項目6 任務(wù)6 (1).9電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要設(shè)備（一）

授課教師：孫為民項目6電廠汽輪機調(diào)節(jié)、保安及油系統(tǒng)的認(rèn)識任務(wù)6.9電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要設(shè)備（一）電子調(diào)節(jié)裝置中的各電子調(diào)節(jié)器采用數(shù)字量傳送信號，在輸入、輸出接口處采用必要的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由四部分組成▼閥位控制裝置（電液伺服裝置）電子調(diào)節(jié)裝置配汽機構(gòu)調(diào)節(jié)對象在DEH中，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)VS用電子調(diào)節(jié)裝置替代了轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)用電液伺服裝置替代了液壓伺服機構(gòu)主要是其次是第一部分PART

ONE電子調(diào)節(jié)裝置第二部分PART

TWO閥位控制裝置CONTENTS目錄第三部分PART

THREE配氣機構(gòu)電子調(diào)節(jié)裝置第一部分電子調(diào)節(jié)裝置5轉(zhuǎn)速測量器件主要由磁阻發(fā)訊器與頻率(轉(zhuǎn)速)變送器組成。它的作用是將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷耗M信號后發(fā)送給DEH。磁阻發(fā)訊器由測速齒盤和測速頭組成轉(zhuǎn)速測量器件1測速齒盤裝在汽輪機軸上，測速頭固定在齒盤旁邊的支架上，處于齒盤徑向位置。測速頭內(nèi)裝有永久磁鋼、鐵芯與線圈，鐵芯端部與齒項之間留有較小的間隙。如圖所示，組成作用電子調(diào)節(jié)裝置6鐵芯與齒盤之間的間隙交替變化，從一個齒到另一個齒，氣隙磁阻交變一次，相應(yīng)的線圈中的磁通量交變一次，從而在線圈兩端感應(yīng)出交變電勢。該電勢經(jīng)過頻率電壓變送器，將電勢頻率f轉(zhuǎn)換成直流電壓模擬信號。該電勢的頻率f與齒數(shù)z、汽輪機轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分的關(guān)系為：當(dāng)齒盤隨主軸轉(zhuǎn)動時，

電子調(diào)節(jié)裝置7將一矩形半導(dǎo)體薄片置于磁場B中，當(dāng)沿薄片的一對邊1、2通以電流Is時，則另一對邊3、4就會產(chǎn)生電勢VH，此為霍爾效應(yīng)，該半導(dǎo)體薄片被稱為霍爾元件。如圖所示功率測量器件2將發(fā)電機出線電壓經(jīng)電壓互感器轉(zhuǎn)換成電流Is，另將發(fā)電機電流經(jīng)電流互感器后，接至激磁繞阻上，產(chǎn)生磁場B。當(dāng)霍爾元件用于測量發(fā)電機功率時電子調(diào)節(jié)裝置8功率測量器件2電勢VH的幅值正比于電流和磁場強度的乘積，也就是正比于發(fā)電機電流和電壓的乘積。因此VH可作為電功率測量信號，此信號較弱，經(jīng)過放大后再輸出。三相功率要用三個霍爾元件來分別測量，其值相加。電子調(diào)節(jié)裝置9頻差是指電網(wǎng)實際頻率與額定頻率之差，變換成轉(zhuǎn)速后，是汽輪機實際轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速之差Δn。頻差校正器采用比例調(diào)節(jié)規(guī)律（P）。通常，頻差校正器采用可調(diào)的死區(qū)－線性－限幅校正方式，如圖所示。死區(qū)的大小、特性線斜率、限幅值均可調(diào)整。頻差校正器3電子調(diào)節(jié)裝置10當(dāng)轉(zhuǎn)速偏差信號越過較小的死區(qū)而參與一次調(diào)頻時，校正量與轉(zhuǎn)速偏差量之間呈線性關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)速偏差量超過一定范圍時，中間再熱機組的負(fù)荷適應(yīng)能力因受鍋爐動態(tài)特性的限制而采取限幅措施。設(shè)置死區(qū)有兩個用途其一是當(dāng)設(shè)置的死區(qū)較小時，可以過濾掉小轉(zhuǎn)速擾動信號，使機組功率穩(wěn)定其二是當(dāng)設(shè)置的死區(qū)較大時，使機組不參與電網(wǎng)一次調(diào)頻，只帶基本負(fù)荷電子調(diào)節(jié)裝置11

如圖是DEH-Ⅲ頻差校正器原理圖。若此時功率給定值無擾動，則ΔREF1=ΔP*-Δx1＜0?！彪娮诱{(diào)節(jié)裝置12當(dāng)調(diào)整速度變動率時，就能改變頻差校正器的輸出特性，即改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性線的斜率，δ的可調(diào)范圍是2％～10％。

在實際系統(tǒng)中，通過改變可調(diào)系數(shù)k來改變δ的值。在電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，改變可調(diào)系數(shù)k是很方便的。電子調(diào)節(jié)裝置13DEH-Ⅲ型調(diào)節(jié)系統(tǒng)中功率校正器采用了比例－積分調(diào)節(jié)規(guī)律（PI）。在功率校正回路投入的情況下，來自一次調(diào)頻回路的ΔREF1信號一方面進入乘法器，另一方面進入比較器與送入負(fù)端的電功率反饋信號ΔMW進行比較后生成ΔMR，ΔMR與額定功率P0相除后變成功率相對偏差量，再經(jīng)PI校正及上下限幅處理后成為功率校正系數(shù)ΔRp。該系數(shù)在乘法器中與來自一次調(diào)頻回路的信號ΔREF1相乘后生成功率校正請求值信號ΔREF2。功率校正器4如圖所示，電子調(diào)節(jié)裝置14在DEH-Ⅲ型調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)級壓力校正器采用了比例－積分調(diào)節(jié)規(guī)律（PI）。如圖所示，功率校正回路輸出的ΔREF2在參數(shù)變換器中進行功率－調(diào)節(jié)級壓力參數(shù)信號變換，生成ΔIPS，然后才送往調(diào)節(jié)級壓力校正回路。調(diào)節(jié)級壓力校正器5在調(diào)節(jié)級壓力校正回路投入的情況下，ΔIPS與送往比較器負(fù)端的調(diào)節(jié)級壓力反饋信號ΔIMP進行比較，產(chǎn)生調(diào)節(jié)級壓力偏差信號ΔIMR，經(jīng)PI校正以及上下限幅處理后生成ΔVSP。用ΔVSP除以調(diào)節(jié)級壓力額定值后變成相對值，然后將其送往閥位限制器。閥位控制裝置第二部分閥位控制裝置16在電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，閥位控制裝置也被稱作電液伺服裝置。電液轉(zhuǎn)換器是將閥位偏差電信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換放大而成為液壓信號(調(diào)節(jié)油壓)，以此控制油動機的位移。電液轉(zhuǎn)換器它主要有閥位控制器、電液轉(zhuǎn)換器、油動機及閥位（位移）反饋測量元件等組成。它是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵部件，要求具有較高的精度、線性度、靈敏區(qū)和動態(tài)性能。閥位控制裝置17力矩馬達有動圈式和動鐵式兩種基本類型，它的作用是將電的信號轉(zhuǎn)換成為機械位移信號；力矩馬達和液壓放大的不同配合，就得到電液轉(zhuǎn)換器的不同結(jié)構(gòu)型式。液壓放大部分從結(jié)構(gòu)上分為斷流式（或滑閥式）和繼流式（或稱碟閥式）兩種，它的作用是將機械位移信號放大并輸出液壓信號。電液轉(zhuǎn)換器的組成力矩馬達液壓放大力矩馬達液壓放大電液轉(zhuǎn)換器18動圈式電液轉(zhuǎn)換器1電液轉(zhuǎn)換器19動圈式電液轉(zhuǎn)換器1等零部件組成。動圈式電液轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)如圖所示這種電液轉(zhuǎn)換器主要由磁鋼控制線圈十字平衡活塞控制套環(huán)跟蹤活塞節(jié)流套筒電液轉(zhuǎn)換器20當(dāng)電氣調(diào)節(jié)裝置輸出的電流被送入控制線圈時，安裝在磁鋼及磁軛間隙內(nèi)的控制線圈在磁場及電流作用下產(chǎn)生了移動力。如果電流增加，則線圈移位向下，由于控制套環(huán)（與導(dǎo)桿連接在一起）改變了跟蹤活塞的控制噴油口a和b，使套環(huán)上邊緣的噴油口a開度增大，下邊緣噴油口b的開度減小。這樣，高壓油經(jīng)過跟蹤活塞的節(jié)流孔后再經(jīng)這兩個噴油口a和b排出的油量發(fā)生了變化，使活塞下部的排油量增加，上部排油量減小，從而改變了作用在跟蹤活塞上、下面積上的油壓力使跟蹤活塞下移。電液轉(zhuǎn)換器21只有當(dāng)噴油口a和b恢復(fù)到原來穩(wěn)定的開度，活塞上下油壓的作用力達到平衡時，活塞才維持不動?；钊奈灰埔布淳€圈的位移，使上部十字彈簧產(chǎn)生變形，所增加的彈簧力與線圈所受的電磁力相平衡，控制線圈處于一個新的平衡位置。已經(jīng)下移的跟蹤活塞改變了其下凸肩所控制的脈沖油排油節(jié)流窗口。當(dāng)減小排油節(jié)流窗口時，輸出的脈沖油就會增加。為了保證輸出的脈沖油與輸入的電流信號成線性正比，節(jié)流窗口做成二次曲線型。電液轉(zhuǎn)換器22為了使控制套環(huán)與跟蹤活塞之間有良好的同心度，以保持四周間隙均勻，有足夠的潤滑，在跟蹤活塞的中心開有油孔。高壓油經(jīng)節(jié)流孔流入中心油孔，自活塞上端四個喇叭形的徑向小孔流出。在控制線圈上繞有兩層線圈輸入直流電流作為控制信號用。輸入50HZ的6.3V交流電流，使套環(huán)產(chǎn)生脈動，防止套環(huán)卡澀。一層為直流線圈，另一層為交流線圈，電液轉(zhuǎn)換器23動圈式電液轉(zhuǎn)換器1如圖中剖開面Ⅰ-Ⅰ所示壓力油經(jīng)四個徑向節(jié)流孔流至套環(huán)與活塞之間，四周壓力均勻，使活塞自動對中，如果哪一側(cè)間隙減小，相應(yīng)喇叭口中的油壓就會升高，相對180度的喇叭口中油壓就會降低，在此油壓差作用下，套環(huán)將作徑向移動，維持四周間隙均勻。電液轉(zhuǎn)換器24動圈式電液轉(zhuǎn)換器1如圖中剖開面Ⅰ-Ⅰ所示由于這四個徑向噴油小孔的直徑只有0.3mm，所以高壓油進入電液轉(zhuǎn)換器之前，除需經(jīng)過一般的刮片式濾油器外，還要經(jīng)過磁性濾油器，以防止任何雜質(zhì)進入堵塞小孔，也防止鐵屑被強磁鋼吸附、磨損線圈、產(chǎn)生短路或卡死。電液轉(zhuǎn)換器25這類力反饋電液轉(zhuǎn)換器一般具有線性度好、工作穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良等優(yōu)點。動鐵式電液轉(zhuǎn)換器2帶雙噴嘴式前置級放大器的電液轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖。帶射流管式前置級放大器的電液轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖。圖（a）圖（b）電液轉(zhuǎn)換器26構(gòu)成雙噴嘴型電液轉(zhuǎn)換器的主要零部件控制線圈水久磁鋼可動銜鐵彈性管擋板噴嘴斷流滑閥反饋桿固定節(jié)流孔濾油器外殼…壓力油進入電液轉(zhuǎn)換器后分成兩股油路▼一路經(jīng)過濾油器與左右端的固定節(jié)流孔到斷流滑閥兩端的油室，然后從噴嘴與擋板間的控制間隙中流出。在穩(wěn)定工況時，擋板兩側(cè)的間隙是相等的，因此排油面積也相等，作用在斷流滑閥兩側(cè)的油壓也相等，使斷流滑閥保持在中間位置，遮斷了油動機的進、出油口。另一路壓力油就作為移動油動機活塞用的動力油，由斷流滑閥控制。電液轉(zhuǎn)換器27使斷流滑閥移動，打開了通向油動機的壓力油及回油兩個控制油口，使油動機活塞移動，用以調(diào)整調(diào)節(jié)汽閥的開度。在此油壓差的作用下，當(dāng)閥位偏差信號(電流)送入控制線圈，在永久磁鋼磁場的作用下，產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)扭矩，使可動銜鐵帶動彈簧管及擋板旋轉(zhuǎn)，改變了噴嘴與擋板的間隙。間隙減小的一側(cè)油路油壓升高，間隙增大的一側(cè)油路油壓降低?！爱?dāng)可動銜鐵、彈簧管及擋板旋轉(zhuǎn)時，彈簧管發(fā)生彈性變形，反饋桿發(fā)生撓曲。待斷流滑閥在兩端油壓差作用下產(chǎn)生位移時，就使反饋桿產(chǎn)生反作用力矩，它與彈簧管、銜鐵吸動力等形成的反力矩一起與輸入電流產(chǎn)生的主動力矩相比較，直到總力矩的代數(shù)和等于零時，斷流滑閥達到一個新的平衡位置，在這一位置，斷流滑閥位移與輸入電流增量成正比。當(dāng)輸入信號方向相反時，滑閥位移方向也隨之相反。隨著油動機活塞的位移，閥位反饋信號逐漸增強。電液轉(zhuǎn)換器28當(dāng)閥位反饋信號將閥位偏差信號削弱至零時，滑閥便回復(fù)到原來的中間位置，重新遮斷通向油動機的進、出油口，于是閥位控制裝置便達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。采用彈簧管可以防止噴嘴排油進入電磁線圈部分，這就消除了油液污染電磁部分的可能性。有的電液轉(zhuǎn)換器在噴嘴擋板前置級液壓放大器的回油路上，加裝了節(jié)流孔，使噴嘴擴散的噴油具有背壓，油流不會產(chǎn)生渦流及汽蝕現(xiàn)象，從而提高了擋板運動的穩(wěn)定性。電液轉(zhuǎn)換器29組成射流管式電液轉(zhuǎn)換器的主要零部件控制線圈水久磁鋼可動銜鐵射流噴管高壓油進入轉(zhuǎn)換器后，也分成兩路▼一路經(jīng)濾油器送入射流噴管，油從射流管高速噴出。在射流噴管正對面安置了一個射流接受器，上面有兩個擴壓通道。如果射流噴管處于中間位置，則左右兩個擴壓通道中形成相同壓力，斷流滑閥兩端油壓相同，也處于中間位置，遮斷了進出執(zhí)行機構(gòu)（油動機）的油口。另一路高壓油仍作為動力油，由斷流滑閥控制。射流接受器斷流滑閥濾油器外殼…反饋彈簧電液轉(zhuǎn)換器30在斷流滑閥偏離它的中間位置時，它通過反饋彈簧力使偏轉(zhuǎn)了的射流管達到一個新的平衡位置，從而使整個調(diào)節(jié)過程很快的穩(wěn)定下來。當(dāng)電調(diào)裝置來的電流信號送入控制線圈時，在永久磁鋼磁場的作用下，控制線圈發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，使可動銜鐵帶動射流噴管偏離中間位置，而射流噴管噴出的油流在接受器兩個擴壓通道中形成不同的油壓。在這兩個油壓差值的