中、小功率汽輪發(fā)電機(jī)組液壓控制系統(tǒng)
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    中、小功率汽輪發(fā)電機(jī)組液壓控制系統(tǒng)
    汽輪發(fā)電機(jī)組是火力發(fā)電設(shè)備的主機(jī)，它在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速隨外界負(fù)荷的變化而變化。需控制其轉(zhuǎn)速的原因有二：一是要迅速改變出力，以滿足用戶耗電量改變的需要；二是要維持轉(zhuǎn)速在額定值的一個(gè)狹小范圍內(nèi)。此外，在事故狀態(tài)下為了保證機(jī)組的安全，還采取了各種保護(hù)措施，主要有：超速保護(hù)、軸向位移保護(hù)和低油壓保護(hù)。
    由于汽輪機(jī)的工作蒸汽壓力高、流量大，相應(yīng)地要求驅(qū)動(dòng)蒸汽閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力也很大。而且要求蒸汽閥門的動(dòng)作非常迅速，所以汽輪發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)大都采用兩級(jí)或兩級(jí)以上的液壓放大器。
    汽輪發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)有三種基本型式，即機(jī)械液壓式、全液壓式和電液式，按目前我國(guó)的情況，把100MW以下的汽輪發(fā)電機(jī)組稱為中小功率機(jī)組。其控制系統(tǒng)多采用一級(jí)通流式和一級(jí)斷流式液壓放大器的機(jī)械液壓式或全液壓式控制系統(tǒng)。
    圖41 中小功率汽輪發(fā)電機(jī)組典型液壓控制系統(tǒng)
1一發(fā)電機(jī)2-汽輪l3調(diào)節(jié)汽閩4一主汽閥5-蝸輪傳動(dòng)裝置6一螺桿傳動(dòng)裝置
7-壓力位移比例閥s一液控伺服閥9調(diào)節(jié)閥液壓缸10-主汽閥液壓缸11-液控二位閥
12一超速遮斷閥13-手動(dòng)遮斷閥14-電磁遮斷閥15-節(jié)流閥16-徑向鉆孔離心油泵
17一射油器18—備用工作液壓泵19-備用潤(rùn)精液壓泵
圖1所示為國(guó)產(chǎn)大多數(shù)中小功率機(jī)組的典型液壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。從鍋爐來的蒸汽通過主汽閥4、調(diào)節(jié)汽閥3進(jìn)入汽輪機(jī)2做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)l旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能。發(fā)電機(jī)的發(fā)電量取決于進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，而進(jìn)汽量的多少則決定于調(diào)節(jié)汽閥的丌度。控制系統(tǒng)的任務(wù)便是將機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)加以放大去控制調(diào)節(jié)汽閥的開度。其工作原理如下：轉(zhuǎn)速信號(hào)取自由汽輪機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)的徑向鉆孔式離心油泵16的出口壓力p1。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速相應(yīng)發(fā)生變化，p1隨之變化，因而改變了壓力-位移比例閥7閥芯的位置。工作壓力油通過進(jìn)油節(jié)流閥15進(jìn)入液控伺服閥8的下部d口，另一路通過壓力-位移比例閥內(nèi)的控制排油口和調(diào)節(jié)閥液壓缸9下部的油口k排油，從而建立起通流式液壓放大器的控制油壓P2。假定外界負(fù)荷增大，則機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低，p1相應(yīng)降低，壓力-位移比例閥閥芯向下移動(dòng)，使其排油口b面積增大，結(jié)果控制油壓P2降低，使液控伺服閥閥芯向下運(yùn)動(dòng)，工作壓力油經(jīng)液控伺服閥g、f口進(jìn)入凋節(jié)閥液壓缸的上部，活塞便帶動(dòng)調(diào)節(jié)汽閥向打開的方向運(yùn)動(dòng)，增加汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，以適應(yīng)外界負(fù)荷增大的需要。同時(shí)，活塞桿帶動(dòng)其下部小活塞使反饋控制排油口 k的通油面積向減小的方向變化使P2恢復(fù)，達(dá)到一個(gè)新的平衡工況，這樣就完成了一個(gè)轉(zhuǎn)速有差閉環(huán)控制過程。若外界負(fù)荷減小，則上述過程向相反方向進(jìn)行。此外，在壓力-位移比例閥上有蝸輪傳動(dòng)裝置5和螺桿傳動(dòng)裝置6，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組并人電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，可以用手輪或電動(dòng)機(jī)操縱這些傳動(dòng)裝置改變壓力位移比例閥的彈簧預(yù)緊力，從而改變其控制排油口的初始面積來達(dá)到加減負(fù)荷的目的。
    為保證主機(jī)的安全，蒸汽在通過調(diào)節(jié)汽閥之前還需通過主汽闊。在正常運(yùn)行時(shí)，主汽閥液壓缸10的活塞在其下部液壓力的作用下處于上側(cè)，對(duì)應(yīng)著主汽閥的全開位置。在機(jī)組發(fā)生事故時(shí)，通過超速遮斷閥12、于動(dòng)遮斷閥13或電磁遮斷閥14的作用，使主汽閥液壓缸活塞下部接通排油，活塞在彈簧力的作用下迅速下移戈閉主汽閥，切斷進(jìn)入汽輪機(jī)的汽源，使機(jī)組立即停機(jī)而不毀引起設(shè)備損壞。同時(shí)，由于缸10活塞下部失壓，使液控二位閥處于通路位置，將工作壓力油通入液控伺服閥的下部，反閥芯推向最高位置，工作壓力油則進(jìn)入缸9活塞的下部，使調(diào)節(jié)汽閥也迅速關(guān)閉。
為了可靠地供給主機(jī)軸承潤(rùn)滑而不受電源的影響，普遍采用主軸驅(qū)動(dòng)的泵16來供給工作油，而潤(rùn)滑油則通過射油器17降壓供給。只有在機(jī)組起動(dòng)或出現(xiàn)事故時(shí)，才用手動(dòng)或通過壓力開關(guān)自動(dòng)開啟備用工作泵18或備用潤(rùn)滑泵19。

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