一、控制系统概述控制系统概述
给水泵汽轮机正常工作时,由主汽轮机中压缸的排汽(四段抽汽)供汽,其转速运行调节范围为2800~5000(或6000)r/min,随着主汽轮机负荷改变,供汽参数也跟着变化。当主机负荷降至一定值,供汽参数不足以维持给水泵汽轮机正常运行时,高压汽源将自动投入,两路汽源在主汽门前自动切换,使给水泵汽轮机在主机任一负荷下均能投入运行。(现遥控转速修改为2650rpm)。
给水泵汽轮机的低压汽源由主汽门(LSV)及调节汽阀(LGV)进入给水泵汽轮机;其高压汽源需经管道切换阀(HGV),再由主汽门(LSV)及调节汽阀(LGV)进入给水泵汽轮。其中,主汽门(LSV)是两位式阀门,只有全开、全关两个位置,由控制系统的主汽门油动机控制。管道切换阀(HGV)及调节汽阀(LGV)是调节阀,分别由控制系统控制的管道切换阀油动机及调节阀汽阀油动机驱动。
MEH控制系统的主要任务是通过控制汽轮机管道切换阀(HGV)及调节汽阀(LGV)的开度而控制汽机的进汽蒸汽流量。根据运行要求,MEH在不同情况下的控制对象:汽轮机转速、管道切换阀(HGV)后(主汽门前)的蒸汽压力等。
MEH是冗余的数字式控制系统。转速、蒸汽压力、真空、润滑油油压等信号通过三取二进入主控制器,输出的阀位控制信号经放大后送到油动机的电液转换器,控制汽轮机调节汽阀或管道切换阀的开度(位置)。MEH根据锅炉的给水需求调节转速。
二、MEH控制方式
MEH控制方式:·手动控制方式(MANUAL)、·自动控制方式(AUTO):转速自动控制方式(SPEED AUTO)、遥控(REMOTE)
手动控制方式时,运行人员通过画面上的手动增、减键,直接改变MEH输出,是一种开环的控制方式;自动控制方式则通过主操作画面操作,改变转速设定值,对MEH输出进行闭环控制。不管手动、转速自动控制还是遥控,相互切换均无扰动切换。
2.1 MEH 控制:MEH 通过 MEH画面完成所有功能的监视和操作。
Ø 信号监控
模拟量数值的显示, 包括管道切换阀(HGV)及调节汽阀(LGV) 开度、主蒸汽门前蒸汽压力、 汽缸排汽压力、转速等信号。
开关量信号的显示, 包括主汽门状态、汽机挂闸、跳闸、控制方式等状态。操作员需操作控制按钮和数据输入窗口。
Ø 启动控制
挂闸后,主汽门通过主汽门油动机电磁阀开启。通过按钮“SV TEST”、 “SV OPEN” 完成主汽门门杆活动性试验的控制功能。
Ø 操作方式选择
通过按钮“OPERATOR AUTO”、“MANUAL”、“REMOTE”选择操作员自动、 操作员手动或远程锅炉给水自动控制模式。
2.3 MTSI 信号监测
MTSI系统监测振动、偏心、轴位移、零转速、键相等信号。
2.4 MEH 的转速测量
设置六个通道的转速测量。磁阻发送器作为转速传感元件,将汽机转速以频率形式送入MEH和METS的测速单元。MEH对三个转速信号鉴别,将有效的通道作为测量反馈进入MEH,失效的通道以报警形式告知运行人员。若有二个或二个以上的失效通道存在, MEH将自动切到手动控制方式。 同时,也具有超速保护功能,当三选二逻辑输出为“超速”状态时,发信号给METS。直接进入METS的三个转速信号作为另一组超速保护信号, 以三选二的逻辑形式进行组合,确保超速保护信号能正确无误地反映汽机超速状态,并发出遮断汽机的信号,紧急遮断汽机。
三、开关型油动机
(油动机管路图)
关型阀门由开关型的油动机操纵, 油动机安装在弹簧箱上,并和阀门的轴直连(如下图)
3.1工作原理
该油动机为单侧进油,其开启由液压油压力驱动,而关闭是靠操纵座上的弹簧力,工作原理如下左图所示。由于油动机为开关型结构,因此油动机(即阀门)只能处于全开和全关二种工作状态。挂闸后,高压控制油经过截止阀、 滤芯、电磁阀、节流孔后进入油缸下腔,油缸下腔油压逐渐升高,克服弹簧力,将油动机(即阀门)逐渐打开,直至全开。当汽轮机保护系统动作时,系统安全油(AST油)泄去,卸载阀打开,快速泄去油缸活塞下腔的油,在弹簧力作用下,阀门被快速地关闭。如下原理图。
3.2元件说明
油动机主要由液压油缸、控制块、截止阀、(试验)电磁阀、卸荷阀和逆止阀等部件所组成。
Ø 液压油缸:该油动机采用单作用油缸,油缸下腔进油、拉式打开阀门,关闭则依靠弹簧力。
Ø 控制块:将所用部件集成在一起,并通过内部通道进行连接的一个油路块, 也是所有电气接点及液压接口的连接件。
Ø 截止阀:从系统来的高压油经过截止阀、节流孔去操纵油动机,通过关闭该阀, 可切断高压油路,以便能在线更换(或检修)(试验)电磁阀、卸荷阀等。
Ø (试验)电磁阀:油动机上设置了一只电磁阀, 可用于远距离关闭阀门以进行阀门活动性试验。当该电磁阀通电时, 油缸下腔的压力油经过电磁阀后接通压力回油,油缸下腔油压逐渐降低, 阀门在弹簧力的作用下逐渐关闭。电磁阀失电,阀门将重新开启。
Ø卸载阀,如下图
由先导阀控制的溢流阀实现油动机快速卸载功能,溢流阀的压力调节手柄平时处于关闭状态,不做压力调节使用。 整个阀由导阀和主阀构成, 由安全油压控制的导阀起到快速泄油关闭油动机的作用, 此种关闭与电气系统无关。当卸荷阀动作时,它将所有的工作油放到回油,此回油还与油缸的上端相连,并且可将放出的油贮存在上端,因而就不会引起回油管过载。阀门组件上的重型弹簧提供快速关闭所需的力。 卸载阀与油动机的油流通道相连。安全油油压作用在滑阀上方,油缸下腔的油压力作用在滑阀下方,工作时两个压力基本相等,靠着滑阀弹簧及上、下面积差的作用, 使滑阀贴紧在滑阀座上,使油动机的油缸下建立油压。当安全油压泄去时,油缸下的油顶开滑阀,将油缸下的油放到回油去。
注:卸载阀也可以用作为进汽阀门的手动关闭。手动关闭任何一个进汽阀门,首先要关闭隔绝阀,以防止卸载阀放走大量的高压油,然后将压力整定调整杆反向慢慢旋出,观察油动机及阀门移动到关闭位置。如要重新打开阀门,首先将压力整定调整杆调到最高压力的位置,然后慢慢打开截止阀。
Ø 逆止阀
控制块中装有两个逆止阀:一只通向安全油(AST 油)母管,该逆止阀的作用是防止安全油母管上的油倒流回油动机;另一只逆止阀通向回油母管,该阀的作用是防止回油管里的油倒流回油动机。
四、调节型油动机
调节汽阀由调节型油动机操纵, 油动机安装在油动机支架上,通过杠杆与阀门相连接,弹簧在阀门侧(见下右图)。
4.1工作原理
该油动机为单侧进油,其开启由液压油压力驱动,而关闭则依靠弹簧力, 工作原理如下左图所示。通过截止阀及滤器到油动机去的高压油由伺服阀控制。位置控制信号及位移传感器的反馈信号在伺服放大器上相加,得出一个位置误差信号。伺服放大器控制伺服阀到相应于此误差信号的位置上,以精确地控制油动机及蒸汽阀的位置。伺服阀是一个由液压控制的中心封闭的四通油阀,此滑阀的输出流量随着误差信号的变化而变化。
伺服阀或是使高压油进入油缸,以打开蒸汽阀,或是从油缸中放出工作油,使蒸汽阀关闭。伺服阀是做成机械偏置的,以保证电气信号消失时阀门关闭。当汽轮机保护系统动作时,系统安全油(AST 油)泄去,卸载阀打开,快速泄去油缸活塞下腔油,在弹簧力作用下,阀门被快速地关闭。原理图如下。
4.2原件说明:(原件其他同开关行油动机)
Ø滤器:所有进入油动机的高压油均经过 3 微米滤器,这保证了任何时间均能以清洁的油供伺服阀工作。滤芯至少应该一年换一次。
Ø伺服阀:伺服阀是由一个电力矩马达以及带有机械反馈的二级液压功率放大所组成(原理图见下图) 。
第一级是由一个双喷嘴及一个单挡板组成,此挡板固定在衔铁的中点,并且在二个喷嘴之间穿过,使在喷嘴的端部与挡板之间形成了二个可变的节流间隙。由挡板及喷嘴控制的油压作用在第二级滑阀两端的端面上。
第二级滑阀是四通滑阀结构,在这种结构中,在相同的压差下,滑阀的输出流量与滑阀开口成正比。一个悬臂反馈针固定在衔铁上,穿过挡板嵌入滑阀中心的一个槽内。在零位位置,挡板对流过二个喷嘴的油流的节流相同,因此就不存在引起滑阀位移的压差。当有信号作用在力矩马达上时,衔铁及挡板就会偏向某一个喷嘴,使得滑阀两端的油压不同,从而推动滑阀移动,使高压油进入油缸高压腔或将油缸高压腔中的高压油泄放至回油,油动机的动作使位移传感器的反馈信号与阀位指令信号趋向一致。此时,作用在力矩马达上的电流消失,挡板在喷嘴作用下回到中间位置,滑阀两端的压差为零,滑阀就在反馈针的作用下回到原始位置,直到输入另一个信号电流为止。
Ø 位移传感器
位移变送器 LVDT 即线性位移差动变送器,是一种电气机械式传感器,它产生与其外壳位移成正比的差动电信号。它由三个等跨分布在圆筒形线圈架上的线圈所组成,一个磁铁芯固定在油动机连杆上。此铁芯是沿轴向方向,在线圈组件内移动, 并且形成一个连接线圈的磁力线通路,中央的线圈是初级的,它是由交流中频电进行激励的。这样, 在外面的二个线圈上就感应出电压。这二个外面的线圈(次级)是反向串接在一起的, 因而次级线圈的二个电压相位是相反的,变压器的净输出是此二个电压的差。铁芯的中间位置,输出为零,这就称作零位。零位为油动机机械行程的中点。 LVDT 的输出是交流的,它由一解调器整流后(负反馈)与 DEH 控制器所要求的位置指令信号(正信号)相比较,得出偏差信号,经放大后输给伺服阀。
五、AST电磁阀组
4 个跳机电磁阀,采用4选2的控制方式, 电磁阀1、3为一组,电磁阀2,4 为一组, 机组启动后,电磁阀为常带电运行;当两组中每一组至少有一个电磁阀动作(失电),电磁阀组件才会起作用,整台机组遮断。 电磁阀的电源采用 24VDC,由 METS 直接提供。
在主汽门油动机上设置了1个活动电磁阀(快关电磁阀), 只要电磁阀动作(带电状态),该阀门就迅速关闭。电源采用 220VAC,由 METS 直接提供
Ø 当各汽阀完全打开时,为确保所有阀门能快速关闭,可手动遮断汽轮机。
方式一:采用前轴承座附近的紧急停机按钮。就地按下紧急停机按钮后,AST电磁阀失电, AST 油失压,所有阀门关闭。
方式二:通过集控室停机按钮。集控室按下紧急停机按钮后, AST 电磁阀失电, AST 油压失去,所有阀门关闭。
操作员在确定各汽阀能快速关闭后,操作员通过控制室的“挂闸”按钮,使四个20/AST电磁阀带电,AST 油重新恢复,主汽阀开启。 DEH 控制器控制调节阀油动机上的伺服阀,使得各阀在关闭位置。
AST:安全油压,ASP:停机先导油控制油压。
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