上海新华 汽轮机 EH(高压抗燃油)系统 原理 介绍
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EH油系统EH油系统是用来提供高压抗燃油,由它来驱动伺服执行机构,以调节汽轮机各汽阀开度。
高压抗燃油是一种三芳基磷酸脂型的合成油,它具有良好的抗燃性和流体稳定性,自燃点高,燃点达665℃因此当高压抗燃油漏到高温部件时不会引起火灾。
但由于高压抗燃油价格贵,具有一定毒性和腐蚀性,不宜在润滑系统内使用,因而设置单独的供油系统。
一、设备规范EH油箱容积:900升EH油质:三芳基磷酸脂合成油,最低闪点4550F(235℃),燃点6650F (352℃),自燃点11000F(594℃)。
两台EH油泵型号型式:PV29-2L5C-COOEH油泵全流量:85l/minEH油泵电机功率:30KWEH油泵电流:56.8AEH油泵转速:1470rpm一台自循环滤油泵:流量20l/min,电机功率1KW一台冷却泵:流量50l/min,电机功率2KW一组电加热器:功率5KW冷却水温小于35℃,冷却水压小于0.8MPa,大于0.2MPa,供水量大于5400升/小时。
二、系统组成本系统由不锈钢油箱、等压变量油泵、控制块、滤油泵、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器、冷油泵等组成。
这些部件组成重复的二套,正常运行时一套运行,另一套可作备用。
由抗燃油泵供出的抗燃油经过控制块、滤油器、逆止阀和溢流阀而进入高压油母管和蓄能器。
1、油箱EH油箱能满足1台大机和两台50%小汽轮机的正常用油,由于抗燃油具有一定的腐蚀性,油箱全部采用不锈钢材料,油箱板上有液位开关磁性滤油器,油箱底部外侧还安装有一组加热器,油箱除有就地指示油位计外,还有两个浮子液位报警装置,安装在油箱项部,能报警高、低油位,并在极限油位时使遮断开关动作。
电加热器可自动控制也可手动控制,油温低于10度时应投入加热器运行。
磁性滤油器是由永久磁钢组成的,用来吸取EH油中的金属垃圾。
2、油泵EH油泵为两台高压柱塞泵,一台运行,一台备用,EH油泵位于油箱下方,以保证正的吸入压头,每台泵的吸入口前,截止阀后均装有滤芯对EH油进行过滤。
汽机EH油系统讲解(简洁、易懂)推荐两篇与其相关的推⽂:【⼤修现场六】捋⼀捋⾼中压主汽门、调门液压伺服系统及危急遮断系统汽轮机EH油系统介绍01-EH油系统概述EH油系统是汽轮机数字电液系统-DEH中⼀个重要组成部分,它由供油系统、执⾏机构、危急遮断系统三⼤部分组成。
EH油系统的功能是接受DEH输出指令,控制进⽓调节阀开度,改变进⼊汽轮机做功蒸汽流量,满⾜汽轮机转速及负荷的变化要求,同时也维护机组的安全稳定,可以说EH油系统是DEH的执⾏机构。
供油系统EH油系统是以⾼压抗燃油为流体⼯质,为各个执⾏机构及安全部件提供动⼒油,并保证油的品质,供油系统由供油装置、再⽣装置、油冷却器等组成。
执⾏机构EH执⾏机构接受DEH的指令信号,调节各调节门的开度,包括主汽门2台,主汽调门2台,中、低压抽⽓调门各3台,补⽓调节门1台,补⽓主汽门1台。
危急遮断系统危急遮断系统受汽轮机遮断参数控制,当这些监控的参数超过限制值时,系统就会⾃动关闭全部阀门或者只关调节门,保证机组安全运⾏。
02-供油系统EH油供油系统使⽤的是三芳基磷酸酯抗燃油,主要功能是提供控制设备动⼒油和安全油,同时保证油品的正常理化特性和运⾏特性。
主要由油箱、油泵、控制模块、滤油器、冷油器、蓄能器以及⼀套⾃循环滤油和⾃循环冷却系统组成。
供油装置提供控制设备动⼒油和安全油,同时保证油品的正常理化特性和运⾏特性。
它是由油箱、油泵、控制块、磁性过滤器、滤芯、溢流阀、蓄能器、单向阀、冷油器、EH端⼦箱和⼀些对油压、油温、油位的报警、指⽰、控制的仪器仪表。
再⽣装置再⽣装置是⽤来储存吸附剂使抗燃油得到再⽣的装置(使油品保持中性、去除杂质和⽔分)该装置由再⽣树脂和精密滤器组成。
油管路系统油管路系统主要由⼀套供油油管、回油油管、安全油管、供油蓄能器、回油蓄能器组成,它使供油系统、执⾏机构、危急遮断系统形成回路。
EH油供油系统的主要设备有⼀个不锈钢油箱;两个容量相同的油泵;⼀套循环泵组,⼀个EH油控制模块;⼀个翻版式液位计;⼀个数显温度控制器;两个冷油器装在油箱旁边;出⼝处装有⼀个⽓-液式⾼压蓄能器。
汽轮机EH抗燃油汽轮机控制系统采用高压纯电调系统(DEH),由上海新华控制工程有限公司生产,是在美国西屋公司产品基础上优化设计的。
抗燃油使用的是美国AKZO化学公司的Fyrquel磷酸酯型抗燃油,其系统油压正常控制值为12.7MPa~14.7M Pa。
该系统能进行汽轮机的自动调节,有较完备的汽轮机超速保护,能进行汽轮机运行和启停时的监控等,通过计算机对应转速和负荷所需要的指令后将要求的主汽门、调门位置信号送至伺服阀、伺服油动机,由此来实现调节和控制,并且通过这套高压的油系统来实现紧急情况下关闭各汽门的保安功能。
高压EH油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路部件组成。
供油装置提供控制部分所需要的油及压力,其主要部件有:油箱、油泵、油压控制块、储能器、冷油器和再生装置。
在抗燃油再生装置中的硅藻土接近失效或未调整的情况下,由于空气湿度大及昼夜温差等缘故,水分将会通过呼吸器侵入油箱,使水分逐渐升高。
另外,由于EH油的密度1.13g/cm3(20℃)大于水的密度,故进入油箱的水分难以排出,加速了油品的劣化,酸值也逐渐升高。
因此,必须经常更换呼吸过滤器中的干燥剂硅胶(氧化铝)或选择更有效的防潮填充剂。
净化系统由油路中的精密过滤器及旁路再生装置组成。
精密过滤器可截除抗燃油中的颗粒杂质及污染物,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),该装置主要由硅藻土过滤器和精密滤器(波纹纤维滤器)等组成,见图1。
再生装置的进油口接在滤油管路上。
滤油泵出口油分作二路:一路经截止阀1到滤油系统的过滤器去;另一路就是再生装置。
到再生装置的油亦分作两路进入滤器,一路经过Φ2.5的节流孔、截止阀2进入到硅藻土过滤器,再经过波纹纤维过滤器回到油箱,油的流量为每分钟1加仑。
另一路经过截止阀3后直接进入波纹纤维过滤器,再回到油箱,管道中不需要有节流孔。
每个滤器上面都装有一个压力表,如果任一个滤器的油温在43~54℃之间,压力高达0.21MPa时,就需要调换滤芯。
1 EH系统工作原理1.1前言本机采用数字式电液调节系统(DEH)。
系统的控制油为14MPa的高压抗燃液,机械保安油为0.7MPa的低压透平油。
每一个进汽阀门均有一个执行机构控制其开关,其中中压再热主汽阀执行机构为开关型两位式执行机构,其它执行机构为伺服型执行机构。
所有阀门执行机构均靠液压力开启阀门,弹簧力关闭阀门,通过油动机上油缸端部的可调针阀可调整阀门关闭速度,即具有“可调缓冲”功能。
1.2调节保安系统的基本组成调节保安系统的组成按其功能可分为三大部分:供油系统部分、执行机构部分、危急遮断部分。
供油系统部分又可分为供油装置、自循环冷却及加热系统、EH抗燃油再生分离装置、油管路及其附件。
执行机构部分包含高压主汽阀执行机构、中压再热主汽阀执行机构各2台,高压调节阀执行机构4台、中压调节阀执行机构2台。
危急遮断保护系统包括:OPC/AST电磁阀组、薄膜阀、危急遮断器、危急遮断器滑阀、保安操纵装置。
1.3供油系统供油系统的主要功能是为执行机构提供所需的液压动力,同时保持液压油的正常理化特性。
供油系统还留有接给水泵汽轮机和备用油源的接口。
供油装置的电源要求:二台主油泵为2x45KW 380VAC 50HZ三相,一台在线,一台备用二台循环泵为2x1.5KW 380VAC 50HZ三相,一台在线,一台备用一台再生泵为0.75KW 380VAC 50HZ 三相一台加热泵为5.5KW 380VAC 50HZ 三相警告:柱塞式变量泵对油液的清洁度及粘度要求很高,必需在确认油温高于20 C才允许启动泵组。
供油装置有两路独立的主油泵组,正常运行时,一台主油泵工作,另一台备用。
当汽轮机调节系统需要较大流量,或由于某种原因系统压力偏低,通过联锁启动另外一台油泵,使两台主泵同时投入工作,以满足系统对流量和压力的需要。
本装置所有密封件均采用氟橡胶,蓄能器皮囊采用丁基橡胶,油漆采用特殊的聚氨脂漆。
a・密封件是液压系统的生命线,一定不能让丁晴橡胶的密封件混入本系统。
EH设备运行及其系统原理一、DEH的优点DEH全称为数字式功频电液调节系统。
它由数字、模拟、液压(高压)几部分组成。
优点主要有:1、精度高,速度快,延迟性小(迟缓率<0.06%(原来0.6%),油动机快关时间<0.2S(部颁规定0.5S)。
(迟缓率:单机运行从空负荷到额定负荷,汽轮机的转速n2由降至n1,该转速的变化值与额定转速之比的百分数δ)2、控制灵活、可靠性高。
3、自动性能较好。
4、功能多:支持升速、巡测、监视、报警、保护、记录、事故追忆等。
5、可以实现在线检修。
6、使用抗燃油,提高其机组的安全性。
缺点:投资偏大,设备改造工作量较大。
二、DEH的组成1、供油系统:抗燃油泵。
提供高压抗燃油,并由它来驱动伺服执行机构。
还包括:再生装置,滤油装置和冷却装置。
2、执行机构:伺服阀,卸荷阀、逆止阀等组成。
将DEH来的指令电信号,转变为液压信号,最终改变调门的开度。
3、危急遮断系统(ETS)(保护系统):OPC电磁阀,隔膜阀,AST电磁阀组成。
属保护机构。
当设备的参数达到限定值时(轴向位移、高压差胀、真空等),或关闭主汽门、调门。
4、操作系统。
需要着重提一下:EH系统使用的抗燃油,实际上是一种脂(三芳基磷酸酯)。
透明、均匀、无沉淀、无悬浮。
同时具有挥发分低、耐磨、氧化稳定性好,物理性能稳定等优点。
最低闪点:235℃,燃点352℃,自燃566℃,比重1.142。
缺点:价格偏高,对密封材料适应性差,密度大于水,进水后不易排放;易水解生成腐蚀性较强的有机酸,析出沉淀物;另外,EH又具有微毒性。
正常工作油温在(30-60)℃(EH油系统的特点):1、工作油压力高。
一般在13-14MPa,油压的提高,大大减小了液压部件的尺寸,改善了汽轮机调节系统的动态特性。
2、直接采用流量控制形式。
在电液转换器中(伺服阀),直接将电信号转化为油动机油缸的进、出油,从而控制油动机的行程,系统的迟缓率大大降低。
3、对油质要求高。
伺服阀最小通流线性尺寸为0.025-0.05mm,一般节流孔径0.46-0.8mm,故对抗燃油的杂质颗粒含量提出了很高的要求。
目录1.概述 (1)2.高压抗燃油EH系统 (2)2.1供油系统 (2)2.1.1供油装置 (2)2.1.2抗燃油与再生装置 (5)2.1.3自循环滤油系统 (5)2.1.4自循环冷却系统 (6)2.1.5油管路系统 (6)2.2执行机构 (6)2.2.1控制型(亦称伺服型)执行机构 (7)2.2.2开关型执行机构 (9)2.2.3阀门限位开关盒 (9)2.3危急遮断系统 (9)2.3.1四只电磁阀20/AST (10)2.3.2 二只电磁阀20/OPC (10)2.3.3危急遮断控制块 (10)2.3.4二个单向阀 (10)2.3.5 隔膜阀 (11)2.3.6空气引导阀 (11)3.附图121.概述EH系统包括供油系统,执行机构和危急遮断系统,供油系统的功能是提供高压抗燃油,并由它来驱动伺服执行机构,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。
2.高压抗燃油EH系统2.1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。
2.1.1供油装置(见图1)供油装置的主要功能是提供控制部分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、50HZ、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2.1.1.1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通过单向阀流入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油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,本系统额定工作压力为14.5MPa。
油泵启动后,油泵以全流量约85 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,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的位置孔及提供油位报警和遮断油泵的油压信号,油位指示器按放在油箱的侧面。
2.1.1.2供油装置的主要部件:2.1.1.2.1油箱设计成能容纳900升液压油的油箱(该油箱的容量设计满足1台大机和2台50%给水泵小机的正常控制用油)。
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。
油箱板上有液位开关(油位报警和遮断信号)、磁性滤油器、空气滤清器、控制块组件等液压元件。
另外,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EH油温。
2.1.1.2.2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。
2.1.1.2.3控制块(参见图2)控制块安装在油箱顶部,它加工成能安装下列部件: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(17±0.2Mpa) 时,将油送回油箱,确保系统正常地工作。
d. 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,只隔离双泵系统中的一路,不影响机组的运行,以便对该路的滤油器、单向阀以及泵等进行在线维修或更换。
2.1.1.2.4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,以吸取EH油中的铁金属垃圾。
同时整套滤器可拿出来清洗及维护。
2.1.1.2.5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蓄能器中的高压EH油至油箱,对蓄能器进行试验与在线维修。
2.1.1.2.6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。
2.1.1.2.7电器箱(ER 端子箱)电器箱内装有接线端子排及以下的压力开关组件:a. 两个压差开关(63/MPF-1;63/MPF-2)每个压差开关指示出装在油泵出口油路上的滤芯进口侧主出口侧的压差。
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. 一个压力开关(63/PR)感受压力回油管路中油压过高,当压力增加到0.21MPa时,接点闭合,可提供报警信号。
c. 二个压力开关(63/Mp)感受到油系统的压力过低信号,当压力低至11.2±0.2MPa时,接点闭合,提供启动备用油泵信号。
d. 二个压力开关(63/Hp)感受油系统压力过高信号,当压力高到16.2±0.2MPa时,接点闭合,提供音响报警信号。
e. 二个压力开关(63/Lp)感受油系统的压力过低信号,当压力低到11.2±0.2MPa 时,接点闭合,提供音响报警信号。
f. 两个压差开关(63/MPC-1; 63/MPC-2)感受1号及2号油泵出口压力,可作为监视泵是否运转之用。
g. 一个压力传感器XD/EHP将0~21MPa的压力信号转换成4~20mA的电流信号,此信号可以用作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)。
h. 一个电磁阀20/MPT,它可以对备用油泵起动开关进行遥控试验。
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)就使备用油泵起动。
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。
备用油泵起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。
I. 一个压力式温度开关(23/EHR)整定在20℃。
当联锁状态时,油箱油温低于20℃时,此温度开关可控制加热器通电,对油箱加热,同时应该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。
2.1.1.2.8温度控制回路测温开关20/CW来的信号控制继电器,再由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。
2.1.1.2.9浮子型液位报警装置两个浮子型液位报警装置安装在油箱顶部。
当液位改变时,推动微动开关,能提供高、低油位报警信号;并在极限低油位时,能提供信号使遮断开关动作(停主油泵)。
2.1.1.2.10一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进或回油压力过高时,使回油直接通过该阀回到油箱。
2.1.1.2.11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。
2.1.2抗燃油与再生装置2.1.2.1抗燃油随着汽轮发电机组容量的不断增大,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系统国产化设计的液压油为磷酸酯型抗燃油。
其正常工作温度为20~60℃。
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,金属材料尽量选用不锈钢1Cr18Ni9Ti。
原装EH抗燃油物理和化学性能如下:2.1.2.2再生装置(参见图3)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。
如果任一个滤器的油温在43~54℃之间,压力高达0.21MPa时,就需调换该装置。
2.1.3自循环滤油系统在机组正常运行时,系统的流量较小故滤油效率较低。
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,经过两个过滤精度为1μm的过滤器回油箱。
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。
2.1.4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)下工作时,油箱油温能控制在正常的工作温度范围之内。
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。
2.1.5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与在线维修。