当前位置：文档之家 › 智能电液执行装置在出水阀门上的应用

智能电液执行装置在出水阀门上的应用

  • 格式：pdf
  • 大小：198.41 KB
  • 文档页数：3

Vol.31,No.2,2012净水技术2012，31（2）：98-100WaterPurificationTechnology

为响应“资源节约型、环境友好型”的号召和贯彻国家“十一五”规划纲要提出的节能减排要求，第三水厂和光明泵站取消了传统设计中的1号出水机组系统管路中的单向阀。单向阀功能由出水机组系统管路中的出水阀来替代，以此节约能耗，减少水头损失。1水厂和泵站应用现状第三水厂主要担负着上水奉贤公司下属各水厂原水的取水（约为55万m3／d），供水能力为35万m3／d，供水范围为奉贤中西部和西南部地区，有35kV变配电室一座，二泵房总共8台供水机组（六用二备）。本次改造的为1号机组，技术指标如表1所示。光明泵站（水库增压）于2001年下半年开始建设，2003年正式投入运行。主要担负着光明地区杨王、湾张、工农、解放等12个村的用水。现有1300t水库一座、变配电室一个、水泵机组控制室一个、二台出水机组（1#和2#，一用一备）。本次改造的为1号机组，技术指标如表2所示。2技术改造方案第三水厂和光明泵站1号机组原是传统的工艺设计，主要工艺设备有进水阀，水泵、电机、单向阀、出水阀和检修阀等组成（见图1）。因单向阀和出水阀都已使用很多年，其相关功能和技术指标已远智能电液执行装置在出水阀门上的应用方伟曾，黄永顺（上海市自来水奉贤有限公司，上海201400）摘要该文介绍了智能电液执行装置在水厂、泵站出水阀门上的应用及创新驱动供水行业水厂及泵站在节能降耗方面的新思路。改变自来水厂二泵房和泵站出水管路上设置单向阀的传统规范设计，由智能电液执行装置所控制的阀门来替代。在出水管路上省去一个单向阀，减少了出水管路上的水头损失，符合设计要求、运行安全，是一项有效的节能措施。关键词智能电液执行装置液压动力单元单向阀节能中图分类号：TU991文献标识码：A文章编号：1009-0177（2012）02-0098-03ApplicationofIntelligentElectro-HydraulicActuatoronOutletValveinWaterSupplySystemFangWeizeng,HuangYongshun(ShanghaiFengxianWaterworksCo.,Ltd.,Shanghai201400,China)AbstractSettingcheckvalvesforoutletpipelineofpumpstationandboosterstationinwatersupplysystem,whichcanpreventreverseflowwhenthepumpsstopworkingsuddenly,isatraditionaldesign.However,therearetwodisadvantagessuchasheadlossandwaterhammerifcheckvalueisused.Intelligentelectro-hydraulicactuatorreplacesonecheckvalvewhichcanreduceheadlossandpreventwaterhammer.Italsocansaveelectricenergyobviously.Keywordsintelligenceelectro-hydraulicactuatorhydraulicpowerunitcheckvalveenergysaving[收稿日期]２０１２－０２－０６[作者简介]方伟曾，高级工程师。表1第三水厂供水1号机组技术指标Tab.1TechnicalIndexofPumpingSystemNo.1inThirdWTP扬程／m流量／(m3·h-1)电压／kV电流／A功率／kW转速／(r·min-1)进水管径／mm出水管径／mm4325001032450745800700表2光明泵站供水1号机组技术指标Tab.2TechnicalIndexofPumpingSystemNo.1inGuangmingBoosterStation扬程／m流量／(m3·h-1)电压／kV电流／A功率／kW转速／(r·min-1)进水管径／mm出水管径／mm3279038016790148040030098--净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGYVol.31,No.2,2012April25th,2012离出厂的要求和标准值，如止回阀[1]的止回水流能力很差，出现倒流。止回阀流阻系数特别大导致水头损失非常大，用电量增大。新设计打破自来水厂二泵房和泵站（水库或增压）供水（或称出水）泵的出水管路上设置单向阀的传统规范设计。供水泵出水管路上的三大管配件中，单向阀的水头损失最大，此次设计中在出水管路上省去一个单向阀，如图2所示。由智能电液执行装置控制的出水阀门来实现单向阀的功能，减少出水管路上的水头损失，智能电液执行装置的“快闭加缓闭”功能避免了水锤的产生。在设备安全运行的前提下节约了电能，是一种创新的设计。图1改造前示意图Fig.1SchematicDiagrambeforeModification智能型电液执行装置下接阀门图2改造后示意图Fig.2SchematicDiagramafterModification图1、图2是1号水泵机组改造前后的工艺图。两者主要区别：（1）原单向阀现用直管段替代；（2）原蝶阀流阻系数较大，现采用EKNDN700PN10和FBEX-0300-10的蝶阀，流阻系数较小；（3）阀门电动执行机构改为智能电液执行装置（MHPQ－12SS）。智能电液执行装置的主要部件由外壳、电机、液压泵、控制器、数字显示屏、就地开关、手泵、位置变送器、模拟指示器、液压缸等组成，是集内装液压发生装置和控制及通信功能的一体式液压执行机构。液压发生装置由电机和液压泵装置，手动装置在异常状态下也能进行阀门操作。控制部分通过先进的电子微处理器进行智能控制，驱动部分采用液压驱动。当通过控制台发给智能电液执行装置开或关指令时，执行机构根据指令，启动内部电机。电机转动带动液压泵泵出高压油，高压油推动液压缸内的活塞动作，活塞将液压力转化成扭力传导给阀杆，从而带动阀门开或关（见图3）。利用内置的微处理器（CPU）进行智能控制，内置的液压系统采用先进的等量泵入/吐出原理进行工作。当阀门运行至指定位置时，电机及液压泵停转，液压缸自身处于压力平衡状态，无需电机及泵的驱动即可保位，解决了重锤阀液压系统高负荷工作的漏油及阀位不稳定的问题，并且能延长电机的寿命。遇到信号不稳定时，CPU具有正常误差调整的功能，也可根据客户要求进行死区设定，解决了重锤阀控制性能不稳定的问题。采用二路单相电源（一用一备）并通过UPS市电模式向智能电液执行装置供电（220V、约1kW）。如一路电源失电，另一路电源进行自动切换。当二路电源都因故障突然停电，由UPS自动供电。如UPS不正常，最后可用手动操作，所以安全可靠。智能电液执行器电机驱动板命令电机驱动液压泵带动液压缸吞吐液压油阀门开／关活塞运动控制台图3工作原理框图Fig.3DiagramofWorkingPrinciple3技术改造后试运行效果光明泵站1号水泵机组调试运行效果（见表3）及节能分析（见表4）。第三水厂供水1号机组技术指标（见表5）及节能分析（见表6）。由表5可知1号泵改造前泵房单泵出水管采集水损数据为0.9m，改造后1#泵出水管测量水损为0.1m。数据比较表明智能电液执行装置所配的一体阀节约了0.9-0.1=0.8m的泵房单泵出水管水头损失的能耗。表6为第三水厂1号机组的节能分析。4结论智能电液执行装置在第三水厂及光明泵站的应用表明节电效果显著。第三水厂每年可节省58110元、光明泵站每年可节省8049元。除此之外，还可节省购买一个单向阀的费用，同时节约了检修99--Vol.31,No.2,2012表3光明泵站1号水泵机组调试运行效果分析Tab.3OperationEffectofPumpingSystemNo.1inGuangmingBoosterStation方伟曾，黄永顺.智能电液执行装置在出水阀门上的应用

费用。尽管机械式的“一阀二用”阀门早已在生产上使用且有节能效果。但职能电液执行装置在出水阀门上的使用，是一项更为有效的节能措施，它是以计算机技术为基础的产品，适合各种阀门口径的电液操作阀门的控制，为水行业节能提供新思路。参考文献［1］张祥中,林廷献.管网叠压供水设备组件对系统运行的影响探讨[J].净水技术,2010,29(6):17-19.日期时间设备压力／m流量／（m3·h-1）PCV模式设定参数测试条件测试结果2009.3.252009.3.252009.3.262009．7.223∶0023∶0014∶0018∶55光明泵站1号机组光明泵站1号机组光明泵站1号机组光明泵站1号机组28282527330330420300速闭80%速率090-需4s缓闭20%速率085-需12s就地手动操控速闭80%速率090-需4s缓闭20%速率085-需12s速闭80%速率090-需4s缓闭20%速率085-需12s电源断电电源断电电源断电雷电天气瞬时跳电泵叶轮在阀关到82%时惯性正转,再阀关到92%时开始缓慢倒转,直到阀门全关时,泵叶轮反转次数为1圈，基本未发生水锤，所以对泵没有影响，测试合格。顺利完成手动开/关阀门动作，测试合格。泵叶轮在阀关到98%时停止不转，直到阀门全部关闭，未出现反转现象，无发生水锤，符合设计要求，并完成了止回阀速闭和缓闭功能。测试合格。安全地关闭了出水蝶阀,水锤现象未发生。表4光明泵站1号机组节能分析Tab.4Energy-savingAnalysisofPumpSystemNo.1inGuangmingBoosterSTation节约水头损失h／m平均流量Q／（m3·h-1）综合转换系数a节约水功率／kW水泵效率η1／%每小时实际节约耗电量B=h×Q／a／η1×η2／（kW·h）水泵效率η2／%电费单价c／（元·kW-1·h-1）每年实际节约电费／元E=B×d×c0.475500367.20.647701.54600.88094.3注：1#机组每天运行18h，6h用旁通市政管网压力水；d=18×365=6570h表5第三水厂供水1号机组技术指标Tab.5TechnicalIndexofPumpingSystemNo.1inThirdWTP电压／kV电流／A功率／kW泵口压力／m手动阀后压力／m水损（阀至泵前后压差）／m流量／（m3·h-1）泵前压力／m10.1810.1810.0110.0124.724.625.425.541040941441532.231.13232.131.330.231.9320.90.90.10.132123112321632481.81.822表6第三水厂供水1号机组节能分析Tab.6Energy-savingAnalysisofPumpingSystemNo.1inThirdWTP节约水头损失h／m平均流量Q／（m3·h-1）综合转换系数a节约水功率／kW水泵效率η1／%每小时实际节约耗电量B=h×Q／a／η1×η2／（kW·h）电费单价c／（元·kW-1·h-1）已节约电费E2／元E=B×d2×c0.83220367.270.59011.0560.858110.336注：d1=4877h；d2=18×365=6570h已节约电费E1／元E=B×c×d143136.1100--

合集下载

电液伺服控制技术原理及应用

电液伺服控制技术原理及应用

3科技资讯

科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.21SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工程技术1电液伺服控制技术概述电液伺服控制技术作为连接现代微电子技术、计算机技术和液压技术的桥梁,已经成为现代控制技术的重要构成。由于它具有线性好、死区小、灵敏度高,动态性能好、响应快、精度高等显著优点,因而得到了广泛的应用。下面结合这一技术在TRT(Blast-Fur-naceToppressureRecoveryTurbineUnit为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称)系统中的应用将电液伺服控制系统的组成、作用及工作原理说明如下。2电液伺服控制系统的组成、作用及工作原理2.1电液伺服控制系统的构成电液伺服控制系统由液控单元、伺服油缸、动力油占三大部分组成。液控单元包括调速阀控制单元和透平静叶控单元,每一单元均由电液伺服阀、点动用电磁阀、快关用电磁阀、油路块及底座等组成。伺服油缸为双活塞杆结构,摩擦力很小,密封性能良好。动力油站由油箱、变量油泵、滤油器、冷却器、管道阀门、检测仪表等组成。2.2电液伺服控制系统的作用电液伺服控制系统,在TRT装置中,属于几个主要系统之一。根据主控室的指令,来实现TRT的开、停、转速控制、炉顶压力以及过程检测等系统控制。要实现以上系统的功能控制,最终将要反映在控制透平机的转速上。要控制透平机的转速,就要控制调速阀或透平静叶的开度。而控制静叶或调速阀开度的手段就是电液伺服控制系统。控制系统的精度、误差,直接影响着TRT系统各阶段过程的控制。由此可见,该系统在TRT中的地位和作用是十分重要的。2.3电液伺服控制系统的工作原理由机、电、液供构成电液伺服控制系统,其控制方框图如图1所示。由自控系统发出的指令信号,在伺服控制器中与油缸的实际位置信号相比较,成为误差的信号放大后,送入电液伺服阀。伺服阀按一定的比例将电流信号转变成液压油量量推动油缸运动。由位置传感器发出的反馈信号不断改变,直至于指令信号相等时,油缸停止运动。油缸停在指定的位置上,使透平静叶稳定在一定的开度上。油缸的直线运动、通过一套曲柄转变成阀板(静叶)的旋转运动,改变阀板或静叶的工作开度。随着系统信号的不断变化,透平静叶的开度也将不断改变,并通过静叶开度的变化,达到控制转数,控制煤气流量、控制透平出力大小的目的。2.4电液伺服控制系统中的主要控制设备TRT最重要的控制设备是透平机静叶和快开旁通阀。它们都是液压伺服驱动的闭环系统。主要控制设备包括伺服控制器、伺服阀、液压锁、反馈位置传感器、油动机、电磁阀。通过对电磁阀的得失电控制可以实现阀门和静叶的快速开关。2.4.1伺服控制器伺服控制器主要适用于轴流压缩机静叶角度控制、TRT压差发电、位置控制以及其它相关的电液执行机构的伺服控制。该控制器中有两块线路板:PARKER控制板是对控制指令信号和传感器反馈信号进行比较,经过比例、积分运算及功率放大后,送出相应的电流信号,用于驱动伺服阀;信号调理板是用于对反馈信号进行调理,正反作用的转换,并提供指令信号丢失和反馈信号丢失两项报警功能及液压油流量位置指示信号。2.4.2伺服阀在伺服阀的控制下,伺服阀会将伺服控制器输出的液压油流量信号转换成液压油流量推动伺服油缸运动,由位置传感器发出的反馈信号不断改变,直至与调节信号相等时,伺服阀输出的液压油流量信号为0,伺服油缸不再运动,从而带动透平机静叶、快开旁通阀达到预期位置,实现位置调节的目的。2.4.3液压锁液压锁是一种液控方向阀,其主要作用是用来向作动筒提供系统在断电、掉压时的保护。2.4.4位置传感器位置传感器(角位移传感器或线位移传感器)用来测量实际位置信号,并将其转换成对应的电流信号或电压信号送至伺服控制器作为反馈信号。同时控制器还接收来自主控室位置指令信号调节器的液压油流量指令信号。3电液伺服控制系统的功能应用电液伺服控制系统中的功能主要是应用在对透平机的转速控制,而转速控制中的主要对象就是静叶,利用控制静叶的开度来控制透平机的转速,从而达到对高炉顶压平稳控制的目的。应用在电液伺服控制系统中的转速控制大致可分为三个过程。3.1升速过程系统启动条件全部具备并且机组无重故障信号,得到电气的“电气同意启动”信号和高炉主控室的“允许TRT启动”信号后,确认高炉减压阀组在自动控制下并且高炉顶压和煤气温度稳定在工艺范围内,机组具备升速条件。3.2调速过程分自动控制和手动控制两种方式,控制对象为静叶。3.3自动升速这个过程的实现是通过互为反函数的静叶控制时间曲线和转速设定升速曲线来实现的。当顶压的测量值和设定值的偏差超过一定数值的时候,转速不允许上升。静叶控制时间曲线是转速设定值与静叶控制时间的折线函数,与升速曲线互为反函数。根据当前的转速设定值计算出一定的静叶控制时间,然后根据该静叶控制时间和升速曲线,得到下一个转速设定值。如此循环,实现转速设定值的不断增加。3.4手动升速手动方式运行时,给系统发出手动升速的指令,通过系统画面上手动调节入口液动阀和调节静叶的开度来控制转速。3.5自动准同期过程当自动准同期装置投入的时候,在并网过程中,通过对转速的微调实现自动并网。当转速升到一定数值的时候,PLC发出自动准同期投入信号。只有转速控制在自动方式的时候,自动准同期对转速的调节才会起作用。4结语将电液伺服控制技术广泛地应用在TRT控制系统中,充分突出了其线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快等显著优点。TRT设备在正常运转中可以回收约占高炉鼓风机所需30%左右的能量,为钢铁企业创造了可观的经济效益和社会效益。参考资料[]自动控制原理,传感器及微系统,液压与气动,伺服控制电液伺服控制技术原理及应用刘艳霞(天津市工程建筑学校天津300221)摘要:阐述电液伺服控制技术在TRT系统中的应用,以及TRT装置中电液伺服控制系统的组成、作用及工作原理。关键词:TRT电液伺服控制系统伺服控制器位置传感器中图分类号:TU17文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)07(c)-0034-01

REXA执行器在抽背式汽轮机EH系统中的应用

REXA执行器在抽背式汽轮机EH系统中的应用

第９卷第２期　２　０１　３年４月　沈阳工程学院学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｎａｍｒ￣Ｓｃｉｅｎｃｅ）　ＶＯｌ＿９　ＮＯ．２　Ａｐｔ．２０１３　

ＲＥＸＡ执行器在抽背式汽轮机ＥＨ系统中的应用　

刘　刚　，张傲。　

（１．华能营口热电有限责任公司设备管理部，辽宁营口１１５０００；２．朝阳供电公司，辽宁朝阳１２２０００）　

摘要：以抽背式汽轮机数字电液调节系统（ＤＥＨ）为例，介绍了ＲＥＸＡ执行器在抽背式机组ＤＥＨ系统中的应用及特　点，论述了ＲＥＸＡ执行器部分功能在汽轮机ＤＥＨ系统中的实现过程．实践表明：将ＲＥＸＡ执行器应用于ＤＥＨ系统，使系　统更加简单化、智能化，便于操作，而且还提高了系统的安全性和可靠性，对低压透平油ＤＥＨ系统的改造和配套具有借　

鉴意义．　关键词：抽背压式汽轮机；ＤＥＨ；ＲＥＸＡ执行器　

中图分类号：ＴＰ３；ＴＭ６２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—１６０３（２０１３）０２—０ｌ１９—０２　

０引　言　１　系统构成　

抽背式汽轮机既具有抽汽式汽轮机的特点，同时　

也具有背压式汽轮机特点．由锅炉来的新蒸汽Ｄ　，经　

过高压调节阀门　进入高压缸膨胀做功Ⅳ。，高压缸　

排汽分为２路，一路抽汽，抽汽量为Ｄ　，去热用户，另　

一路是流量Ｄ　，经低压调节阀门　去低压缸继续膨　

胀做功Ⅳ２，最后从低压缸末级排出具有一定压力的蒸　

汽供给另一热网．工作过程见图１．　

图１抽背式汽轮机工作过程　目前电液调节系统型式多种多样，但以高压抗燃　

油纯电液调节方式和透平油纯电液调节方式最主要．　

这２种系统均采用由外部供油的电液转换装置，对油　

质的要求较高，油质的污染，将会引起电液转换装置卡　

涩等故障，影响机组的安全性和可靠性．为了解决电液　

调节系统中存在的电液转换器易于卡涩等问题，提出　

了把ＲＥＸＡ电液执行器应用在电液调节系统改造中　

的透平油纯电液调节系统方案．　

阀门执行机构的分类介绍

阀门执行机构的分类介绍

阀门执行机构的分类介绍

阀门执行机构是指用于控制和操作阀门的设备或装置，它们可以通过不同的形式和力量来实现对阀门的开启、关闭或调节。根据使用的能源不同，阀门执行机构可以分为气动执行机构、电动执行机构和液动执行机构三大类。

第一部分：气动执行机构

气动执行机构是指通过气体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。它主要由气缸、气源、气源处理装置和配件组成。

1. 气缸：气缸是气动执行机构的核心部件，它可以将气体的压力转化为机械动力。根据气缸的结构形式和驱动方式，气缸又可以分为单动气缸和双动气缸。单动气缸只能实现单向推动，而双动气缸可以实现双向运动。

2. 气源：气动执行机构需要通过气源提供气体能量。常用的气源有压缩空气和氮气，其压力范围一般在0.2～1.0MPa之间。气源还需要进行处理，如去除水分、油雾和杂质等。

3. 气源处理装置：气源处理装置用于过滤和调节气源的压力和流量，确保气动执行机构能够正常工作。它通常由滤波器、减压阀和润滑器组成。

4. 配件：气动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定，如连杆、手柄、连接螺母等。

第二部分：电动执行机构

电动执行机构是指通过电能转换为机械能来实现阀门的开闭或调节的设备。它主要由电动机、传动装置和配件组成。

1. 电动机：电动机是电动执行机构的核心部件，它将电能转化为机械能。常见的电动机有直流电动机和交流电动机，其功率和转速根据阀门的使用要求而定。

2. 传动装置：传动装置用于将电动机的旋转运动转化为线性或旋转运动，从而推动阀门的开闭或调节。常见的传动装置有蜗轮蜗杆传动、齿轮传动和链条传动等。

3. 配件：电动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定，如连杆、手柄、连接螺母等。为了保证电动执行机构的安全运行，还需要安装行程开关和限位器等配件。

第三部分：液动执行机构

液动执行机构是指通过液体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。它主要由液缸、液源和配件组成。

机电液一体化的应用

机电液一体化的应用

山东华宇工学院2020届本科生毕业论文

1 第一章 绪论

1.1 机电液一体化技术在汽车中的应用现状分析

机电液一体化技术是机械控制、液压控制技术和电控相结合，它融合了机械、液压、传感器检测、计算机自动控制等多门现代技术的基础上发展起来的一门新兴的科学。在汽车方面的应用主要包括汽车安全控制、电子控制、行驶系控制、汽车稳定性控制以及汽车特定的电子传感器，对汽车运行实时监控。例如，传感器可以同步监测发动机冷却系统、润滑系统、汽车操控系统、汽车减震装置、转向系统等压强、流量等参数。电子控制传感器技术和计算机监控技术将对汽车的报警信号进行分析，并利用微电子控制器对汽车各系统的继电器、电磁开关和阀门的故障进行了检测和诊断，并对故障代码进行了分析。机电液一体化技术在汽车上的应用，不仅可以实现车辆安全性的增强，提高汽车的高效性，而且可以达到功率与能耗的最佳匹配，使得汽车更加人性化之外，也使得汽车维修人员维修缩短工作时间，提高工作效率，进而提高汽车性能和质量。

1.2 机电液一体化技术发展现状

早在上世纪90年代，某些汽车工业发达的国家在机电液一体化技术方面已经拥有了都有自己独特的电子产品，如美国的德科公司、德国的BOSCH公司等大型的汽车电子产品研发生产公司在机电液一体化技术上都拥有自己的核心技术，无论是产量上的优势还是价格和品质方面都远远的超过了一般汽车研发公司的发展，作为汽车行业的领跑者带动汽车行业的发展，随着科学理论研究的不断深入和电子技术的发展，机电液一体化技术得到了很大的发展，并开始作为选装件安装在一些中高档轿车上。近20年来，随着微机和电液控制技术的迅速发展，日本和欧美国家高度重视其在汽车中的应用，开发出适用于汽车各系统的机电液一体化系统。［1］

我国机电液系统的发展比较早，但汽车机电液控制的研究还处在起步阶段，虽然我国各个汽车研究所就早在20世纪70年代就开始采用全液压机控制技术，但由于我国自主创新能力的落后和国外关键技术的限制，在发展程度上,与发达国家仍存在一定的差距。现阶段只有少数学者从事控制方法的研究，而且由于缺少试验条件，研究还不十分深入，现在吉林大学、清华大学、上海交大、西北工大等高校和中国重汽集团、上海大众汽车制造公司等企业也在开展相关的研究工作。山东华宇工学院2020届本科生毕业论文