汽机培训教材 C版
作用下,断流滑阀移动,打开了油动机通高压油及回油的两个控制口,使油动机活塞移动,控制调节阀的开度。 当可动衔铁、弹簧管及挡板偏转时,弹簧管发生弹性变形,反馈杆发生挠曲。待断流滑阀在两端油压差作用下产生位移时,就使反馈簧片产生反作用力矩,它与弹簧管、可动衔铁吸动力等的反力矩一起,与输入电流产生的主动力矩相比较,直到总力矩的代数和等于零,即油动机达到一个新的平衡位置,这一位置与输入的电流量△I成正比,此时可动衔铁和挡油板及滑阀均回复到中间位置。一个调节过程结束,油动机便也稳定在新的开度。当输入信号极性相反时,滑阀位移方向也随之相反。
图7-4 双喷嘴式电液转换器
此电液转换器的主要优点:
A 采用弹簧管可以防止喷嘴排油进入电磁线圈部分,这就消除了油液污染电磁部分的可能性。
B 电液转换器在喷嘴挡板前置级液压放大器的回油路上,加装了节流孔,使喷嘴扩散 的喷油具有背压,泊流不会产生涡流及汽蚀现象,从而提高了挡板运动的稳定性。 1.3. 机组跳闸保安系统
本章节主要按机组跳闸保安系统组成部分的高压遮断系统和低压保安系统分别做以介绍。 1.3.1.
低压保安系统
低压保安系统由危急遮断器、危急遮断装置、危急遮断装置连杆、手动停机机构、复位试验阀组、机械停机电磁铁(3YV)和导油环等组成,见图7-5
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高压安全油高压抗燃油供油润滑油来 复位阀手动遮断机构紧急遮断阀1YVPS12YV喷油阀危急遮断器隔离阀4YV 电磁遮断装置3YV危急遮断装置抗燃油无压回油5YV6YV遮断状态组件PS2PS3PS4空气控制回路 主遮断电磁阀 抽汽遮断阀高压安全油去抽汽控制回路 排气图7-5 低压保安系统
润滑油分两路进入该系统,一路经复位电磁阀(1YV)进入危急遮断装置活塞腔室,接受复位电磁阀组1YV的控制;另一路经喷油电磁阀(2YV),从导油环进入危急遮断器腔室,接受喷油电磁阀2YV的控制。手动停机机构、机械停机电磁铁、高压遮断组件中的紧急遮断阀通过危急遮断装置连杆与危急遮断器装置相连,高压保安油通过高压遮断组件与油源上高压抗燃油压力油出油管及无压排油管相连。
此系统主要完成以下功能: 1) 挂闸
在复位试验电磁阀组中设置有复位电磁阀(1YV),机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸状态判断用。挂闸程序如下:按下挂闸按钮(设在DEH操作盘上),复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV)带电动作,将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室,活塞上行到上止点,使危急遮断装置的撑钩复位,通过危急遮断装置连杆的杠杆将高压遮断组件的紧急遮断阀复位,接通高压保安油的进油的同时将高压保安油的排油口封住,建立高压保安油。当高压压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压保安油已建立后,向DEH发出信号,使复位电磁阀失电,危急遮断器装置活塞回到下止点,DEH检测行程开关ZS1的常开触点由断开转换为闭合,再由闭合转为断开,ZS2的常开触点由闭合转换为断开,DEH判断挂闸程序完成。
2) 遮断
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从可靠性角度考虑,低压保安系统设置有电气、机械及手动三种冗余的遮断手段。 A 电气停机
该功能由机械停机电磁铁和高压遮断组件来完成。本系统设置的电气遮断本身就是冗余的,一旦接受电气停机信号,ETS使机械停机电磁铁3YV带电,同时使高压遮断组件中的主遮断电磁阀5YV、6YV失电。机械停机电磁铁3YV通过危急遮断装置连杆的杠杆使危急遮断装置的撑钩脱扣,危急遮断装置连杆使紧急遮断阀动作,切断高压保安油的进油并将高压保安油的排油口打开,泄掉高压保安油,快速关闭各主汽、调节汽阀,遮断机组进汽。而高压遮断组件中的主遮断电磁阀失电,直接泄掉高压保安油,快速关闭各阀门。因此,在危急遮断器装置的撑钩脱扣后,即使高压遮断组件中的紧急遮断阀拒动,系统仍能遮断所有调门、主汽门,以确保机组安全。
B 机械超速保护
由危急遮断器、危急遮断装置、高压遮断组件和危急遮断装置连杆组成。动作转速为额定的110-111%(3300-3330r/min)。当机组转速达到危急遮断器设定值时,危急遮断器的飞环击出,打击危急遮断装置的撑钩,使撑钩脱扣,通过危急遮断装置使高压遮断组件中的紧急遮断阀动作,切断高压保安油的进油并泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。
C 手动停机
系统在机头设有手动停机机构供紧急停机用。手拉停机机构连杆,通过危急遮断装置连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣,通过危急遮断装置使高压遮断组件中的紧急遮断阀动作,切断高压保安油的进油并泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。 1.3.2.
高压遮断系统
高压遮断系统由能实现在线试验的主遮断电磁阀、隔离阀及紧急遮断阀组成。高压抗燃油经相互串连的紧急遮断阀(ETV)、机械跳闸隔离阀(MIV)、主遮断电磁阀(MTV)后形成安全油。当机组挂闸后,危急遮断装置的撑钩复位;紧急遮断阀复位;主遮断电磁阀(5YV、6YV)带电,安全油油压便开始建立,各汽阀的操纵座复位,汽阀具备开启条件。当跳闸系统动作时,安全油压失去,各主汽门和调节汽门均在弹簧力的作用下快速关闭。 高压安全油受紧急遮断阀(ETV)、机械跳闸隔离阀(MIV)、主遮断电磁阀(MTV)的控制,可完成机组遮断、危急遮断器喷油试验等功能。另外,安全油还控制一只抽汽遮断阀。(见图四)当机组安全油压建立后,抽汽遮断阀打开通往各抽汽逆止门的仪用空气通路,空气压力克服使抽汽逆止门关闭的弹簧力,可使逆止门正常开启。当安全油压失去时,抽汽遮断阀将仪用气通路切断,抽汽逆止阀便可以快速关闭。
高压遮断系统的工作原理如下:(见图7-6)
机组在正常运行状态时,高压抗燃油分为两路进入遮断系统:一路进往紧急遮断阀(ETV);另一路进往机械跳闸隔离阀(MIV)。当高压遮断系统各部套均在正常位置时,压力油从紧急遮断阀(ETV)的油口C入,从油口B出,再从机械跳闸隔离阀(MIV)的油口A入,从油口D出,再经由主遮断电磁阀(MTV)的油口C和油口D,形成安全油。 机械跳闸隔离阀(MIV)的作用是在需要时(如做充油试验等)可以把紧急遮断阀(ETV)与安全油系统隔离。根据DEH来的机械跳闸隔离阀(MIV)隔离信号,其上部的电磁阀(4YV)带电动作,其小阀芯左移,将油口C进入的压力油导向机械跳闸隔离阀(MIV)的左端油室,阀芯在油压的作用下克服其右端弹簧力而向右移动,阀芯上的凸肩使接受来自紧急遮断阀(ETV)压力油的油口A和油口B相通(油口B实际并不存在,该油口在出厂时就已被堵死,即该四通阀用作三通阀),从而隔离了紧急遮断阀(ETV)的信号。同时,机械跳闸隔离阀(MIV)的油口C和油口D相通,高压油便通过油口C和油口D直接进入下一级的主遮断电磁阀(MTV)。这样,就使紧急遮断阀(ETV)的状态不再影响安全油压。
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高压安全油高压抗燃油供油紧急遮断阀ABCD隔离阀4YVABCD5YV6YVABCD 主遮断电磁阀高压安全油抗燃油回油
图7-6高压遮断系统
机组跳主遮断电磁阀(MTV)是由一个主阀和两个电磁阀(5YV、6YV)组成。主阀的动作是受电磁阀的控制的,且只有在两个电磁阀同时动作时才能动作主阀。这样的设计是为了提高系统的可靠性,避免单只电磁阀的误动而引起主机跳闸,同时,也便于机组在正常运行中可对这两个电磁阀分别进行活动试验,以保证其在必要时能正确动作。在遮断系统复位状态时,两只电磁阀均励磁,小阀芯在图示位置,压力油经一节流孔进入主阀芯左侧,主阀芯在图五所示位置。当两只电磁阀均失电时,两只小阀芯均向右移,从而使主阀芯左端油室与排油口相通,主阀芯在弹簧力的作用下左移,使主遮断电磁阀(MTV)的压力油进油口C与被堵死的油口B相通,同时使安全油出油口D与泄油口A相通,于是安全油被泄掉,使各主汽阀、调阀油动机动作,快关各汽门,遮断机组进汽以确保机组安全。 1.3.3.
系统部套
1) 危急遮断器
用来防止汽轮机严重超速的保护装置即危急保安(遮断)器,或者称作超速保安器。危急遮断器是重要的超速保护装置之一。汽轮机正常工作的转速在3000r/min,但在甩负荷时可能因调节系统动态特性不佳不能维持机组空转,或者因其他缺陷未能完全切断进入汽轮机的蒸汽来源,以致引起机组严重超速使转子部件承受额外的离心力,造成汽轮机损坏事故。现阶段大型汽轮机均装设有机组超速保护的危急遮断器,危急遮断器根据其撞击子的型式不同,主要可分为飞锤式和飞环式两种。
A、飞锤式危急遮断器
飞锤式危急遮断器安装在主轴前端,其核心为飞锤 ,飞锤的重心与轴心偏离一定距离,飞锤由弹簧压住。其结构如图7-7。
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汽轮机在正常转速工作时,飞锤的离心力不足以克服弹簧的予紧力,飞锤仍保持在原来位置。当机组转速飞升到额定转速的110~111%(3300~3330r/min)时,飞锤的离心力大于弹簧的予紧力,使飞锤迅速击出,撞击在保安装置的跳闸装置上,实现紧急停机。
B、飞环式危急遮断器
我公司采用的是飞环式危急遮断器,它安装在机组大轴机头端的控制小轴上,和转子一起旋转,其结构见图7-8。
其工作原理与飞锤式危急遮断器相同,当汽轮机的转速达到110~111%(3300~3330r/min)