俄制500MW汽轮机调节系统改造方案浅析

【摘要】盘电公司500MW俄制汽轮机调节系统为电液并存的调节系统，虽然投入电液转换器，但是控制功能单一，系统采样时间长，迟缓率大，精度不高。不能发现各部动作先后次序，机组调节系统管路为碳钢管，不符合安全性评价的要求，即使大修也不具备更换条件。机组中间滑阀组摆动对系统的影响不可避免。系统抗燃油系统庞大，每年的维护费用不少于20万元。因此为了增加机组的可靠性、降低发电成本对具有控制制精度高、可靠性高、故障率低的数字式电液调节系统（DEH）已成为了调节系统改造的不二之选。

【关键词】电液并存；DEH

国华盘电公司#1机组DEH改造

1、原盘电调节系统的简介

1.1调节系统是电液型的，在结构上由电气部分和液力部分组成他们的作用相互联系着，自动调节系统用于：

（1）自动保持汽轮发电机的转速，速度变动率约为4.5%，抵消在锅炉再热汽储存的大量蒸汽使汽轮机加速的有害影响（其作用是由中压自动主汽门和排汽门来完成）。

（2）按照给定的静态特性曲线调节汽轮机的负荷，这个静态特性是二次调节转速和电网有功功率要求的。

（3）当汽轮机前部系统压力降至不允许值时防止汽轮机工作。

（4）当汽轮发电机瞬间甩负荷，发电机开关切除和未切除时，防止汽轮机转子转速升高到危急保安器动作转速以下（甩负荷试验合格）。

（5）快速的短时间的甩去汽轮机负荷，快速的长时间的限制汽轮机的负荷（通过功率限制器完成）。

1.2调速系统的组成：

（1）配汽机构，包括高中压缸调速汽门、主汽门、排汽门以及连接热用户管道的阀门（抽汽逆止门）。

（2）感应机构：高速弹簧片式调速器、电液转换器（相对于液力系统而言）。

（3）传动放大机构：调速汽组件、中间滑阀、油动机。

（4）反馈机构：杠杆反馈、凸轮反馈、转速和负荷（相对于电液转换器而言）。

2、改造后调节保安系统的组成

改造后调节保安系统的组成按其功能可分为四大部分：供油系统部分、执行机构部分、危急遮断部分、机械超速部分。液压系统的全部密封件必须选用氟橡胶。

2.1供油系统

改造后的供油系统部分主要包括供油装置、自循环冷却系统、自循环再生过滤系统以及油管路及附件。改造后的供油系统部分主要包括供油装置、自循环冷却系统、自循环再生过滤系统以及油管路及附件（油管路、高压蓄能器、低压蓄能器、膨涨支架等）。EH供油装置应是组合式结构，由油箱、油泵、过滤器、蓄能器、冷油器、再生装置、油管路，各种阀门及端子箱基本部件，以及用来监控供油系统运行工况的就地仪表、控制设备组成。

2.2执行机构

除热段排汽阀外的所有执行机构采用弹簧复位、液压开启式，热段排汽阀弹簧开启，液压关毕。当执行机构快速关闭时，应保证蒸汽阀碟与阀座的冲击力不至造成阀碟或阀座损坏。保护动作时执行机构带调节门空载的快速关闭全行程时间应小于0.2秒。调节信号作用下阀门的动作速度应满足系统一次调频的要求。根据附加组件的不同，可构成两种不同型式的执行机构，即开关型执行机构和调节型执行机构。

调节型执行机构

本次改造的调节型执行机构包括高压自动主汽门油动机（两台）、高压调速汽门油动机（四台）、中压调速汽门油动机（四台）、小机调速汽门油动机（四台）。执行机构应能将汽阀控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应负荷需要。为此，应在基本结构的基础上附加提供伺服阀和位移传感器。

开关型执行机构

本次改造的开关型执行机构包括中压自动主汽门油动机（两台）、Ⅲ段抽汽油压逆止门油动机、Ⅳ段抽汽油压逆止门油动机、热段排汽门油动机、小机自动主汽门油动机（两台）。执行机构应将汽阀控制在全开或全关位置上工作。在开关型执行机构上应设有阀门活动试验电磁阀，以实现远方在线活动试验，Ⅲ段Ⅳ段抽汽、热段排汽门采用就地活动试验方式。

2.3危急遮断系统

危急遮断系统由危急遮断电磁阀，超速保护电磁阀，单向阀，隔膜阀组成，在异常工况下，使汽轮机紧急停机。

（1）危急遮断电磁阀由两个电磁阀组成，机组正常运行时此电磁阀在关闭状态，当机组运行参数有遮断请求时该电磁阀迅速打开卸掉隔膜阀上部保护油压致使隔膜阀打开，从而卸掉AST及OPC油压使高中压自动主汽门、高中压调速气门、抽汽油压逆止门关闭，热段排汽门打开机组停机，此过程为不可逆过程。

（2）超速保护电磁阀由两个电磁阀组成，机组正常运行时此电磁阀在关闭状态，当机组转速达到额定转速的103%时，此电磁阀打开卸掉OPC安全油压，使高中压调速汽门关闭机组转速下降，当转速低于103%额定转速时该电磁阀关闭重新建立OPC安全油压，高中压调速汽门从新打开，此过程为可逆过程。

（3）单向阀是安装在危急遮断油路AST和超速保护控制油路OPC之间，当AST油压卸掉之后通过此阀同时卸掉OPC油压，而当OPC油压卸掉之后通过此阀能够保证AST油压的稳定。

（4）隔膜阀主要是危急遮断电磁阀的执行部件，危急遮断电磁阀主要是卸掉隔膜阀上部的保护油压从而通过隔膜阀卸掉AST油压来实现保护动作的，当正常工作时自动停机危急遮断-超速保护母管（AST）油压力为14±0.5MPa，保护油油压为1.2Mpa。当保护油油压降到0.63Mpa时薄膜阀开启，保护油油压升到0.3±0.1Mpa时薄膜阀开始关闭，保护油油压升到0.5±0.1Mpa时薄膜阀完全关闭。

2.4机械超速部分

机械超速部分主要对现有危急遮断系统进行改造，应实现以下功能：

（1）机械超速保护动作卸掉系统AST油压，使机组停机。

（2）机械超速部分动作转速在3290-3330rpm。

（3）机械超速保护两个飞锤应能够分别进行在线注油活动实验，试验时不能使汽机主保护动作，另一个工作位飞锤继续保持对机组的保护。

3、结论

通过调节系统的改造，数字式电液调节系统（DEH）能够从根本上消除电液并存调节系统迟缓率大、调节品质低、中间滑阀摆动等原始缺陷，并且由于数字式电液调节系统（DEH）运行所需油量较小可大大缩小油箱容积及管道直径，即可降低改造成本又可以降低油量的消耗从而降低日常维护成本。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].北京：北京化学工业出版社，2003.

[2]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

作者简介

张福双，男，1977年6月26日出生，2008年7月毕业于华北电力学院，学历大专助理工程师职称，现工作于神华国华电力公司从事汽机调速系统检修工作。