300MW汽轮机EH油系统

控制油系统基础知识前言汽机控制油系统是汽轮机调节系统中的重要组成部分，它的工作正常与否直接影响着机组的安全与稳定运行，它对汽轮机的安全稳定运行起着至关重要的作用。下面我将控制油系统的流程和结构原理简单介绍一下。EH主要由供油系统、执行机构和危急遮断系统三大部分组成。供油系统是一个EH油贮存和处理中心，并向EH系统提供稳定的高压油，以此来驱动执行机构；执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度危急遮断系统是由汽轮机的遮断参数所控制，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，或只关闭调节汽阀，以保证汽轮机正常安全运行。一.控制油系统的组成控制油系统主要是有三部分组成：供油装置、执行机构、危急遮断装置。（一）供油装置1.供油装置的作用：我厂主气门和调节气门的开启都是靠高压控制油来开启，关闭是靠弹簧关闭的，所以高压控制油的作用就是给主气门和调节气门提供控制油，驱动执行机构动作。再就是供油装置还提供危急遮断油，当汽机主保护动作时，使危机折断油泄掉，使主气门或者调门关闭，AST电磁阀一级阀的控制油也取自控制油。2.供油装置的组成供油装置主要装置：两台控制油泵（为柱塞泵），正常运行一台运行一台备用，油箱、高压蓄能器、一台冷却水泵、一台过滤泵、再生装置、油管路、滤网、冷油器、相关阀门和逆止门等。3.供油装置各部件的作用及原理（1）控制油泵：EH系统中配置的二台主油泵是恒压变量泵。恒压变量泵是通过泵出口压力的变化自动调整泵的输出流量来达到压力恒定的目的，所以，从理论上讲恒压泵是有一定的压力波动（需要说明的是控制油泵的电流与负荷没有关系，不是说机组负荷高控制油泵电流就高，控制油泵的电流与控制油温度有关，再就是调门动作时电流会有变化）。两台控制油泵的作用就是提供高压控制油和危急遮断油。控制油泵调节油压的原理：调节装置分为二部分：调节阀和推动机构。调节阀装在泵的上部，感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力，推动机构在泵体内部，活塞产生的推动力克服弹簧力来决定泵斜盘倾角，其上的调整螺钉用于设定系统压力。原理图：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过压力滤油器和单向阀止回阀流入和高压蓄能器相联接的高压油母管，高压抗燃油通过各自的油管路分别送到各执行机构和危急遮断系统。泵输出压力可在0～21MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.0～15.0MPa，额定工作压力为14.5MPa。油泵启动后，油泵以全流量约90l/min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14.5MPa时，高压油推动恒压泵上的控制阀的变量机构，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，系统保持在一个恒压工作状态；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14.5MPa。当系统瞬间用油量很大时，蓄能器将参与供油。溢流阀在压力油达到17±0.2MPa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过3微米回油滤油器，然后通过冷油器回至油箱。高压母管上压力开关63/MP以及63/HP、63/LP能为自动启动备用油泵和对油压偏离正常值时进行报警提供信号。冷油器回水口管道装有电磁水阀，油箱内也装有油温测点及提供油位报警和低油位遮断油泵的信号测点，油位指示器安装在油箱的侧面。控制油泵电机控制油泵油压调节装置参数三只压力表液位指示器液位开关液位高报警560mm（900mm）液位低报警430mm液位低低报警300mm液位低低遮断200mm压力变送器压力开关压力高报警16.2MPa压力低报警11.2MPa压力低联泵11.2MPa回油压力高报警0.21MPa压差开关滤网压差高报警0.55MPa温度开关油温低禁止启动主油泵20℃启动冷却油泵58℃停止冷却油泵38℃其中泵体上面的调整螺钉用来调整系统的压力，系统的压力可以在0-21MPa之间任意设定，正常我们将系统压力设定在12-15MPa之间。（2）控制油冷却泵：正常运行中，控制油的冷却是靠系统中的回油冷油器来控制控制油温度的，如果某些异常情况下使控制油温度异常升高，回油冷油器不足以满足控制油的冷却，这时冷却泵就可以起到降温的作用，其逻辑是当控制油箱温度到58℃时，控制油冷却泵自动联启，并且冷油器冷却水回水电磁阀联开，当油温降至38℃时，冷却泵会自动停止，并且联关冷油器回水电磁阀，冷却泵电机也可以在就地手动启动。同时厂家在设计时，在冷却泵的出口设置一路放油门，在油箱需要放油的时候启动冷却泵打开此门进行放油。控制油冷却泵（3）控制油箱：控制油箱的作用一方面是储存油并给控制油泵提供油源，另外在控制油箱内有浮子液位开关报警，当油箱油位异常时会报警，提醒运行值班员应该注意，并查找原因进行处理，控制油箱内还有磁性过滤器，因为在长时间运行中，主气门和调门或者金属管道难免会发生磨损，就会产生很小的铁销，那么这些铁销随着控制油就进入控制油箱，在控制油箱磁性过滤器就会将其吸附，起到净化油质的作用，另外在油箱内有块隔板，其作用就是用隔板将油箱分开两部分，控制油的回油先经隔板的后面，在后面控制油中的杂质会沉积在后半部分，同时在后半部分有磁性过滤器，后半部分的油满到隔板上面就溢流到隔板前面，控制油两台油泵的入口就在控制油箱隔板的前半部分，其原因就是一方面是为了净化油质，不至于杂质进入到调节系统里面去，另一方面控制油是通过隔板溢流到油箱的前半部分的，不会对控制油泵的入口造成太大的波动，使控制油压力稳定。（4）控制油过滤泵：控制油系统的过滤泵作用就是将油箱中的油打出后经过两微米的过滤器净化油质的作用，同时在过滤泵的出口还引出一路出离子树脂交换器，进行对油质的净化，其中离子树脂交换器的作用就是吸收控制油中的水分和酸份的，在就是控制油系统中的滤网比较多，因为控制油系统中对油质的要求特别高，尤其是控制油的颗粒度，对调节系统的安全运行起很至关重要的作用，三期不同的是有两个过滤器，分别为纤维过滤器和硅藻土过滤器。控制油过滤泵过滤泵出口滤网控制油离子树脂交换器过滤泵和冷却泵启停按钮（5）高压控制油母管高压蓄能器：控制油系统的高压蓄能器一共有5个，在汽机房6米控制油母管上面有一个，在汽机房12米A/B侧分别有两个，高压蓄能器的作用就是在控制油压波动时，可以吸收高频脉动油压，防止油压波动太厉害，另外就是在系统大量用油的时候，控制油泵来不及调节出力，高压蓄能器也能暂时给系统供油。高压蓄能能器是可以在线维修的，蓄能器块上有二个截止阀，此阀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。（6）控制油有压回油母管低压蓄能器的作用：低压蓄能器直接接与有压回油母管上，其作用就是吸收回油，因为当汽轮机跳闸后就会有大量的回油至有压回油母管，主气门和调门如果想要能快速的关闭，一方面必须能保证安全油能快速泄掉，另一方面就是主气门和调门的油动机的活塞下腔室的油能快速泄掉，这样才能保证汽轮机主气门和调门快速关闭，那么安全油能快速泄掉一方面是靠AST电磁阀的动作，另一方面就是管管设置上安全油是通过无压回油然后放至控制油箱的，设置无压回油就是能保证安全油能很快速的泄掉。安全油泄掉后，油动机活塞下腔室的控制油通过快速卸载阀然后通过有压回油母管泄掉，但是有压回油管不是很粗，在有压回油母管上设置了低压蓄能器，这样就可以吸收油动机下腔室泄掉的回油，使油动机活塞下腔室的控制油快速泄掉，这样就能保证主气门和调门能快速关闭。12米高压蓄能器的进油阀和隔离阀低压蓄能器六米控制油母管高压蓄能器六米高压蓄能器进油阀和隔离阀蓄能器皮囊蓄能器的工作原理（7）控制块控制块安装在油箱顶部，它加工成能安装下列部件：四个10微米的滤芯，每个滤芯均分开安装及封闭。二个单向阀装每个泵的出口侧高压油路中。一个溢流阀位于单向阀之后的高压油路中，它用来监视油压，并且当油压高于设计值时，将油送回油箱，确保系统正常的工作压力，起过压保护作用。两个截止阀，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，只隔离双重泵系统中的一路，不影响机组的运行，以便对该路的滤器、单向阀以及泵等进行在线维修或更换。控制油箱上面控制模块控制油箱上面控制模块俯视图（8）冷油器:冷油器有两个，一个是回油冷油器，一个是冷却泵出口冷油器，正常运行中油箱油温是靠回油冷油器来冷却的，如果油温高的话可以通过启动冷却泵进入冷却泵出口冷油器进行冷却达到控制油温的目的。（9）回油有压逆止门：回油有压逆止门的整定压力是0.21MPa，正常运行中如果回油压力不高，回油是不经过此路的，事故情况下如果汽轮机跳闸，这时回油大量的回油使回油压力变高，当大于0.21MPa时就开启直接进入油箱，其目的就是为了能快速的泄掉油动机活塞下腔室的控制油，使主气门和调节门快速的关闭。还有一个作用就是当回油滤网发生堵塞或回油冷油器发生堵塞的话，控制油的有压回油可以经过有压逆止门直接回到油箱。有压回油有压逆止门有压回油截止门和控制油取样门（二）执行机构：所有执行机构的油缸，均属单侧进油的油缸，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。液压油缸与一个控制块连接，在这个控制块上装有隔离阀、伺服阀、电磁阀、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（比例）型执行机构）。主气门都是属于开关型的，即只能是全开或者是全关。调节气门是属于控制比列型的，可以停留在任意某一位置，原因是调节气门比主气门多了伺服阀。（1）调节气门的工作原理：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，在电液转换器一伺服阀中将电气信号转换成液压信号，使伺服阀主阀移动，并将液压信号放大后控制高压油的通道，使高压油进入油动机活塞下腔，油动机活塞向上移动，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，将油动机活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面计算机处理送来的信号相加，由于两者的极性相反，实际上是相减，只有在原输入信号与反馈信号相加后，使输入伺服放大器的信号为零后，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。控制型执行机构液压原理图：（2）控制型执行机构的主要部件a.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、检修或更换伺服阀、快速卸荷阀和位移传感器等，该阀安装在液压块上。b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，过滤精度为10微米。在正常工作条件下，滤网要求每6个月更换一次。主气门和调门的进油截止阀和逆止阀调节汽门油动机控制块c.伺服阀伺服阀又称电液转换器，是将计算机输出的控制信号转换成液压信号的元件，可以算得上是EH系统的核心元件。其工作原理为：先导级的线圈接收计算机发出的4～20mA信号，驱动衔铁在磁场中发生偏转，衔铁与挡板刚性相连，带动挡板偏离中心位置，使挡板与一个喷嘴距离近，而与另一个喷嘴距离远，造成两个喷嘴前的压力不一样，形成压差。这个压差作用在阀芯两端，推动阀芯运动，打开阀口，使压力油经过伺服阀，进入油缸腔室。阀芯运动后，与阀芯相连的反馈杆将挡板拉回中心位置，消除压差，阀芯便停止运动。这个闭环反馈保证输入电流与阀芯位置为一一对应关系。伺服阀的主要故障为卡涩和电化学腐蚀。伺服阀的阀芯与阀套间隙为２μm左右，油中的杂质很难进入到这个间隙中，且作用在阀芯两端的液压力相对较大，稍有卡涩也完全能够克服，所以，伺服阀的大多数卡涩不是发生在阀芯与阀套之间而是发生在喷嘴与挡板之间。伺服阀的喷嘴与挡板之间的距离为0.03mm左右，当油中有一个颗粒卡在当中时，就会使挡