中、小功率汽輪發電機組液壓控制系統
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    中、小功率汽輪發電機組液壓控制系統
    汽輪發電機組是火力發電設備的主機，它在高轉速下運行，其轉速隨外界負荷的變化而變化。需控制其轉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；二是要維持轉速在額定值的一個狹小范圍內。此外，在事故狀態下為了保證機組的安全，還采取了各種保護措施，主要有：超速保護、軸向位移保護和低油壓保護。
    由于汽輪機的工作蒸汽壓力高、流量大，相應地要求驅動蒸汽閥門執行機構的力也很大。而且要求蒸汽閥門的動作非常迅速，所以汽輪發電機組的控制系統大都采用兩級或兩級以上的液壓放大器。
    汽輪發電機組的控制系統有三種基本型式，即機械液壓式、全液壓式和電液式，按目前我國的情況，把100MW以下的汽輪發電機組稱為中小功率機組。其控制系統多采用一級通流式和一級斷流式液壓放大器的機械液壓式或全液壓式控制系統。
    圖41 中小功率汽輪發電機組典型液壓控制系統
1一發電機2-汽輪l3調節汽閩4一主汽閥5-蝸輪傳動裝置6一螺桿傳動裝置
7-壓力位移比例閥s一液控伺服閥9調節閥液壓缸10-主汽閥液壓缸11-液控二位閥
12一超速遮斷閥13-手動遮斷閥14-電磁遮斷閥15-節流閥16-徑向鉆孔離心油泵
17一射油器18—備用工作液壓泵19-備用潤精液壓泵
圖1所示為國產大多數中小功率機組的典型液壓控制系統簡圖。從鍋爐來的蒸汽通過主汽閥4、調節汽閥3進入汽輪機2做功，驅動發電機l旋轉發出電能。發電機的發電量取決于進入汽輪機的蒸汽量，而進汽量的多少則決定于調節汽閥的丌度。控制系統的任務便是將機組的轉速信號加以放大去控制調節汽閥的開度。其工作原理如下：轉速信號取自由汽輪機主軸驅動的徑向鉆孔式離心油泵16的出口壓力p1。當機組負荷變化時，其轉速相應發生變化，p1隨之變化，因而改變了壓力-位移比例閥7閥芯的位置。工作壓力油通過進油節流閥15進入液控伺服閥8的下部d口，另一路通過壓力-位移比例閥內的控制排油口和調節閥液壓缸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。假定外界負荷增大，則機組的轉速降低，p1相應降低，壓力-位移比例閥閥芯向下移動，使其排油口b面積增大，結果控制油壓P2降低，使液控伺服閥閥芯向下運動，工作壓力油經液控伺服閥g、f口進入凋節閥液壓缸的上部，活塞便帶動調節汽閥向打開的方向運動，增加汽輪機的進汽量，以適應外界負荷增大的需要。同時，活塞桿帶動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，達到一個新的平衡工況，這樣就完成了一個轉速有差閉環控制過程。若外界負荷減小，則上述過程向相反方向進行。此外，在壓力-位移比例閥上有蝸輪傳動裝置5和螺桿傳動裝置6，當汽輪發電機組并人電網運行時，可以用手輪或電動機操縱這些傳動裝置改變壓力位移比例閥的彈簧預緊力，從而改變其控制排油口的初始面積來達到加減負荷的目的。
    為保證主機的安全，蒸汽在通過調節汽閥之前還需通過主汽闊。在正常運行時，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，對應著主汽閥的全開位置。在機組發生事故時，通過超速遮斷閥12、于動遮斷閥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，切斷進入汽輪機的汽源，使機組立即停機而不毀引起設備損壞。同時，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，工作壓力油則進入缸9活塞的下部，使調節汽閥也迅速關閉。
為了可靠地供給主機軸承潤滑而不受電源的影響，普遍采用主軸驅動的泵16來供給工作油，而潤滑油則通過射油器17降壓供給。只有在機組起動或出現事故時，才用手動或通過壓力開關自動開啟備用工作泵18或備用潤滑泵19。

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