使用礦物油帶來的火災危險也隨之增加。此外，發電機組的大容量趨勢化使得礦物油用量大大增加，而核電站的成功運行，對汽輪機控制系統又提出了更高的安全性要求。因此，強調電站中的火災預防與控制已成為當務之急。例如：在目前經濟運行的所有功率等級汽輪機中，主蒸汽溫度都很高（500550），而這個溫度已遠遠超過了礦物油的自燃溫度（350）。二十世紀五十年代中期，由于液壓油管破裂和

35、礦物油噴泄到熱表面上而引發的火災事故在世界范圍內接二連三地發生，經濟損失慘重，據資料統計顯示，電廠火災事故占電廠所有事故的75以上。此后，人們開始關注磷酸酯抗燃油并把之應用于汽輪機調速控制系統獲得成功。經過許多廠家在各種不同機組上的應用充分證明：磷酸酯抗燃油不但可以用于汽輪機調速控制系統，甚至可以完全替代礦物油而應用在汽輪機潤滑油系統。目前，抗燃油已全面應用于國內外各種類型的汽輪機控制系統。例如：美國的西屋公司（Westing House）、通用公司（G.E）、西門子（Siemens）、法國的阿爾斯通（Alsthom）。使用抗燃油的主要優點：² 高耐熱防火性能和無油液對閥門腐蝕，提高

36、了系統的安全性和可靠性。磷酸酯抗燃油的抗燃性（防火性）可以用其自燃點來衡量，三芳基磷酸酯的自燃點都很高，一般都在560以上。不但如此，它的抗燃作用還在于其火焰切斷火源后，會自動熄滅而不再繼續燃燒。這也是和礦物汽輪機油最大區別之一。² 優良的氧化性和水解穩定性，延長了控制油液的功能使用壽命。經過試驗，三芳基磷酸酯和32號汽輪機油的熱氧化性有很大的區別：在12014小時熱氧化試驗時，三芳基磷酸酯的數值為0.033mg/g，沉淀0.003；32號汽輪機油的數值為0.2mg/g，沉淀0.050。² 低空氣釋放和低揮發性，減輕了控制油對設備的傷害，降低了檢修維護的成本。體積彈性模數是

37、液壓油的一個重要特性，它表示液體的壓縮性。油的體積彈性模數越大，可壓縮性就越小，越適合作液壓油。在相同的條件下，三芳基磷酸酯的空氣飽和度和礦物油大致一樣，體格彈性模數也差不多大小，但磷酸酯的空氣釋放速度比汽輪機油小1/21/3，由此可知，在含有相同量的溶解空氣的液壓油系統中，釋放出來的游離空氣量將大大不一樣，而游離空氣量越多，容易引起“氣蝕”、振動等不利因素，造成系統工作不穩定。因此，三芳基磷酸酯比一般礦物油更適合液壓油。² 多重使用性，使防火、潤滑和塑料加工添加劑集于一身。大大提高了抗燃油在油品系列中的價值地位。² 易于回收和處置。當然，抗燃油也有不足的地方：²

38、 成本價格較高，為一般汽輪機油價格的35倍。但由于其工作壓力的提高，因此，其使用的工作油量僅為汽輪機油使用量的1/51/10，因此，其綜合成本并沒有增加。² 密度（比重）較高。磷酸酯抗燃油的密度一般在1.111.17之間，而汽輪機油的密度一般為0.840.9之間。由于抗燃油密度大，就有可能使一些污柒物懸浮在液體中而進入系統運行，造成系統某些部件堵塞或卡澀。² 粘溫特性較差。三芳基磷酸酯的粘溫特性較差，在小于20時，粘度與溫度之變化關系可以說溫度相差1粘度就會相差幾倍，幾十倍甚至上百倍。因此，系統絕對禁止在低溫區啟動運行。² 對密封件要求較嚴格。三芳基磷酸酯對許多有

39、機化合物和聚合物有很強的溶解能力。因此，在系統中所使用的非金屬材料應嚴格考慮能否長期適用于磷酸酯抗燃油。對于系統中的密封件材料選擇則更為重要，否則將會發生密封件溶脹、腐蝕變形等現象，從而導致泄漏、卡澀甚至液壓動作失靈等故障，嚴重時還會引發安全事故。對三芳基磷酸酯抗燃油中使用的密封件材料一般推薦如氟橡膠、聚四氟乙烯等。² 有微毒性。注：對微毒性的理解各人不同。但，在日常生活中微毒性的產品實在太多了：汽油、油漆、家俱、廢氣等等。因此，不能因為其微毒性而放棄了其多方面的優越性。我們應該加強防護措施，盡量讓它為人類多作貢獻。另外，根據有關專家經過毒理性試驗報告結果顯示：經皮急性毒性試驗，屬實

40、際無毒級物；經口急性毒性試驗，屬實際微毒級物；經小鼠骨髓細胞微核試驗，未見對哺乳動物體細胞得致突變作用。902.2.2.2 再生裝置（參見圖2-9）圖2-9 再生裝置 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

41、路上的閥門關閉時，濾器蓋可以拆去，以便調換濾芯。如果任一個濾器當油溫在4354之間，壓差高達0.21MPa時，就需調換該裝置內的濾芯。另外，硅藻土濾芯具有吸濕性，假如一個硅藻土濾芯長期置于空氣介質或油液中，盡管沒有投運，也會因自身的吸濕性而降低或失去其去酸去水的功能。因此，一般情況下，不管投運與否，硅藻土濾芯建議更換周期為56個月。在更換新濾芯時，先將濾芯在120烘箱內保存8小時，以提高濾芯的過濾效率。2.2.3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、四個低壓蓄能器組成。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。四個高壓蓄能器分別裝在二個支架上，二個支架

42、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或在線維修。低壓蓄能器與壓力回油管相連，安裝在高壓調門伺服機構旁。2.3 執行機構電液伺服執行機構是EH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、100MW、50MW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

43、這個控制塊上裝有截止閥、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一般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

44、中，按執行機構的控制對象一般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/上汽型）液壓控制系統中，按執行機構的控制對象一般可分為高壓主汽閥執行機構（共2套/2套），高壓調節汽閥執行機構（共4套/8套），中壓調節汽閥執行機構（共2套/4套）以及中壓主汽閥執行機構（共2套/4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

45、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。當然,在這些機型中還有抽汽機組：單抽或雙抽機組，但總的不出此兩種執行機構。現將二種執行機構分別說明如下：2.3.1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。2.3.1.1工作原理如下：（參見圖2-10）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

46、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，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，油動機工作腔壓力處于一個相對平衡狀態，此時汽閥便停止移動，并保持在一個新的工作位置。見圖2-10控制型執行機構液壓系統示意圖。圖2-10 控制型執行機構液壓系統示意圖在

47、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。2.3.1.2典型的控制型執行機構的主要部件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或連接器與主汽閥或調節汽閥相連，對推力油缸來說活塞伸出來時是打開閥門,對拉力油缸，活塞縮進去時是關閉閥門。現將該形式的執行機構的主要部件簡要說明如下：(1)、截止閥供到執行機構的高壓油均經過截止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

48、閥、快速卸荷閥和位移傳感器等，該閥安裝在液壓塊上。其動作原理類同于一般的針閥。可以控制油路全開和全關，也可以通過調節錐閥的開度起節流作用。見圖2-11截止閥裝配圖。圖2-11 截止閥裝配圖(2)、濾網為了保證經過伺服閥的油的清潔度，以確保伺服閥中的節流孔、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。在油質較差時，則更應經常更換，同時必須采取必要的措施改善和提高油質的清潔度。(3)、伺服閥伺服閥是由一個力矩馬達和兩級液壓放大及機械反饋系統所組成。見圖2-12伺服閥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

49、統，其原理如下：線圈繞制在銜鐵兩端，銜鐵、擋板、反饋桿三者在頭部以剛性連接。當有欲使執行機構動作的電氣信號由伺服放大器輸入時，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，此擋板伸到兩個噴咀中間。在正常穩定工況時，擋板兩側與噴咀的距離相等，使兩側噴咀的泄油面積相等，則噴咀兩側的油壓相等。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，而對側的噴咀與擋板間的距離變大，泄油量增大，使噴咀前的油壓力變低，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

50、油壓信號，并通過噴咀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，當兩個噴咀前的油壓不等時，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。當線圈中無電流通過時，銜鐵處于平衡位置。擋板與噴嘴兩側間隙相同。見圖2-12。圖2

51、-12 線圈中有電流輸入時閥的狀態響應，此時擋板偏轉，噴嘴兩側壓力改變。見圖2-13。圖2-13 閥芯在噴嘴兩側壓差作用下的跟隨動作，此時，閥芯動作到新的位置，在反饋桿力矩的作用拉動擋板，使噴嘴一擋板兩側間隙大致相等。見圖2-14。圖2-14 伺服閥工作狀態流程圖 關于伺服閥的零位，一般來說有兩種意義的零位即無機械偏量零位與帶機械偏置的零位。伺服閥將根據不同的使用要求選擇兩種不同的零位工況。甚至在帶機械偏置狀態中還可以分正偏置和負偏置。見圖2-15、圖2-16。圖2-15伺服閥在零位無機械偏置時狀態圖 2-16 伺服閥在設置機械偏置時的零位狀態 所謂機械零偏，是指伺服閥在調試時，人為地調整了左

52、間隙與右間隙的大小，使本來應該相等的兩個間隙有意識定為不等，其不等值為4mA電流作用時的對應位移值x。也就是講在實際使用中，當I=0時，伺服閥的油口區閥芯與閥套有x。的重迭量，其作用是使進油口被遮蓋更嚴密，并使回油口有x。的開啟通道。綜上所述，伺服閥的動作過程可描述如下:線圈中通以-i時也同理。 不同的系統對伺服閥零位要求也有不同，因此，在使用或選用伺服閥前，必須完全掌握系統的要求及伺服閥的特性。選擇并設定合適的的零位。（4）、位移傳感器線性位移傳感器是由芯桿、線圈、外殼等所組成。TDZ1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

53、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，鐵芯通過連桿與油動機活塞桿相連，輸出的電氣信號表示油動機的位移，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。計算機按“高選”或“智能高選”的原則作為負反饋信號。（5）、快速卸荷閥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。見圖2-17快速卸荷閥示意圖及2-18快速卸荷閥。圖2-17 快速卸荷閥示意圖圖2-18 快速卸荷閥 下面我們把滑閥作為受力體進行分析。 在正常工作時，滑閥受到一個向上的力FP FP=P.SP，同時又受到一個向下的彈簧力FK和一個向下的安全力FA，FK=k.x，FA=PA.SA 式中： SP 滑閥接觸高壓HP油的有效作用面積 SA 滑閥接觸安全油（AST/OPC）有效作用面積 P 高壓HP油壓 PA 安全油壓 k 彈簧常數 x 彈簧予壓縮量 從結構示意圖上可見，SPSA，PPA，FK為常力故有FK