汽机EH供油系统及调节保安油系统介绍.pdf
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1、汽机EH供油系统及调节保安 油系统介绍2002-6-2111.概述1.概述191汽轮机的调节保安系统采用数字式电调系统(DEH),液压部分采用高压抗燃油系统(EH)。DEH硬件即可 以与DCS的硬件相同,也可以是独立的硬件。本调节保安系统大致可分为DEH系统(电子部分),EH 供油系统,EH执行机构,危急保安系统、ETS(电子 部分)和TSI系统几大部分。EH系统的总的功能是接受DEH信号操纵汽轮机的进汽阀 以调节通过汽轮机的蒸汽流量。EH系统可分为EH供油 系统、EH执行机构。EH供油系统是以高压抗燃油作为质,为各执行机构及 安全部套提供动油源并保证油的品质。控制系统一体化改造项目2EH执行
2、机构用来直接控制各汽阀的开度。EH执行机构 共包含有主汽门油动机2台,高压调门油动机4台,再 热主汽门油动机2台和再热调节汽阀油动机4台。油动 机的开启、关闭或开度的大小均由DEH的电信号控制,同时还设有由AST油压控制的联锁保护功能。危急保 安系统由危急遮断控制块、隔膜阀、超速遮断机构和综 合安全装置等组成,为系统提供超速保护及危急停机等 功能。ETS(电子部分)是汽机的紧急停机装置,它 根据汽轮机安全运行要求,接受就地次仪表、TSI二 次仪表及其他系统要求汽机停机的信号,控制停机电磁 阀,使机组紧急停机,保护汽轮机。TSI是汽轮机的监 测保护系统,在汽轮机盘车、启动、运行和超速试验试 验以
3、及停机过程中,可以连续显示和记录汽轮机转子和 汽缸机械状态参数,并在超出预置的运行极限时发出报控制系统一体化改造项目3荀攵曰,当超出预置的危险值时发送停机信号给ETS,使机组自动停机。控制系统一体化改造项目42.EH系统控制系统一体化改造项目52.1 EH系统的功能及组成EH系统的功能及组成1.EH系统的功能是接受DEH输出指令,控制汽轮机进汽 阀门开度,改变进入汽轮机的蒸汽流量,满足汽轮机 转速及负荷调节的要求。因此EH系统实际上是DEH 控制装置的执行机构。2.控制再热主汽门的油动机,在汽机复置(挂闸)后,即 将再热主汽门开启到全开位置。3.控制主汽门及高中压调门的油动机将汽轮机进汽阀门
4、控制到由DEH控制器发出的电气信号所要求的相应位 置上。4.除正常控制进汽阀门的开度外,EH系统还包括在危急 情况下自动关闭油动机的装置(卸载阀)。5.EH供油系统是个全封闭定压系统,它提供控制部分控制系统一体化改造项目6制部分所需要的全部动油。整个系统由油箱、冷油器、滤油器、高压蓄压器、低压蓄压器、各种压控制阀、油泵及马达等组成。汽机转子直接带动的主油泵除通过注油器将润 滑油供给汽轮机及发电机的轴承外,还供给机 械超速遮断装置以及手动遮断装置用油,后者 产生的安全油将通过隔膜阀与EH系统连结在 起。控制系统一体化改造项目72.2 EH供油系统2.2 EH供油系统的工作介质2.2.1 EH供油
5、系统必须使用三芳基磷酸酯型的合成油(抗燃油)。为了控制油温,油箱底部装有电加热器(早期产品配 置浸入式电加热器)(HTR/EH),由温度控制器(TI0030)自动控制其启停;在有压回油母管上配置 了冷油器,手动操作冷油器出水截止阀实行油温手动控 缶,当油温仍不能下降到正常范围时还可以启动循环泵,进步冷却油箱中存油的温度。油箱上配有磁翻板式液 位计和液位开关(71/HL、LL、LLL1、LLL2),用于 显示实际液位和在液位高于或低于正常范围时报警以及 在液位过低(肯定是系统中油大量外泄造成)时联动停 泵。从油箱盖向下插入油中的几根磁棒是为了吸附油中 磁性颗粒。控制系统一体化改造项目8在油箱下方
6、布置了2组相同容量、并联运行的EH主油泵,可以互为备用,油泵上配置了调压阀,可以调节系统油 压,油泵的输出流量则是根据系统的需用量自动调节。每台油泵配有吸入口滤芯和出口滤芯,出口滤芯配有压 差开关(63/MPF-1 2),在滤芯压差大于整定值时 发出报警信号。油泵出口的流量计(FIC-P1、2)可 以时刻监视油泵的输出流量。油泵出口逆止阀是为了保 护处于备用状态的油泵不受到高压油的反向冲击。每组油泵进出口上都配置了隔离截止阀,供在线维修用,正常工况下均应处于打开状态。高压母管上配置的溢流 阀的压设定值一般要高于油泵出口油压2MPa以上,正常工作时应处于关闭状态,仅在油泵调压功能故障,为系统免遭
7、高压冲击而设,实际就是个安全阀。如果 溢流阀的压设定值过于接近系统油压,控制系统一体化改造项目9就会有少量高压油通过溢流阀直接回油箱,不仅浪费 能量,还会造成油箱油温的升高。EH油箱上显示系统油压的压表(GA408、409、410、4110)共有4块,分别显示油泵出口压和系 统压,同时还可以依此观察油泵出口滤芯的上、下游 压,得出具体压差值。高压母管上配置的压变送器(XD/EHP)可以将EH系 统油压送到电厂集控室显示,为电厂运行人员提供监视 信号。蓄能器是为了稳定油泵出口油压。压开关(63/MP)的 信号接点串入EH主油泵的自动启动回路,以便在系统 油压下降到整定值时自动启动备用油泵。10控
8、制系统一体化改造项目该压开关前设置了一个节流孔,压开关后设置了一个 手动截止阀,用于对备用油泵作定期活动试验。当打开 截止阀时,压开关(63/MP)就会接收到系统压 低的信号,将备用油泵启动起来,但由于节流孔的存在 而不会影响系统的实际油压。试验成功,将手动截止阀 恢复后,压开关上的油压会自动恢复,然后必须手动 操作停止启动起来的备用油泵,因为除了EH油箱油位 低低外,任何情况下EH主油泵都不会自动停止。EH滤油系统分成二个部分,一部分由滤油系统交流马达 和泵、滤油器、只三通阀及冷油器组成,如果滤芯长 期使用后污染较严重时,则差压开关就会发出报警信号,此时就应更换滤油器滤芯。另一部分由离子交换
9、树脂过 滤器组成,由于离子交换树脂过滤器的工作原理与一般 的纤维滤芯不同,它是通过离子交换方式来去除EH油中的污染物,所以在离子交换树脂过滤器上没 控制系统一体化改造项目有差压报警开关,离子交换树脂过滤器工作正 常与否,是通过对油质的化验来确定的。EH滤油系统交流马达和泵是当油箱中油温在回 油冷油器投运后仍然踞高不下时投运,可以有 效地降低油箱中存油的油温。另种离子交换树脂过滤器采用高压母管旁路布 置方式,在进油口配置节流孔减压和控制流量。离子交换树脂型再生装置,其滤芯分阳离子型 和阴离子型2种,可以高效吸附EH油中的离子 状污染物,而且消除了滤芯材料本身对EH油造 成粉末污染的危险。12控制
10、系统一体化改造项目2.3 系统设备2.3.1 油箱组件EH油箱组设备有:1.个有足够容量的不锈钢油箱。在油箱顶部的人孔装有一个由螺栓联接的盖板。油箱底部 有一个手动的泄放阀,配有多个油泵吸油口和回油口。2.相同容量的两个主油泵。每个油泵通过柔性联轴器分别与驱动马达相联。每个油泵 设计成可连续工作,并布置在油箱的下方,以保证正吸 入头。油泵是一种恒压变流柱塞泵,油泵的输出流量会根据系统 的用油量自动调节,压调节螺丝(28-11)用于调节 油泵输出油压,该油压作用于套筒(21)内,套筒顶 在可倾盘(9)上,与弹簧(19)力相平衡,系统用油 量增大,油压就会降低,弹簧(19)就会将可倾盘(9)13控
11、制系统一体化改造项目上,与弹簧(19)力相平衡,系统用油量增大,油压 就会降低,弹簧(19)就会将可倾盘(9)以枢销(10)为支点的倾斜角加大,使每个柱塞(6)在电机 旋转一周过程中在筒体(3)中的轴向位移量加大,即 吸排油量加大,油泵的输出流量加大,满足系统用油量 后达到新的平衡点;反之,套筒(21)推动可倾盘(9),会使油泵输出流量下降,达到较小流量时的平 衡点。由此可以看到,这是种有差调节,流量加大会 使输出压略有下降,反之,会使输出压略有升高。调节螺丝(22)限制套筒(21)退回的最大行程,当 套筒(21)退到靠上调节螺丝(22)时,象征着油泵 达到了最大流量,如此时油泵的输出流量仍不
12、能满足系 统的用油量,泵的输出压就会不受控制地下降。调整 调节螺丝(22)的位置可以调节油泵的最大流量,一 般将调节螺丝(22)的位置确定在油泵最大流量为额 定值。当流量极小时,可倾盘(9)上的压盘(16)14 控制系统一体化改造项目的平面将接近与泵的旋转轴线垂直,故该种泵 短时间的闷泵运行不会损坏。由于该种泵工作 时滑靴(7)将在压盘(16)上高速磨擦,磨擦面间的静压力的大小与泵的输出压成正 比,磨擦面间必须有高压油润滑,泄出的润滑 油直接排在泵的壳体内,所以必须在泵壳上接 根回油管到油箱,位置可在安装螺塞(58)处,同时还必须注意在泵壳内无油时不要让泵 高速运转,避免不必要的损坏。15控制
13、系统一体化改造项目3.套循环泵组。套用于冷却及过滤循环泵,油泵为叶片泵。正常运行时 不必投运。泵组上布置了可接软管的吸油口,在经过相 关阀门的适当操作后,可以通过软管从油桶中吸油,即 兼具了加油装置的功能。4.每一个泵吸油管上都安装了滤网,可以在相关的泵停 运时更换滤芯。5.个EH油箱控制块组件装在油箱顶部。它加工成能安 装下列部件:a.2个滤芯式3微米金属丝网滤器,个泵出口通一个滤 芯,每个滤器均分开安装及封闭。这些滤芯可以清洗和 重新使用,但必须要按专门的清洗技术进行。16控制系统一体化改造项目b.两个逆止阀装在每个泵的出口侧高压油路中,位于控制块中滤器的下游。c.个溢流阀位于逆止阀的下游
14、。用来监视油压,并且当油压高于设定值时,将油送回油箱。d.2个截止阀正常时全开,手动关闭其中的一个 阀门,就使得控制块中对应的部分与高压油总 管隔绝,便可对此部分的滤器、逆止阀以及泵 进行在线维修。关闭其中的一个阀门,只隔绝 双重系统的一路,不会影响汽轮机的运行。控制系统一体化改造项目6.四根装有磁钢的空心不锈钢杆全部侵在油中。每个杆可以分别拆出进行清洗。磁翻板液位计,用于显示油箱中的液位。在液位计上还配置了磁翻板液位计还提供一个4 20mA的液位远传信号供用户使用。豳个液位高报警开关71/HL。及低液位报警开关动作。b 个液位低报警开关71/LL。c 个液位低低报警开关71/LLL1 d 个
15、液位低一低报警开关71/LLL2,与停泵联锁动作。个针阀装在油泵压开关邻近油路上。可用于对备用油 泵启动开关进行控制,定期进行备用油泵启动试验。个数显式的温度控制器,安装在油箱端子盒ER的侧面,显示油温,兼有温度开关功能。18控制系统一体化改造项目个弹簧加载逆止(溢流)阀装在有压力回油的旁路管路 上,这样可在冷油器故障被切除时,使回油旁路绕过冷 油器进入油箱,避免有压回油管中压过高。两个冷油器装在油箱边上。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。冷却水量可手动控 制。在进入两只冷油器的油管路上分别安装有二只三通阀,三 通阀是用来选择进入冷油器的通道及进行冷油器的检修 及维护
16、。个端子箱装有接线端子排及以下的压开关组件:2个压差开关(63/MPF-1 W3/MPF-2)每个压差开 关指示出装在主油泵出口油路上的滤芯进口侧与出口侧 的压差。如果压差达到大约0.69MPa,则开关就会发 出报警信号,以表示此滤器被堵塞,并且需要清洗或调控制系统一体化改造项目b,个压开关(63/MP)感受油系统的压过低信号,调整到当压低至1 0.411 J MPa表压时,接点闭合,并启动备用疝泵。c,个压开关(63/LP)感受油系统的压过低信号,调整到当压低至9.311 0.2MPa表压时,接点闭合,并发出报警信号。d,个24VDC电源,用来给油箱温度控制器提供工作电 源。14.个气液式高
17、压蓄能器装在油箱的旁边,用来减 小系统压波动。此蓄能器是个有丁基橡胶气囊的油缸。气囊内预先充进 的氮气压与外侧油系统中的油压相平衡。此蓄能器通 过个蓄能器块与油系统相连。蓄能器块上有一个截止 阀能够将蓄能器与系统隔绝。以进行充气压检查、重 新充气或维修。蓄能器氮气侧有一个压表,用以楡 控制系统一体化改造项目查充氮压,某些进口蓄能器产品不配压表,而是提供 个手提式测压工具。2.3.3 精密滤器离子交换树脂型再生装置,代替原来的精密滤器组件。根 据油质情况的不同,可以选择投运阳性离子或阴性离子 滤芯。2.3.4 高压蓄能器辅助气液式高压蓄能器装在2个支撑架上,每个支架安装 3个蓄能器,布置在汽机两
18、侧主汽阀调节汽阀组件 近旁。每个蓄能器均装有一个测量气压的压表(某些 进产品不配压表,而配测压工具),各个蓄能器均 与一个集合块相连。此集合块可通过阀门隔绝任何个 蓄能器,以进行充气压检查、重新充气或检修。21控制系统一体化改造项目2.3.5回油蓄能器四个气液式低压蓄能器分成二组,装在有压力回油管上,它们作为缓冲器,在负荷快速卸去时,吸收回油系统中 的油。蓄能器由一个橡胶气囊和钢外壳组成,橡胶气囊 是用来将气室与油室分开的,气囊中充有0.207MPa 的干燥氮气,外壳上装有与橡胶气囊相连的充氮防护气 体阀。组回油蓄能器与一组高压蓄能器安装在同一个 支撑架上。2.4系统运行正常运行时,高压油系统
19、所需的初始压是从高压油箱通 过1号或2号电动泵所提供的。这两个泵容量相同,并 且当系统压低于原先设定的最低值时,备用泵就会自 动启动。两个泵均可通过控制开关手动控制。通过与出 口管路相连的压开关可以对两个泵中的任何一个实现 自动启动,此压开关通过继电器来启动停着的备用 控制系统一体化改造项目泵。如果供油系统在环境温度低的场合下运行,就需 要加热器。最好不要低于21 长期运行,在任何情况 下不得低于10 下运行。如果油温低于21,但高于10C,则可采取下列紧急步 骤:将高压溢流阀调节螺钉调节到最低压的位置并且启动 个泵,将调节螺钉调到使出口压维持在3.5MPa表压的位置,使泵运行段时间,当油温达
20、到15.6。时,将压慢慢调到7.1 MPa表压,为了加速温度上升的速度,另个泵也可启动以加快加热的速度。匚:!J尺日|曰/JN,火火且人工叫流阀调整值来减少出口压。23控制系统一体化改造项目一旦油温达21,则备用泵就可停止,并且重新将溢流 阀调整到原来的位置。调整值见“透平控制整定值”。重新整定溢流阀:1).将溢流阀螺钉调进,以保持压为1 6.2-1 6.6MPa表 压;2).锁紧此调节螺钉。注意:上述步骤仅是在紧急情况下采用,不推荐在这样的紧急情 况下进行启动。当两个泵中任何个在运行时,必须将另个的控制开关 转到“断开”的位置,才能使它手动停止,此控制开关 靠着弹簧回转到“自动”位置,以使此
21、泵再次置于压 开关的控制之下。油箱顶上装有一个手动阀,用来手 动试验停着的备用泵。打开手动阀可将到自动启动压 开关.控制系统一体化改造项目 24(63/MP)去的油压泄去使开关动作启动备用油泵。油泵从油箱底部通过吸入滤芯来吸油,可以保证油泵吸油 口有正压并防止吸入大的颗粒状硬物损坏油泵。从油 泵出来的油进入油箱顶部的控制块,在控制块中油通过 3微米的滤芯。滤器两端连接着个压差开关,它的接 点在0.69MPa压差下闭合并发出警告:滤器已经变脏 To一日滤罂的压差开关动作.则必须立即采取步骤换棹此弄.一!|ir h q 卜_*I a y I、1*j I -j.X ,、,,j、Ji、j 上,、I如果
22、高压油总管的压降到1 0.7-11.8MPa时,个压 力开关的接点就会闭合,发出报警信号。如果高压油总管的压降到1 0.4-11.1 MPa表压时,则 加上所述,备吊泵就自动启动。25控制系统一体化改造项目个对1号及2号油泵公用的溢流阀是用于防止系统超压 的。如果压高达16.416.8MPa表压时,溢流阀就 会将超过的流量送回到油箱。当压达16.1 16.4MPa表压时,个与高压总管相连的压开关就 会发出报警信号,此压开关仅作为选择性设备而提供。在高压蓄压器皮囊内部有一个充有9.3MPa表压压力干燥 氮气在皮囊外方蓄积着系统油压,供系统正常或瞬时所 需。氮气压应定期检查,如必要的话应重新充气。
23、检 查的时间间隔见说明书资料中“蓄压器重新充气”的专 门说明逐条进行。气压可以从装在蓄压器顶部的压表 读得或用测压工具检查获得。由于环境的温度会影响气 压,因此检查压应在环境温度稳定以后进行。在压力回油管路上接有低压蓄压器,必要时应遵循本说明 书中“蓄压器的再充气”说明对这些蓄压器的充气压 进行检查及再充气。油箱上布置了两个冷油器,正常情 况 扌-26下,回油通过其中一个冷油器回油箱,就可以将油温控 制在要求的范围内,如果油温仍然上升,可以启动冷却 循环泵,进步冷却油箱内油的温度。流入冷油器的水应该被调节到使系统的油温保持在35 至45之间。可以手动地调节冷却水流量,以保持油 温处于上述范围中
24、。在油箱端子盒的数字式温度计不断 地指示出油箱中的油温。精密滤油器系统是用来改善油质的(保持中性,去除水份 等)。有了此系统,高压油总管中的一部分油流过此滤 器,返回到油箱。在机组投运的第1个月,此系统应每 周连续运行8小时。在以后的日子里,照油的污染及化 学(中和系数、含水量、电阻率)分析表示需要时运行 此系统。为了进步防止油的污染,在油箱的顶部装有磁棒,这些 磁棒应定期地拆出并进行清洁。清洁时用干净而不起毛控制系统一体化改造项目的布就可以了。在磁棒移出油箱时,留下的开 口应妥善盖好,以防止污染物进入油箱。在油箱中应有足够的油,以便在机组运行时,油 位读数在正常的运行值上。28控制系统一体化
25、改造项目3.EH油动机及危急保安系统3.1 系统工作原理3.1.1 油动机每个油动机与系统之间有3根油管相连,一根是由EH供 油系统提供的高压油作为油动机的动油源送到每个 油动机,每个油动机在高压油入口都配有隔离截止阀,在线维修时如需更换油动机上的某一元件,可以关闭此 阀后进行,不必停泵。每个油动机上还有一根回油管与 系统的有压回油母管相通,出口处有一个逆止阀,防止 在线维修时有压回油的倒流泄漏。另一根为安全油管,出口处也有一个逆止阀,用于在泄去某一个油动机的安 全油压以达到快关该油动机(如做汽阀门杆活动试验)时不会影响其余油动机的工作状态。主汽门油动机(简 称TV)和再热主汽门油动机(简称R
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