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1、 1高压抗燃油电液控制系统高压抗燃油电液控制系统高压抗燃油电液控制系统高压抗燃油电液控制系统(EH 系统系统系统系统)培训资料培训资料培训资料培训资料 1、概述 11 引进的历史和发展 12 EH 系统的业绩 2、高压抗燃油 EH液压系统 21 概述 22 供油系统 23 执行机构 24 危急遮断系统 25 应用举例 3、安装和调试 31 EH系统各部件的安装就位 32 油动机及操纵座的安装及调整 33 油管路的安装 34 油冲洗规程 35 EH调试规程 36 与 DEH 控制装置联调及快关测试 37 在冲转、并网、运行中注意的问题 振动和温度测定 4、正常运行中日常维护和常见故障及在线检修
2、41 巡检及参数 42 经常性维护项目 43 常见故障现象和分析 44 在线抢修方法 5、大修和备件 51 大修内容和要求 52 大修时必要的备件 21概述 11 引进的历史和发展 20 世纪 80年代，我国引进汽轮机调节系统 DEH 技术，并成功引进了国产化设计，从此性能优良的中国品牌 DEH 系统走向市场。80年代初，我国引进 300、600MW 汽轮机制造技术。于 1980年 9 月，中国机械对外经济技术合作总公司（CMIC）、中国电工设备总公司（CNEC）与美国西屋公司签订了大型汽轮发电机组制造技术转让合同。但合同中规定只转让 DEH 系统设计技术，不转让 DEH 制造技术。在 300
3、、600MW 火电机组引进合同生效后，为了尽快地消化吸收引进的 300、600MW机组 DEH 设计技术，制造国产化的 DEH 控制系统，为引进技术生产的 300、600MW 汽轮机配套，原机械部对开发优化“300、600MW汽轮机发电机组 DEH 数字式电液控制的可行性报告”提出的“引进、消化、创新”的技术路线及有关技术问题下达了明确的批示。为了促进大型汽轮机调节系统国产化，根据西屋公司有关 DEH 资料及国内 1963年开始研制电液并存的 AEH 电液调节系统及 1973年开始研制的采用高压抗燃油的 AEH 系统投运鉴定的经验，1983 年 9月，我国将 300、600MW汽轮机发电机数字
4、式电液控制系统课题列入国家科技攻关项目：30万、60 万千瓦火电考核机组攻关项目分课题合同 300、600MW 汽轮机电液调节系统的研制，分课题负责人李培植先生、朱庆明先生首次以合同形式承担科技技术攻关项目，并于 1985 年在原机械部电工总局、上海市机电一局的直接领导下，成立了由中国电工设备总公司、中国机械设备进出口总公司、哈尔滨电站设备成套集团公司、上海闵行工业公司组成的新华控制技术联合开发中心（现为新华控制技术集团公司）。分课题合同生效后，全体人员在引进、消化和创新的技术路线指导下，攻克了一个个技术难关，实现了可行性报告和分课题合同的攻关目标。高压抗燃油系统同样在 89年设计和试制同年在
5、实验室内与 DEH 控制装置联调成功。在1990 年 1月在湖北汉川电厂#1第一套引进技术国产化全功能的 DEH-系统与上海汽轮机厂引进技术生产的 300MW 机组配套投入使用。同年 12 月，原机械部，能源部召开了技术评审会，专家们一致认为 DEH-系统是采用微处理和高压抗燃油的纯电液调节系统，在我国属首次使用，研制是成功，标志了我国汽轮机控制技术达到了新的水平，从此 DEH 进入批量生产，满足了 300MW机组的配套。600MW机组 DEH-于 1996 年 1月在哈尔滨第三发电厂通过 168 试运行,移交电厂，达到国家重大技术装置“八五”科技攻关项目的攻关目标。3 在大型机组普遍采用这
6、DEH 系统的同时，将 300MW 机组 DEH 控制系统的技术和成功的经验运用到 200、125、100MW 中间再热机组或抽汽机组的汽轮机调节，大大提高了这类机组的自动化水平，改善了汽轮机的效率。二、业绩 自从 90 年初上汽厂引进型 300MW 国产化机组在湖北汉川电厂#1 机投运以来，已经经历了十多个年头了。新华公司得到了很大的发展，已经成为我国乃至世界上最大的 DEH 控制系统生产厂。92 年配哈汽厂的首台国产化引进型 300MW 机组珠江电厂#1 机投运成功。95 年配哈汽厂首台国产化引进型 600MW 机组在哈尔滨第三发电厂成功投运。98 年首次配东汽厂 300MW 机组在襄樊电
7、厂投运。2001 年首次配北重厂阿尔斯通机型 300MW 机组在石嘴山电厂投运。2001 年配上汽厂引进型 600MW 机组在聊城电厂#1 机投运。说明我们公司已经完全能够与我国几个最重要汽轮机厂（上汽厂、哈汽厂、东汽厂和北重厂）配套生产大容量机组所需的液压控制系统。在 97 年底和 98 年初，我们利用了引进型高压抗燃油技术，分别在湖北荆门电厂和江苏扬州电厂对国产 200MW 汽机进行了改造，并获得一举成功，开辟了改造国产化机组的另一领域。在改造过程中，我们根据电厂的要求，不但要设计满足原来阀门所需工况的液压系统，还要设计相应的操纵座及部分透平油系统的改造。在 200MW 汽机改造获得成功的
8、基础上，我们公司对原来液调控制的多台东汽型 300MW 机组、上汽厂 300MW 机组及蒲城罗马尼亚 330MW、俄罗斯 200MW 等大容量机组进行了改造，提高了该机组运行的自动化水平，提高了效率。最近几年同时对许多原 125MW 和 100MW 机组的控制设备进行了改造，也同样获得了成功，电厂普遍反映良好。截止 2004 年 6 月 30 日新华公司参考业绩如下：DEH 系统 474 套 包括 火电 600MW 17 套 火电 300MW 177 套 核电 300MW 1 套 火电 200MW 124 套 火电 125MW 以及以下 155 套 MEH 系统 251 套 BPC 系统 66
9、 套 其中绝大多数机组都采用高压抗燃油系统。42高压抗燃油 EH 液压系统 2.1概述 EH系统是汽轮机数字式电液控制系统-DEH中的一个重要部分，它主要由供油系统、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；附图2-1是目前电厂运行的典型的汽轮机高压抗燃油纯电调EH系统液压原理图；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。抗燃油学名为三芳基磷酸酯
10、，英文名为 Phosphate Ester Fire-Resistant Hydraulic Fluids，是一种人工合成油。在传统汽轮机和燃汽轮机中都使用矿物油作为液压工质和润滑剂。但为了追求更高的经济运行效率，主蒸汽温度和液压油温度不断提高，使用矿物油带来的火灾危险也随之增加。此外，发电机组的大容量趋势化使得矿物油用量大大增加，而核电站的成功运行，对汽轮机控制系统又提出了更高的安全性要求。因此，强调电站中的火灾预防与控制已成为当务之急。例如：在目前经济运行的所有功率等级汽轮机中，主蒸汽温度都很高（500550），而这个温度已远远超过了矿物油的自燃温度（350）。二十世纪五十年代中期，由于液
11、压油管破裂和矿物油喷泄到热表面上而引发的火灾事故在世界范围内接二连三地发生，经济损失惨重，据资料统计显示，电厂火灾事故占电厂所有事故的 75以上。此后，人们开始关注磷酸酯抗燃油并把之应用于汽轮机调速控制系统获得成功。经过许多厂家在各种不同机组上的应用充分证明：磷酸酯抗燃油不但可以用于汽轮机调速控制系统，甚至可以完全替代矿物油而应用在汽轮机润滑油系统。目前，抗燃油已全面应用于国内外各种类型的汽轮机控制系统。例如：美国的西屋公司（Westing House）、通用公司（G.E）、西门子（Siemens）、法国的阿尔斯通（Alsthom）。使用抗燃油的主要优点：?高耐热防火性能和无油液对阀门腐蚀，提
12、高了系统的安全性和可靠性。磷酸酯抗燃油的抗燃性（防火性）可以用其自燃点来衡量，三芳基磷酸酯的自燃点都很高，一般都在 560以上。不但如此，它的抗燃作用还在于其火焰切断火源后，会自动熄灭而不再继续燃烧。这也是和矿物汽轮机油最大区别之一。?优良的氧化性和水解稳定性，延长了控制油液的功能使用寿命。经过试验，三芳基磷酸酯和 32 号汽轮机油的热氧化性有很大的区别：在 120 14 小时热氧化试验时，三芳基磷 5酸酯的数值为 0.033mg/g，沉淀 0.003；32 号汽轮机油的数值为 0.2mg/g，沉淀 0.050。?低空气释放和低挥发性，减轻了控制油对设备的伤害，降低了检修维护的成本。体积弹性模
13、数是液压油的一个重要特性，它表示液体的压缩性。油的体积弹性模数越大，可压缩性就越小，越适合作液压油。在相同的条件下，三芳基磷酸酯的空气饱和度和矿物油大致一样，体格弹性模数也差不多大小，但磷酸酯的空气释放速度比汽轮机油小 1/21/3，由此可知，在含有相同量的溶解空气的液压油系统中，释放出来的游离空气量将大大不一样，而游离空气量越多，容易引起“气蚀”、振动等不利因素，造成系统工作不稳定。因此，三芳基磷酸酯比一般矿物油更适合液压油。?多重使用性，使防火、润滑和塑料加工添加剂集于一身。大大提高了抗燃油在油品系列中的价值地位。?易于回收和处置。当然，抗燃油也有不足的地方：?成本价格较高，为一般汽轮机油
14、价格的 35 倍。但由于其工作压力的提高，因此，其使用的工作油量仅为汽轮机油使用量的 1/51/10，因此，其综合成本并没有增加。?密度（比重）较高。磷酸酯抗燃油的密度一般在 1.111.17 之间，而汽轮机油的密度一般为 0.840.9 之间。由于抗燃油密度大，就有可能使一些污柒物悬浮在液体中而进入系统运行，造成系统某些部件堵塞或卡涩。?粘温特性较差。三芳基磷酸酯的粘温特性较差，在小于 20时，粘度与温度之变化关系可以说温度相差 1粘度就会相差几倍，几十倍甚至上百倍。因此，系统绝对禁止在低温区启动运行。?对密封件要求较严格。三芳基磷酸酯对许多有机化合物和聚合物有很强的溶解能力。因此，在系统中
15、所使用的非金属材料应严格考虑能否长期适用于磷酸酯抗燃油。对于系统中的密封件材料选择则更为重要，否则将会发生密封件溶胀、腐蚀变形等现象，从而导致泄漏、卡涩甚至液压动作失灵等故障，严重时还会引发安全事故。对三芳基磷酸酯抗燃油中使用的密封件材料一般推荐如氟橡胶、聚四氟乙烯等。?有微毒性。注：对微毒性的理解各人不同。但，在日常生活中微毒性的产品实在太多了：汽油、油漆、家俱、废气等等。因此，不能因为其微毒性而放弃了其多方面的优越性。我们应该加强防护措 6施，尽量让它为人类多作贡献。另外，根据有关专家经过毒理性试验报告结果显示：经皮急性毒性试验，属实际无毒级物；经口急性毒性试验，属实际微毒级物；经小鼠骨髓
16、细胞微核试验，未见对哺乳动物体细胞得致突变作用。图 2-1 汽轮机高压抗燃油纯电调 EH 系统液压原理 82.2 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。2.2.1 供油装置（参见图2-2）供油装置的主要功能是提供执行机构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。供油装置的电源要求：两台主油泵为 30KW、380VAC、50HZ、三相 一台滤油泵为 1KW、380VAC、50
17、HZ、三相 一台冷却油泵为 2KW、380VAC、50HZ、三相 一组电加热器为 5KW、220VAC、50HZ、单相 2.2.1.1 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021MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.015.0MPa，额定工作压力为14.5MPa。油泵启动后，油泵以全流量约90 l/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
18、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，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。溢流阀在高压油母管压力达到170.2MPa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
19、断油泵的信号测点，油位指示器安装在油箱的侧面。9 图2-2 供油装置 10tgDZdQ=242.2.1.2 供油装置的主要部件：（1）、油箱 设计成能容纳900升或1100升液压油的油箱（该油箱的容量设计满足1台汽轮机和2台50给水泵汽轮机的正常控制用油）。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，其他部件尽可能采用不锈钢材料。油箱板上装有液位开关（油位报警和低油位遮断信号）、磁性滤油器、空气滤清器、控制块组件等液压元件。另外，由于EH油的粘温特性较差，在20以下的油粘度太大,不利于系统和油泵工作,因此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
20、EH油温。（2）、油泵 考虑系统工作的稳定性和特殊性，本系统采用进口高压变量柱塞泵，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。图2-3是典型变量柱塞泵的结构剖面图 图2-3 典型变量柱塞泵结构 1、最大流量调节机构 2、柱塞组 3、斜盘 4、传动轴 5、后盖 6、轴封 7、泵壳 斜盘3为活动式斜盘，可经过调节机构1对中间位置作15o角度的旋转摆动。油泵的流量与斜盘3的倾斜位置即摆动角度相关，柱塞组旋转一周，柱塞2进行一次冲程。这一冲程是排量的决定因素。根据排量计算公式 式中：Q泵流量 d柱塞直径 D柱塞分布圆直径
21、11 Z柱塞数 斜盘倾角 冲程大，油泵排量也大；冲程的大小与斜盘的摆动角度大小的正切成正比。也就是说，油泵的排量在几何尺寸一定的条件下，仅与斜盘倾角有关。如果斜盘处于中间位置（零位），即垂直于传动轴4，则柱塞的冲程以及泵的排量等于零。图2-4是目前使用的恒压变量泵的压力流量特性曲线。图2-4 恒压变量泵压力流量特性曲线(3)、控制块（参见图2-5）图2-5 控制块 控制块安装在油箱顶部，它由以下部件组成：a.四个10微米的滤芯，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(170.2Mpa)时
22、，溢流阀动作将油送回油箱，以确保系统正常地工作。12d.两个截止阀，正常工况时全开，分别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，由此便可对该路的滤油器、单向阀以及泵等进行在线维修或更换。(4)、磁性过滤器 在油箱内回油管出口下面，装有一个200目的不锈钢网兜，网兜内有一组永久磁钢组成的磁性过滤器，以吸附EH油中的铁金属垃圾。同时整套滤器可拿出来清洗及维护（5）、蓄能器 一个高压蓄能器装在油箱旁边，吸收泵出口压力的高频脉动分量，维持油压平稳。此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，此二阀组合使用能将蓄能器与系统隔绝并放掉
23、蓄能器中的高压EH油至油箱，对蓄能器进行试验或在线维修。本系统使用的蓄能器为皮囊式蓄能器。图2-6 皮囊式蓄能器的结构 图2-7 蓄能器工作状态 皮囊式蓄能器结构图2-6所示 囊内充入氮气，油口通入压力油。其各阶段工作状态如图2-7图所示 皮囊式蓄能器的优点是；气腔与油腔之间密封可靠，二者之间无泄漏；胶囊惯性小，响应灵敏；尺寸紧凑，结构简单。但它也有缺点，那就是一旦胶囊破裂，则将会使大量的气体冲进油系统，气体中的杂质造成油质污染，影响液压系统物正常工作。13在本系统中，最高工作压力 P3=14.5MPa，最低工作压P2=11.2 MPa 考虑到胶囊的使用寿命，取充氮压力P1=0.85P2，蓄能
24、器充氮压力P1=0.8511.2=9.5 MPa一般充氮或检测时，可以考虑90.5 MPa均为合格。（6）、冷油器 二个冷油器装在油箱旁，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。根据本系统的结构，对冷却器的选型计算如下：首先，按热流量公式 mtAK=其中：热流量（W）K 传热系数（W/m2.oC）A 冷却器换热面积（m2）tm冷热流体的平均对数温差（oC）可见，热流量的大小除了与冷却的面积与温差有关以外，与传热系数成正比关系，而紫铜的传热系数 384（W/m2.），不锈钢的传热系数为 40（W/m2.），两者成 10 倍的关系，
25、故本系统的冷却器材料选用紫铜管。在 EH 系统中，产生的热量计算 TtCVP1000=其中：P 发热功率 （KW）V 油箱容积 （L）T 计算温升的加热时间（h）t t t t 油箱温升油箱温升油箱温升油箱温升 （）C 油的比热容 （Wh/kg）油的密度 （kg/L）设 V=650 （L）T=1 （h）t=10 （）C=0.47 （Wh/L）代入上式得 P=3.055 （KW）平均对数温度差 sgsgmttttt=ln tg=10（）（最大温升）ts=2 （）（最小温升）所以 tm=5 （）由此可以算出冷却器面积 14)(6.15384055.3100010002mtQPtQAmm=根据冷却规
26、格选取 A=2.6(m2)考虑到冷却器的效率，建议使用水质较好（如闭式循环水），温度较低（35以下）的冷却水。（7）、电器箱（ER 端子箱）电器箱内装有接线端子排及以下各压力开关组件：a.两个压差开关（63/MPF-1；63/MPF2）每个压差开关指示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0.55MPa 时，则触点开关就动作，可用以表示此滤芯被堵塞，并且需要清洗或调换。b.一个回油压力开关（63/PR）感受压力回油管路中油压过高，（例如回油滤芯堵塞）当压力增加到0.21MPa时，接点闭合，可提供报警信号。c.二个联锁压力开关（63/Mp）感受油系统的压力过低信号，当压力低至11
27、.20.2MPa时，接点闭合，提供启动备用油泵信号。d.二个压力油压高开关（63/Hp）感受油系统压力过高信号，当压力高到16.20.2MPa时，接点闭合，提供报警信号。e.二个油压低压力开关（63/LP）感受油系统的压力过低信号，当压力低到11.20.2MPa 时，接点闭合，提供报警信号。f.一个压力传感器（XD/EHP）将021MPa的压力信号转换成420mA的电流信号，此信号可供用户的下列选择性项目：I)驱动一个记录仪。II)送到一个电厂计算机去，以监视EH油压。III)将信号送给一个装在控制室中的传感接收器（压力指示器）。g.一个试验电磁阀（20/MPT），它可以对备用油泵起动开关（6
28、3/MP）进行遥控试验。当电磁阀动作时，就使高压工作油路泄油。随着压力的降低，备用油泵压力开关（63/MP）触点翻转使备用油泵启动。此电磁阀以及压力开关与高压油母管用节流孔隔开，因此试验时，母管压力不会受影响。备用油泵启动开关的试验还可以通过打开现场的手动常闭阀来进行试验，此常闭阀和电磁阀及压力开关均装在端子箱内。15h.一个压力式温度开关（23/EHR）整定在20。在联锁状态（联锁回路由电厂电气控制实现），当油箱油温低于20时，此温度开关可用作控制加热器通电，对油箱加热，同时切断主油泵电机的电源。当油箱油温超过20时，停加热器，同时接通主油泵电机的电源。由于EH油的粘温特性较一般液压油有较大
29、的区别，如图2-8所以，EH油泵设置规定当EH油温小于10时，绝对禁止启动油泵，以免油泵吸空造成油泵伤害；当EH油温大于10而小于20时，禁止运行油泵，但允许点动油泵，以作油液循环。EH油的使用温度建议大于20小于60。另外，EH油如长期在80以上温度运行时，很容易使油液产生乳化。因此，尽量保证EH油温的正常工作范围是EH设备安全运行的一个重要保证。图2-8 EH油粘温特性(8)、温度控制回路 从测温开关（20/CW）来的信号控制一个继电器，再由该继电器操作电磁水阀，当油箱温度超过上限值55时电磁水阀打开，冷却水流过冷油器，当油温降到下限值38时电磁水阀关闭。整个控制过程和控制逻辑回路均在ER
30、端子箱内实施。（9）、浮子型液位报警装置及液位计 一个浮子型液位报警装置安装在油箱顶部。当液位改变时，浮子推动微动开关，便能提供高、低油位报警信号；在极限低油位时，作为提供遮断开关动作信号（停EH主油泵）。在油箱侧面装有一个磁性翻板式液位计和液位传感器，就地指示油箱油位，并且能输出420mA的信号。（10）、一个弹簧加载逆止阀装在压力回油箱的管路上，这样可在滤器和冷油器两者中任一个堵塞或回油压力过高时，使回油直接通过该阀回到油箱。（11）、回油过滤器 回油过滤器组件装在油箱旁边的压力回油管路上，为了便于调换滤芯，在滤器外壳上装有一个可拆卸的盖板。（12）、自循环滤油系统 在机组正常运行时，系统
31、的流量较小，滤油效率较低。因此，经过一段时间的机组运行以后，EH油质会变差，而要达到油质的要求则必须停机重新油循环。为了不影响机组的正常运 16行，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，经过两个并联布置的过滤精度为1m的过滤器后回油箱。油泵可以由ER端子箱上的控制按钮直接启动或停止。泵流量为20 l/min，电机功率1KW。电源380VAC，50Hz，三相。（13）、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：环境温度过高等）下工作时，油箱油温能控制在正常的工作温度范
32、围之内。冷却泵可以由温度开关（23/CW）控制，也可以由人工控制启动或停止。冷却泵的流量为50 l/min，电机功率为2KW。电源380VAC，50Hz，三相。由于EH油粘温特性较差以及其易乳化性。因此，EH油的正常工作温度既不能太低又不能太高。油温太低则粘度太大，流动性太差，易造成油泵吸空；油温太高（长期在80以上运行），则易产生乳化现象。故EH油的正常工作温度一般允许在2060之间，最好是控制在3050之间。由此看来，一个良好的EH供油装置必须具备可靠的油加热装置和高效的油冷却装置，而且具有应付非正常工况的能力。2.2.2抗燃油与再生装置 2.2.2.1抗燃油 随着汽轮发电机组容量的不断增
33、大，蒸汽温度不断提高，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，电厂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。所以EH系统设计的液压油为磷酸酯型抗燃油。鉴于磷酸酯抗燃油的特殊理化性能，本系统中所用密封圈材料均为氟橡胶或能长期耐抗燃油的材质。原装EH抗燃油物理和化学性能如下：粘度（ASTMD 445-72）37.8(saybolt)220秒(47mm2/s)98.8(saybolt)43秒(5mm2/s)酸指数(毫克KOH/克)0.03 粘度指数 0 最大发泡(起泡沫)(ASTMD 892-72)毫升 10 比重 600F(16)1.142 最大色度 (ASTM)1.5
34、最大含水量Wt%0.03 颗粒分布(SAEA-6D)三级 最大含氯量ppm(x射线荧光分析)20 水解稳定性(48小时)合格 最小电阻值 OHM/cm 12*109 热膨胀系数在100 0F(38)0.00038 最低闪点 455 0F(235)空气夹带量(ASTMD 3427)分钟 1.0 17燃点 655 0F(352)自燃点 1100 0F(566)抗燃油学名为三芳基磷酸酯，英文名为 Phosphate Ester Fire-Resistant Hydraulic Fluids，是一种人工合成油。在传统汽轮机和燃汽轮机中都使用矿物油作为液压工质和润滑剂。但为了追求更高的经济运行效率，主蒸
35、汽温度和液压油温度不断提高，使用矿物油带来的火灾危险也随之增加。此外，发电机组的大容量趋势化使得矿物油用量大大增加，而核电站的成功运行，对汽轮机控制系统又提出了更高的安全性要求。因此，强调电站中的火灾预防与控制已成为当务之急。例如：在目前经济运行的所有功率等级汽轮机中，主蒸汽温度都很高（500550），而这个温度已远远超过了矿物油的自燃温度（350）。二十世纪五十年代中期，由于液压油管破裂和矿物油喷泄到热表面上而引发的火灾事故在世界范围内接二连三地发生，经济损失惨重，据资料统计显示，电厂火灾事故占电厂所有事故的 75以上。此后，人们开始关注磷酸酯抗燃油并把之应用于汽轮机调速控制系统获得成功。经
36、过许多厂家在各种不同机组上的应用充分证明：磷酸酯抗燃油不但可以用于汽轮机调速控制系统，甚至可以完全替代矿物油而应用在汽轮机润滑油系统。目前，抗燃油已全面应用于国内外各种类型的汽轮机控制系统。例如：美国的西屋公司（Westing House）、通用公司（G.E）、西门子（Siemens）、法国的阿尔斯通（Alsthom）。使用抗燃油的主要优点：?高耐热防火性能和无油液对阀门腐蚀，提高了系统的安全性和可靠性。磷酸酯抗燃油的抗燃性（防火性）可以用其自燃点来衡量，三芳基磷酸酯的自燃点都很高，一般都在 560以上。不但如此，它的抗燃作用还在于其火焰切断火源后，会自动熄灭而不再继续燃烧。这也是和矿物汽轮机
37、油最大区别之一。?优良的氧化性和水解稳定性，延长了控制油液的功能使用寿命。经过试验，三芳基磷酸酯和 32 号汽轮机油的热氧化性有很大的区别：在 120 14 小时热氧化试验时，三芳基磷酸酯的数值为 0.033mg/g，沉淀 0.003；32 号汽轮机油的数值为 0.2mg/g，沉淀 0.050。?低空气释放和低挥发性，减轻了控制油对设备的伤害，降低了检修维护的成本。体积弹性模数是液压油的一个重要特性，它表示液体的压缩性。油的体积弹性模数越大，可压缩性就越小，越适合作液压油。在相同的条件下，三芳基磷酸酯的空气饱和度和矿物油大致一样，体格弹性模数也差不多大小，但磷酸酯的空气释放速度比汽轮机油小 1
38、/21/3，由此可知，在含有相同量的 18溶解空气的液压油系统中，释放出来的游离空气量将大大不一样，而游离空气量越多，容易引起“气蚀”、振动等不利因素，造成系统工作不稳定。因此，三芳基磷酸酯比一般矿物油更适合液压油。?多重使用性，使防火、润滑和塑料加工添加剂集于一身。大大提高了抗燃油在油品系列中的价值地位。?易于回收和处置。当然，抗燃油也有不足的地方：?成本价格较高，为一般汽轮机油价格的 35 倍。但由于其工作压力的提高，因此，其使用的工作油量仅为汽轮机油使用量的 1/51/10，因此，其综合成本并没有增加。?密度（比重）较高。磷酸酯抗燃油的密度一般在 1.111.17 之间，而汽轮机油的密度
39、一般为 0.840.9 之间。由于抗燃油密度大，就有可能使一些污柒物悬浮在液体中而进入系统运行，造成系统某些部件堵塞或卡涩。?粘温特性较差。三芳基磷酸酯的粘温特性较差，在小于 20时，粘度与温度之变化关系可以说温度相差 1粘度就会相差几倍，几十倍甚至上百倍。因此，系统绝对禁止在低温区启动运行。?对密封件要求较严格。三芳基磷酸酯对许多有机化合物和聚合物有很强的溶解能力。因此，在系统中所使用的非金属材料应严格考虑能否长期适用于磷酸酯抗燃油。对于系统中的密封件材料选择则更为重要，否则将会发生密封件溶胀、腐蚀变形等现象，从而导致泄漏、卡涩甚至液压动作失灵等故障，严重时还会引发安全事故。对三芳基磷酸酯抗
40、燃油中使用的密封件材料一般推荐如氟橡胶、聚四氟乙烯等。?有微毒性。注：对微毒性的理解各人不同。但，在日常生活中微毒性的产品实在太多了：汽油、油漆、家俱、废气等等。因此，不能因为其微毒性而放弃了其多方面的优越性。我们应该加强防护措施，尽量让它为人类多作贡献。另外，根据有关专家经过毒理性试验报告结果显示：经皮急性毒性试验，属实际无毒级物；经口急性毒性试验，属实际微毒级物；经小鼠骨髓细胞微核试验，未见对哺乳动物体细胞得致突变作用。19 2.2.2.2 再生装置（参见图2-9）图2-9 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
41、滤器和精密滤器（即波纹纤维滤器）等所组成。一个精密过滤器与一个硅藻土滤器相串联，它们安装在独立循环滤油的管路上，打开再生装置前的截止阀，即可以使再生装置投入运行。关闭该截止阀即可停止使用再生装置。每个滤器上还装有一个压力表，当滤器需要检修时，此压力表就指出不正常的高压力。硅藻土滤器以及波纹纤维滤器均为可调换滤芯的结构。当管路上的阀门关闭时，滤器盖可以拆去，以便调换滤芯。如果任一个滤器当油温在4354之间，压差高达0.21MPa时，就需调换该装置内的滤芯。另外，硅藻土滤芯具有吸湿性，假如一个硅藻土滤芯长期置于空气介质或油液中，尽管没有投运，也会因自身的吸湿性而降低或失去其去酸去水的功能。因此，一
42、般情况下，不管投运与否，硅藻土滤芯建议更换周期为56个月。在更换新滤芯时，先将滤芯在120烘箱内保存8小时，以提高滤芯的过滤效率。202.2.3油管路系统 油管路系统主要由一套油管及附件和四个高压蓄能器、四个低压蓄能器组成。油管作用是连接供油系统、危急遮断系统与执行机构，并使之构成回路。四个高压蓄能器分别装在二个支架上，二个支架分别位于汽机左右二侧靠近高压调门伺服机构旁。此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，对蓄能器进行测量氮气压力或在线维修。低压蓄能器与压力回油管相连，安装在高压调门伺服机构旁。2.3 执行
43、机构 电液伺服执行机构是EH控制系统的重要组成部分之一，从汽轮机组的发电容量来分有600MW、300MW、200MW、125MW、100MW、50MW等等，但从其汽轮机控制系统的执行机构来看，其工作原理均是一致的。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截止阀、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
44、的最后瞬间转变为流体的能量。在引进型600MW汽轮机液压控制系统中，按执行机构的控制对象一般可分为高压主汽阀执行机构（共2套），高压调节汽阀执行机构（共4套），中压调节汽阀执行机构（共4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。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一般可分为高压主汽阀执行机构（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。在国产型300MW汽轮机（东汽型/上
45、汽型）液压控制系统中，按执行机构的控制对象一般可分为高压主汽阀执行机构（共2套/2套），高压调节汽阀执行机构（共4套/8套），中压调节汽阀执行机构（共2套/4套）以及中压主汽阀执行机构（共2套/4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。21在国产型200MW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汽阀执行机构（共2套）和中压主汽阀执行机构（共2套），此二种执行机构为开关型执行机构。另外还有高压调节汽阀执行机构（共4套）和中压调节汽阀执行机构（共4套），此二种执行机构为伺服（控制型）执行机构。当然,在这些机型中还有抽汽机组：单抽或双抽机组，但总
46、的不出此两种执行机构。现将二种执行机构分别说明如下：2.3.1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。2.3.1.1工作原理如下：（参见图2-10）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
47、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，油动机工作腔压力处于一个相对平衡状态，此时汽阀便停止移动，并保持在一个新的工作位置。见图2-10控制型执行机构液压系统示意图。22图2-10 控制型执行机构液压系统示意图 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。2.3.1.2典型的控制型执行机构的主要部件 执行机构是安装在蒸汽阀的操
48、纵座上，油动机活塞杆经连杆或连接器与主汽阀或调节汽阀相连，对推力油缸来说活塞伸出来时是打开阀门,对拉力油缸，活塞缩进去时是关闭阀门。现将该形式的执行机构的主要部件简要说明如下：(1)、截止阀 供到执行机构的高压油均经过截止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。其动作原理类同于一般的针阀。可以控制油路全开和全关，也可以通过调节锥阀的开度起节流作用。见图2-11截止阀装配图。图2-11 截止阀装配图(2)、滤网 为了保证经过伺服阀的油的清洁度，以确保伺服阀中的节流孔
49、、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。在油质较差时，则更应经常更换，同时必须采取必要的措施改善和提高油质的清洁度。23(3)、伺服阀 伺服阀是由一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统所组成。见图2-12伺服阀第一级液压放大是双喷咀和挡板系统；第二级放大是滑阀系统，其原理如下：线圈绕制在衔铁两端，衔铁、挡板、反馈杆三者在头部以刚性连接。当有欲使执行机构动作的电气信号由伺服放大器输入时，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
50、挡板伸到两个喷咀中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷咀的距离相等，使两侧喷咀的泄油面积相等，则喷咀两侧的油压相等。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，而对侧的喷咀与挡板间的距离变大，泄油量增大，使喷咀前的油压力变低，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，并通过喷咀挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷咀前油压与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷咀前的油压不等时，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