培训教材第2章

第 2 章 液压执行机构

2.1 概述

液压执行机构的主要功能是根据 DEH、ETS 等系统发出的控制指

令，操纵汽轮机的进汽阀门，以达到控制汽轮机启停、转速高低或输 出功率大小的目的。在 DEH 引入汽轮机控制系统之后，根据机组功率 的大小和用户要求的不同，液压执行机构分成高压油系统和低压油系 统 2 大类。高压油系统以高压抗燃油为工作介质，工作压力一般为 14MPa,简称EH系统；低压油系统以透平油为工作介质，工作压力一 般仅为 1~2MPa。

另外还有以透平油为工作介质，压力在 4~6MPa 左右的中压系统 用于汽轮机控制，但由于本公司没有采用过，故本文不作介绍。

EH 系统是在引进 300MW 和 600MW 汽轮机制造技术时同时引进 的技术，目前 300MW 及以上的大功率汽机均采用该系统， 部分 125MW 和135MW凝汽式及100MW抽汽式机组也采用该系统。本文将以引进 型300MW汽轮机的EH系统作为典型机组作一个比较详细的介绍， 同 时简略地介绍 EH 系统应用于其它机组时的一些区别。

低压油系统的执行机构是在液调系统的基础上发展起来的，目前 仍在

135MW 及以下的小功率机组上应用，还应用于对原国产 300MW 机组的液调系统的改造。随着汽机功率的日益大型化，目前的产量已 很小，故本文仅作一个简介。

EH 系统最大的特点是采用磷酸脂类抗燃油为工作介质， 可以有效 地防止由于控制介质泄漏而造成火灾，同时，由于抗燃油的燃点高达 近600C，故油动机的位置布置可以比较灵活，象所有引进型 300MW 机组的再热调节汽阀油动机及 K156 机型的全部调节汽阀油动机均采 用油动机直接位于汽阀上方，油动机活塞杆与汽阀阀杆直接相联的直 动式；象185、186、188等机型的100MW双抽机组，中压汽阀本身布

置成汽缸内置式，如果油动机不是采用直动式，结构布置上就非常困 难。油动机提升力的大小取决于油缸的直径和工作介质的压力， EH 系 统的工作压力可以高达14MPa,能大大减小油动机油缸的直径，调节 灵敏度大为提高，还为大功率机组采用大提升力汽阀打下基础。 EH 系 统的电液伺服阀采用流量调节方式， 由DEH系统根据油动机上的线性 位移差动变送器

（简称 LVDT ）反馈的开度信号与需要的开度比较， 决 定对电液伺服阀送正向电流还是反向电流来直接控制油动机油缸高压 腔的进出油量，对供油系统的压力不再敏感，当油动机处于稳态时， 伺服阀的输入电流理论上为零，消除了电流扰动对调节精度的影响， 故调节系统的稳定性较好。但是，抗燃油对环境保护来说是一种污染 源，不得直接向环境中排放，对环保是一大隐患；而且，抗燃油本身 的价格昂贵，目前依赖进口（用户对国产抗燃油品质的信任度还不够， 使国产油在目前的市场占有率几近于零） ，将其推广到润滑油系统受到 了限制，使汽轮机必须同时配备透平油系统和抗燃油系统，显得繁冗。

低压油系统的执行机构的动力油源直接取自汽轮机自带的主油泵 输出口，与润滑油系统共用供油系统。 老式液调系统（如早期的 125MW 及其以下机组）上用的油动机稍作改造即可用于电调系统，故特别适 用于对老机组的改造。 低压油系统使用的电液伺服阀属于压力调节型， DEH 给电液伺服阀送一个电流信号，电液伺服阀对应输出一个油压信 号到油动机的错油门，再决定油动机的开度，电流与油压的波动对油 动机都有影响，而且经过错油门后必然产生一定的迟缓。另外，动力 油压仅为2MPa,油动机的提升力不可能很大，在大机组上的应用受到 限制。

2.2 高压抗燃油执行机构介绍

2.2.1 概述

目前，我公司生产的 300MW 机组已投运了 1 00多台，是前几年我

公司的主要产品，也是目前国内电力行业的主力机组。该机组经过从 A156

到 H156 的多次改进，现在又开发了 K156 型新机组，第一台将 于2004年8月投运。从A156到H156机型，EH系统基本上未作大的 改型，故本文以其作为典型机组作比较详细的介绍，而将 K156 及 600MW（157、191、192 机型）等机组与其的差异作适当的提示，将 EH 系统在

125MW、135MW 凝汽机组（ 151机型）， 135MW 抽汽机组 （181 机型）， 100MW 抽汽机组（ 185、186、188 机型）等上的应用作 适当的简介。

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、油动机及调节 保安执行机构等几大部分。

EH 供油系统是以高压抗燃油作为工质， 为各油动机及安全部套提 供动力油源并保证油的品质。各种机型的 EH 供油系统基本上是一样 的。

EH 油动机直接控制汽阀的开闭，各种机型的 EH 系统之间的差别 主要体现在油动机的数量和结构各有不同，是根据主机汽门配置的。

A156~H156 机型共有主汽门油动机（简称 TV）2 台，高压调节汽阀油 动机（简称 GV） 6 台，再热主汽门油动机（简称 RSV） 2 台和再热调 节汽阀油动机（简称IV ） 2台。K156机型的GV为4台，其余油动机 数相同，但除了 RSV通用、IV结构基本相同外，TV和GV的结构完 全不同。

危急保安执行机构由危急遮断控制块、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，各种 机型是一样的。

2.2.2 EH 供油系统组成及原理

图 2-1 为典型的 EH 供油系统原理图。

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/EHR），由温度开关（23/HER）自动控制其启停；在有

压回油母管上配置了冷油器，由温度控制器（ 23/TCD ）和电磁阀

（20/CW）自动控制或手动操作冷油器出水截止阀实行油温手动控制， 当油温仍不能下降到正常范围时还可以启动冷却循环泵（早期产品不 配置该油泵，有压回油可以在 2 个冷油器之间切换）进一步冷却油箱 中存油的温度。

油箱上配有液位计（有磁翻板式和浮子式 2 种）和液位开关

（71/FL1、2），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。

在油箱下方布置了 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（早期产 品 2 台泵共用一根吸油母管和一个吸油滤芯）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力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 系统免遭高压冲击而设，实际就是一个安全阀。如果溢流阀的压力设 定值过于接近系统油压，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力表（ GA4080、 4090、 4111）共有

3 块，分别显示油泵出口压力和系统压力，同时还可以依此观察油泵出 口滤芯的具体压差值。

高压母管上配置的压力变送器 （XD/EHP ）（早期产品属选供项目，

有些机组由用户自备） 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。

压力开关（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。该压力开关前设 置了一个节流孔，压力开关后设置了一个手动截止阀和一个电磁阀

（20/MPT）,用于对备用油泵作定期活动试验。当遥控给电磁阀送电或 到现场打开截止阀时，压力开关（63/MP）就会接收到系统压力低的信 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，将电磁阀或手动截止阀恢复后，压力开关上的油 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 冷却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，可以有效地降低油温。

滤油器系统交流马达和泵有 2 个回路，一个是投运精密滤器，以 改善抗燃油的含水量、酸值和电阻率等；另一路是通过一个滤芯（配 有差压开关63/MPF3）以改善抗燃油中杂质颗粒的含量。精密滤器又 称再生装置，由一个硅藻土滤芯和一个纤维素滤芯串联而成，在早期 不配置过滤循环泵时，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。硅藻土具有吸附酸根离子和水分的功能，纤维 素滤芯位于硅藻土滤芯的下游， 是为了阻挡硅藻土粉末状颗粒进入 EH 油中，避免对油质造成污染。另外，硅藻土吸附能力有限，如油质恶 化较严重时，很容易饱和失效，需频繁更换滤芯。新产品使用了一种 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。但树脂滤芯没有吸收水分的功能，相反，在离 子交换过程中还会产生水分， 而水分对 EH 油来说是一种加剧老化的催 化剂，为此，配置离子交换树脂型再生装置后，还要配置脱水型过滤 装置。

系统有压回油在进入冷油器之前，先流经一个回油滤芯（早期部 分产品取消了回油滤芯） ，可以在系统正常运行过程中使油的清洁度不 断地改善。若该滤芯长期使用后污染较严重时，差压开关（ 63/ORF）

就会发出报警信号，同时回油压力开关也会在此时报警，仅仅是由于 整定点的偏差而会有些先后，此时就应更换回油滤芯。

2.2.3 EH 油动机及保安系统原理

图 2-2 为 EH 油动机及保安系统原理图， 适用于 A156~H156 机型，

在此作为典型机组介绍。图 2-2 中共有 2 个主汽门油动机（ TV），2 个

再热主汽门油动机（RSV）, 6个高压调节汽阀油动机（GV ）和2个再 热调节汽阀油动机（ IV ） 。而其余的蓄能器、油动遮断阀、危急遮断控 制块、低 EH 油压试验块、隔膜阀和空气引导阀等部件各种机型是基本 相同的。 K156 机型 TV 也为 2 台，但结构上采用直动式， 与 IV 相似； RSV

数量和结构相同； GV 数量是 4 台，结构上也是直动式，但由于行程 较短，卸荷阀采用了与 RSV相同的形式；IV则是相同的。

157、191、192机型 2个 TV 与典型机组相似； 4个 GV 和 4个 IV

与典型机组的IV相似；2个RSV也与典型机组相似。

151机型油动机数量与 K156 机型相同，结构上 TV、IV 的结构也 相似； GV、IV 采用侧装式，油动机活塞杆通过杠杆与汽阀相连，与典 型机组的 GV 相似。