EH油及安全油系统解析课件.ppt

1、汽机EH油系统DEH（Digital Electro-Hydraulic）最基本的功能：并网前控制转速 并网后，控制功率和主蒸汽压力DEH的控制回路组成1）转速控制回路：并网前用。2）压力控制回路：并网后用。启动初期，锅炉出力不稳定，DEH根据蒸发量，控制调门开度，维持机组的压力（锅炉与汽轮机的供需平衡）。3）负荷控制回路：并网后用。由调频、电功率、调节级压力回路串联构成。EH油系统功能：为DEH系统提供液压油。EH油（抗燃油）：随着汽轮发电机组容量的不断增大，蒸汽压力、温度不断提高，控制系统为了提高动态响应而采用高压控制油，在这样情况下，为防止火灾而不能采用传统的透平油作为控制系统的介质。所

2、以EH系统国产化设计的液压油为磷酸酯型抗燃油。其正常工作温度为2060。汽机EH油系统流程及设备构成一、供油系统：EH供油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路系统组成。二、执行机构：电一液伺服执行机构是DEH控制系统的重要组成部分之一，阀门开启由抗燃油压力来驱动，而关闭是靠操纵座上的弹簧力。执行机构的液压油缸与一个控制块连接，在这个控制块上装有隔离阀、快速卸荷阀和逆止阀等。加上不同的附加组件，可组成二种基本形式的执行机构（即开关型和控制型执行机构）。三、危急遮断系统：为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统。危急遮断系统监视汽机的某些

3、运行参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。主要功能提供控制部分所需要的液压油及压力，同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。它由油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器。EH端子箱和一些对油压、油温、油位的报警、指示和控制的标准设备以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统所组成。一、供油装置工作原理由交流马达驱动高压柱塞泵，通过油泵吸入滤网将油箱中的抗燃油吸入，从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向阀流入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到各执行机构和危急遮断系统。泵输出压力可在021MPa之间任意整定。油泵启动后，油泵以

4、全流量向系统供油，同时也给蓄能器充油，当油压到达系统的整定压力时，高压油推动恒压泵上的控制阀，控制阀操作泵的变量机构，使泵的输出流量减少，当泵的输出流量和系统用油流量相等时，泵的变量机构维持在某一位置，当系统需要增加或减少用油量时，泵会自动改变输出流量，维护系统油压在整定压力。当系统瞬间用油量很大时，蓄能器将参与供油。溢流阀在高压油母管压力超压时动作，起到过压保护作用。各执行机构的回油通过压力回油管先经回油滤油器，然后通过冷油器回至油箱。一、供油装置油箱该油箱的容量设计满足1台大机和2台 50给水泵小机的正常控制用油。考虑抗燃油内少量水份对碳钢有腐蚀作用，设计中油管路全部采用不锈钢材料，其他部

5、件尽可能采用不锈钢材料。油箱板上有液位开关、磁性滤油器、控制块组件等液压元件。另外，油箱的底部安装有一个加热器，在油温低于20时应给加热器通电，提高EH油温。油泵考虑系统工作的稳定性和特殊性，EH油泵采用高压变量柱塞泵，并采用双泵并联工作系统，当一台泵工作，则另一台泵备用，以提高供油系统的可靠性，二台泵布置在油箱的下方，以保证正的吸入压头。一、供油装置控制块控制块安装在油箱顶部，它由下列部件组成：a.四个滤芯，每个滤芯均分开安装及封闭。b.二个单向阀装在每个泵的出口侧高压油路中。c.一个溢流阀位于单向阀之后的高压油母管中，它用来监视油压，当油压高于整定值时，将油送回油箱，确保系统正常地工作。d

6、.两个截止闻，正常全开，装在单向阀之后的高压管路上，手动关闭其中的一个阀门，只隔离双泵系统中的一路，不影响机组的运行，以便对该路的滤油器、单向阀以及泵等进行在线维修或更换。一、供油装置一、供油装置控制块其他附件自循环滤油系统：在机组正常运行时，系统的流量较小故滤油效率较低。为了保证油系统的清洁度，使系统长期可靠运行，在供油装置中增设独立自循环滤油系统。油泵从油箱内吸入EH油，经过过滤器回油箱。自循环冷却系统：供油系统除正常的系统回油冷却外，还增设一个独立的自循环冷却系统，以确保在非正常工况（例如：环境温度过高）下工作时，油箱油温能控制在正常的工作温度范围之内。磁性过滤器：一组永久磁钢组成的磁性

7、过滤器，以吸取EH油中的铁金属垃圾，同时整套滤器可拿出来清洗及维护。冷油器:冷却水在管内流过，而系统中的油在冷油器外壳内环绕管束流动。冷却水由冷油器循环冷却水的出口处的电磁水阀控制。电器箱:电器箱内装有接线端子排及压力开关组件。一、供油装置其他附件抗燃油与再生装置：抗燃油再生装置是一种用来储存吸附剂和使抗燃油得到再生的装置（使油保持中性、去除水份等）。该装置主要由硅藻土滤器和精密滤器（即波纹纤维滤器）等所组成。EH油系统中的水分，会使磷酸脂抗燃油水解，并给油质的再生处理带来困难，同时其水解产物对磷酸脂的水解过程又是极强的催化剂。因此，必须在运行中用抗燃油再生系统来控制油的酸值，防止系统中酸性分

8、解物的增加。一、供油装置其他附件蓄能器:有高压蓄能器和低压蓄能器，高压蓄能器根据系统设计不同作用也不同，一般来讲高压蓄能器就是吸收压力的高频脉动分量，维持油压平稳，当系统用油量大时参与供油，当油泵或系统出现故障时减缓压力降低速度；而低压蓄能器则是：当汽轮机甩负荷时在油动机弹簧的压缩下活塞下的抗燃油大量排出，低压蓄能器用以吸收并暂时储存这些泄油，已使进气阀迅速关闭。有的电厂，泵出口高压蓄能器与油泵交替向油动机供油，当蓄能器供油时泵仅在很低的压力下工作，节约了能源又延长了油泵的寿命，当蓄能器压力下降后，泵在给抗燃油母管和蓄能器充压。蓄能器通过一个蓄能器块与油系统相连，蓄能器块上有二个截止阀，此二阀

9、组合使用能将蓄能器与系统隔绝并放掉蓄能器中的高压EH油至油箱，对蓄能器进行试验与在线维修。温度控制回路、浮子型液位报警装置、回油过滤器、油管路系统等一、供油装置电一液伺服执行机构是DEH控制系统的重要组成部分之一，阀门开启由抗燃油压力来驱动，而关闭是靠操纵座上的弹簧力。执行机构的油缸，属单侧进油的油缸，液压油缸与一个控制块连接，在这个控制块上装有隔离阀、快速卸荷阀和逆止阀等。加上不同的附加组件，可组成二种基本形式的执行机构（即开关型和控制型执行机构）。另外，在油动机快速关闭时，为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围内，在油动机活塞尾部采用液压缓冲装置，可以将动能累积的主要部分在冲击发生

10、的最后瞬间转变为流体的能量。在引进型300MW汽轮机液压控制系统中，按执行机构的控制对象可分为高压主阀执行机构（共2套），高压调节汽阀执行机构（共6套），中压调节汽阀执行机构（共2套）以及中压主汽阀执行机构（共2套）。除中压主汽阀执行机构为开关型执行机构外，其余均为伺服（控制型）执行机构。二、执行机构 控制型（亦称伺服型）执行机构：控制型执行机构可以将汽阀控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需要。（动作情况见动画）二、执行机构 工作原理：经计算机运算处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号由伺服放大器放大后，在电液转换器（伺服阀）中将电信号转换成液压信号，使伺服阀主阀移动，使高压油进入

11、油动机活塞下腔，油动机活塞向上移动，经杠杆带动汽阀使之启动，或者是使压力油自活塞下腔泄出，借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。当油动机活塞移动时，同时带动两个线性位移传感器，将油动机的位移转换成电信号，作为负反馈信号与前面计算机处理送来的信号相加，在原输入信号与反馈信号相加的信号为零后，这时伺服阀的主阀回到中间位置，不再有高压油通向油动机下腔或使压力油自油动机下腔泄出，此时汽阀便停止移动，并保持在一个新的工作位置。在执行机构的集成块上各有一个卸荷阀，在汽轮机发生故障需要迅速停机时，安全系统便动作使危急遮断油失去，并将快速卸荷阀打开，迅速泄去油动机活塞下腔中压力油，在弹簧力作用下迅速地关闭相应的阀门。二

12、、执行机构 二、执行机构 控制型执行机构的主要部件：截止阀滤网伺服阀位移传感器快速卸荷阀逆止阀执行机构的主要部件简要说明：截止阀供到执行机构的高压油均经过此阀到伺服阀去操作油动机，关闭截止阀便切断高压油路，使得在汽轮机运行条件下可以停用此路执行机构，以便更换滤网、检修或调换伺服阀、快速卸荷阀和位移传感器等，该阀安装在液压块上。滤网为了保证经过伺服阀的油的清洁度，以确保阀中的节流孔、喷咀和滑阀能正常工作，所有进入伺服阀的高压油均先经过一个滤网。在正常工作条件下，滤网要求每6个月更换一次。二、执行机构 伺服阀是一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统所组成。第一级液压放大是双喷咀和挡板系统；第二级

13、放大是滑阀系统。二、执行机构 伺服阀原理：当有欲使执行机构动作的电气信号由伺服放大器输入时，则伺服阀力矩马达中的电磁铁线圈中就有电流通过，并在两旁的磁铁作用下，产生一旋转力矩使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷阻中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷阻的距离相等，使两侧喷阻的泄油面积相等，则喷阻两侧的油压相等。当有电气信号输入，衔铁带动挡板转动时，则挡板移近一只喷咀，使这只喷咀的泄油面积变小，流量变小，喷咀前的油压变高，而对侧的喷阻与挡板间的距离变大，泄油量增大，使喷阻前的油压力变低，这样就将原来的电气信号转变为力矩而产生机械位移信号，再转变为油压信号，并通过喷阻挡板系统将信

14、号放大。挡板两侧的喷咀前油压与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷阻前的油压不等时，则滑阀两端的油压也不相等，两端的油压差使滑阀移动并由滑阀上的凸肩控制的油口开启或关闭，以控制高压油通向油动机活塞下腔，克服弹簧力打开汽阀，或者将活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由弹簧力关小或关闭汽阀。为了增加调节系统的可靠性，在伺服阀中设置了反馈弹簧并在伺服阀调整时设有一定的机械零偏，这样，假如在运行中突然发生断电或失去电信号时，借机械力量最后使滑阀偏移一侧，使伺服阀主阀芯负偏，汽阀亦关闭。二、执行机构 二、执行机构 位移传感器（LVDT）线性位移传感器是由芯杆、线圈、外壳等所组成。位移传感器是用差动变

15、压器原理组成的位移传感器。内部稳压、振荡、放大线路均采用集成元件，故具有体积小、性能稳定，可靠性强的特点。当铁芯与线圈间有相对移动时，例如铁芯上移，次级线圈感应出电动势经过整流滤波后，便变为表示铁芯与线圈间相对位移的电气信号输出，作为负反馈。在具体设备中，外壳是固定不动，铁芯通过杠杆与油动机活塞杆相连，输出的电气信号便可模拟油动机的位移，也就是汽阀的开度，为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装二个位移传感器。二、执行机构 快速卸荷阀：快速卸荷阀安装在油动机液压块上，它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机时或在危急脱扣装置等动作使危急遮断油泄油失压后，可使油动机活塞下腔的压力油经快速卸荷阀

16、快速释放，这时不论伺服放大器输出的信号大小，在阀门弹簧力作用下，均使阀门关闭。二、执行机构 逆止阀有两个逆止阀装在液压块中，一只是通向危急遮断油总管，其作用是当运行中欲检修此执行机构时，必须关闭此执行机构的截止阀，使油动机活塞下的油压降低或消失，这时其它执行机构仍在正常工作。该逆止阀的作用是阻止危急遮断油母管上的油倒回到油动机。另一只逆止阀是通向回油母管，该阀的作用是阻止回油管里的油倒流到检修的执行机构各个部分。二、执行机构 位移传感器（LVDT）线性位移传感器是由芯杆、线圈、外壳等所组成。位移传感器是用差动变压器原理组成的位移传感器。内部稳压、振荡、放大线路均采用集成元件，故具有体积小、性能

17、稳定，可靠性强的特点。当铁芯与线圈间有相对移动时，例如铁芯上移，次级线圈感应出电动势经过整流滤波后，便变为表示铁芯与线圈间相对位移的电气信号输出，作为负反馈。在具体设备中，外壳是固定不动，铁芯通过杠杆与油动机活塞杆相连，输出的电气信号便可模拟油动机的位移，也就是汽阀的开度，为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装二个位移传感器。二、执行机构 开关型执行机构对于开关型执行机构，阀门在全开或全关位置上工作。执行机构安装于阀门弹簧操纵座上，它的活塞杆与阀门活塞杆（亦称阀杆）刚性连接在一起。因此，活塞运动时带动阀杆相应运动，油动机是单侧作用的，打开汽门靠油动机的推力，关汽门靠弹簧力。执行机构的主要

18、部件是由油缸、液压块、二位二通电磁阀、快速卸荷阀、截止阀和逆止阀等所组成，现将主要部件简要说明如下：液压块是用来将所用部件安装及连接在一起，也是所有电气接点及液压接口的连接件。二位二通电磁阀是用于遥控关闭阀门以进行定期的阀杆活动试验，当电磁阀动作时，它迅速地将此再热主汽门的危急遮断油泄去，从而引起快速卸荷阀动作。其余部件上面已作过介绍，不再重复。开关型执行机构对于开关型执行机构，阀门在全开或全关位置上工作。（动作情况见动画）二、执行机构 三、危急遮断系统危急遮断系统为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统。危急遮断系统监视汽机的某些运行

19、参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。被监视的参数有如下各项：汽轮机超速、轴位移、差涨、润滑油压过低、轴振、冷凝器真空过低、抗燃油油压过低等。危急遮断系统的主要执行元件：一个带有四只自动停机遮断电磁阀（20/AST）和二只超速保护电磁阀（20/OPC）的危急遮断控制块（亦称电磁阀组件）、隔膜阀和压力开关等。三、危急遮断系统四只电磁阀在正常运行时、它们是被通电励磁关闭这些，从而封闭了自动停机危急遮断（AST）母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。电磁阀（20

20、/AST）是组成串并联布置，这样就有多重的保护性。每个通道中至少须一只电磁阀打开，才可导致停机。同时也提高了可靠性，四只AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。二只电磁阀 OPC电磁间是超速保护控制电磁阀，它们是受DEH控制器的OPC部分所控制。正正常运行时该两个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液的泄放通道，使调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC控制板动作时，例如转速达到103额定转速时该两个电磁阀就被励磁（通电）打开使OPC母管油液泄放。这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。三、危急遮断系统危急遮断控制块 该

21、控制块主要功能是为启动停机危急遮断（AST）与超速保护控制（OPC）母管之间提供接口。控制块上面装有六只电磁阀（四只AST电磁阀，二只OPC电磁阀），内部有二只单向阀，控制块内加工了必要的通道，以连接各元件。所有孔口或为了连接内孔而必须钻通的通孔，都用螺塞塞住，每个螺塞都用“O”型圈密封。二个单向阀 二个单向阀安装在自动停机危急遮断（AST）油路和超速保护控制（OPC）油路之间，当OPC电磁阀通电打开，单向阀维持AST的油压，使主汽门和再热主汽门保持全开。当转速降到额定转速，OPC电磁阀失电关闭，调节阀和再热调节阀重新打开，从而由调节汽阀来控制转速，使机组维持在额定转速，当AST电磁阀动作，A

22、ST油路油压下跌，OPC油路通过两个单向阀，油压也下跌，将关闭所有的进汽阀而停机。危急遮断控制块 （动作情况见动画）三、危急遮断系统三、危急遮断系统隔膜阀它联接着透平油（低压安全油）系统与EH油（高压安全油）系统，其作用是当透平油系统的压力降到不允许的程度时，可通过EH油系统遮断汽轮机。隔膜阀装于前轴承座的侧面，当汽轮机正常运行时，透平油通入阀盖内隔膜（或活塞）上面的腔室中，克服了弹簧力，使阀保持在关闭位置，堵住EH危急遮断油母管通向回油的通道，使EH系统投入工作。机械超速遮断机构或手动超速试验杠杆的单独动作，或同时动作，均能使透平油油压力降低或消失，因而使压缩弹簧打开隔膜阀阀门把EH危急遮断油排到回油管，AST安全油迅速失压将关闭所有的进汽阀。（动作情况见动画）三、危急遮断系统空气引导阀空气引导阀用于控制供给气动抽汽逆止阀的压缩空气。该阀由一个油缸和一个带弹 簧的青铜阀本组成，油缸控制阀门的打开，而弹簧提供了关闭阀门所需的力。当OPC母管有压力时，油缸活塞住外伸出，空气引导阀的提升头使封住“通大气”的孔口，使压缩空气通过此阀进入抽汽逆止阀的通道，打开抽汽逆止阀。当OPC母管失压时，该阀由于弹簧力的作用而关闭，提升头封住了压缩空气源的出品通路，截留在到抽汽逆止阀去的管道中的压缩空气经“通大气”阀品排放，这使得抽汽逆止阀快速关闭。三、危急遮断系统