燃煤电厂300MW机组抗燃油系统的初步设计.doc

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1、 CHANGSHA UNIVERSICY OF SCIENCE & CECHNOLOGY 毕业设计（论文）题目： 燃煤电厂300MW机组抗燃油系统 的初步设计学生姓名： 王亮学 号： 200967090222班 级: 应化0902专 业： 应用化学指导教师： 汪红梅2013 年 6 月 燃煤电厂300MW机组抗燃油系统 的初步设计 学生姓名： 王亮 学 号： 200967090222 班 级： 应化0902 所在院(系): 化学与生物工程学院 指导教师: 汪红梅 完成日期: 2013年6月7日目 录摘要1ABSTRACT21 绪论31.1 课题背景31.2 抗燃油系统简介41.2.1供油系统5

2、1.2.1.1 EH油站51.2.1.1.1 EH油站工作原理51.2.1.1.1 EH油站元件6 1.2.1.2再生装置81.2.1.2.1再生装置图81.2.1.2.2 再生装置功能91.2.1.2.3再生装置的改造91.2.1.3抗燃油101.2.1.3.1正常运行时的几个主要指标，见下表参数：10 1.2.2执行机构131.2.2.1主气阀油动机工作原理141.2.2.2主气阀油动机部件151.2.2.3调气阀油动机工作原理161.2.2.4调气阀油动机部件171.2.3危急遮断系统171.2.3.1 AST电磁阀181.2.3.2 OPC电磁阀181.2.3.3 单向阀181.2.3

3、.4隔膜阀181.2.4油管路系统182 物料衡算192.1 设计参数192.1.1 设计依据192.1.2 供油装置参数192.2蓄能器容量校核计算202.3系统泄漏量计算212.4无缝钢管壁厚选择计算232.4.1 计算依据232.4.2 壁厚选择的计算233 设备243.1 主油泵的选型243.2油箱的设计考虑243.3冷油器选型及热量计算244 初步技术经济分析264.1 系统成本估算266 公用工程276.1 给排水276.1.1 本设计遵循以下标准、规范276.1.2 设计原则276.2 供电276.2.1 设计采用的标准规范：287 三废处理287.1 大气污染的控制287.2

4、生产过程中废水排放的污染控制267.3 噪音控制288总结29参考文献29致谢31 燃煤电厂300MW机组抗燃油系统的初步设计摘要大型汽轮机的调节系统要求具有良好的动态响应，为了提高油动机的时间常数，所以用提高供油压力来缩小油动机的尺寸（一般要到14MPa）。调节系统采用高压油后，各部件的间隙更小，对油的清洁度的要求更高，故采用封闭式单独供油，有利于提高调节系统的可靠性。 EH系统的功能是提供高压抗燃油并由它来驱动伺服执行机构。执行机构响应从控制器来的电指令信号,以调节汽轮机各蒸汽阁开度。EH系统使用的是高压抗燃油（EH油）是三芳基型的合成油，它具有高耐热防火性能，因而在事故情况下若有高压动力

5、油泄漏到高温部件上时，发生火灾的可能性大大降低。但是三芳基磷酸酯会发生水解和氧化导致抗燃油品质下降，严重时会导致伺服阀的故障，影响整个系统的安全运行。针对目前国内频发的EH系统故障，及抗燃油的品质裂化等问题，本文对燃煤厂300MW机组抗燃油系统进行了初步设计和过程模拟计算。提出了将硅藻土过滤器更换为离子交换树脂过滤器用于旁路再生装置。设计了燃煤电厂300MW机组抗燃油系统的工艺流程，进行了整个流程的物料衡算和热量恒算，初步估算了本系统设计所需经济成本。关键词：EH系统；高压抗燃油；工艺设计COAL-FIRED POWER PLANTS 30WM UNIT RESISTANT FUEL SYST

6、EM PRELIMINARY DESIGNABSTRACTThe large turbine regulation system requirements has a good dynamic response, in order to improve the time constant of the oil motive, so to improve the supply pressure to narrow the oil motivation size (generally to 14MPa).adjust the system uses high-pressure oil, the v

7、arious components of the gap is smaller, higher oil cleanliness requirements, it is a closed separate oil supply, will help improve the reliability conditioning system.EH function of the system is to provide high-pressure-resistant oil by it to drive the servo actuator. Implementing agencies in resp

8、onse to a command signal from the controller to the power to regulate the steam turbine steam Court, the opening degree.EH system uses high-pressure the anti fuel (EH oil) is triaryl-synthetic oil, it has a high heat fire performance, which in the case of accident if the high-voltage power oil leaki

9、ng into the high temperature components, the possibility of fire greatly reduced. Triaryl phosphate hydrolysis and oxidation lead to resistance to decline in fuel quality will lead to serious servo valve failure, affect the safe operation of the entire system.For domestic frequent the EH system fail

10、ure, fuel quality and anti-cracking, In this paper, coal-fired power plants30WM unit resistant fuel system for the preliminary design and process simulation. Celite filter replacement reproducing apparatus for bypassing of ion exchange resin filter. Design process of a coal-fired power plants 30WM u

11、nit resistant fuel system, the entire process of the material balance and heat constant operator, preliminary estimate of the economic cost of the system design required.Key words：The EH system; High-pressure-resistant oil; process design1 绪论1.1 课题背景随着机组功率和蒸汽参数的不断提高，调节系统的调节汽门提升力越来越大，提高油动机的油压是解决调节汽门提

12、升力增大的一个途径。但油压的提高、容易造成油的泄漏，普通汽轮机油的燃点低，容易造成火灾。在传统汽轮机和燃气轮机中都使用矿物油（自燃温度350）作为液压工质和润滑剂。20世纪50年代中期，由于液压油管和矿物油喷泄到热表面上而引发的火灾事故在世界范围内接二连三地发生，据资料统计显示，电厂火灾事故占电厂事故的75%以上。实践证明，抗燃油的自燃点较高，即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来，抗燃油还具有火焰不能维持及传播的可能性，从而大大减小了火灾对电厂威胁。抗燃油的最大特点是它的抗燃性，但也有它的缺点，如有一定的毒性，价格昂贵，粘温特性差（即温度对粘性的影响大），油品易劣化。所以一般将调节系统

13、与润滑系统分成两个独立的系统。调节系统用高压抗燃油，润滑系统用普通汽轮机油。目前，燃煤电厂300MW机组抗燃油系统主要存在着油品裂化快的问题，汽轮机调速系统所用的抗燃油都是由三芳基磷酸酯调配而成的，其与普通的矿物汽轮机油不同。磷酸酯抗燃油在高温高压下很容易发生水解。水解生成磷酸酯和酚，磷酸酯呈酸性并能反应生成低分子酸和老化产物，会使磷酸酯抗燃油的酸值升高，颜色变深，降低其使用寿命，从而使调速系统卡涩。34所以在使用中必须对油品采取有效维护措施，否则抗燃油油品会迅速列化，酸值升高，水分增加，颜色变深，给系统和机组埋下隐患，甚至可能造成超速或停机事故，严重影响安全生产。传统的再生装置包括一个硅藻土

14、过滤器和一个纤维素过滤器（精密过滤器）。硅藻土过滤器用于抗燃油的酸度控制，当抗燃油的酸度升高或受酸度影响的其它指标发生变化时，硅藻土过滤器需投入运行。但由于硅藻土是一种天然土，当抗燃油流经硅藻土过滤器后，杂质颗粒会进入到油中，使抗燃油的清洁度发生变化，所以要设置纤维素过滤器来过滤颗粒。纤维素过滤器是一个精密过滤器，用于滤除抗燃油流经硅藻土过滤器后产生的杂质。但这些杂质大小尺寸不等，形状千差万别，使用过滤器很难一次滤除。通常配备的纤维素过滤器的过滤精度为375，过滤后仍有1.3%的杂质存在于抗燃油中，这些杂质足可以引起伺服阀发生卡涩故障。另外，硅藻土作为一种吸附剂，处理酸的能力也十分有限，对处理

15、低酸度的抗燃油才有效果。当酸值超过0.2后，处理起来就比较困难，往往需要更换几个硅藻土滤芯才能起到效果；当酸值超过0.3以后，硅藻土就无法处理了。同时，硅藻土会释放出钙、镁和铁等金属离子，金属离子会导致抗燃油电阻率下降。而且硅藻土失效以后，会与抗燃油中的酸性物质发生反应形成凝胶状的磷酸金属盐衍生物，该凝胶状物质会造成伺服阀粘结，引起伺服阀故障，并会使抗燃油的泡沫特性劣化。抗燃油中的水分含量过高会严重影响EH系统的正常运行。抗燃油中的水分在高温高压下会发生水解，造成抗燃油迅速降解，并产生凝胶状沉积。同时抗燃油水解时产生一种羟酸，羟酸又是水解的催化剂，促进进一步的水解，加速抗燃油的老化。另外，抗燃

16、油中的水分还会对金属产生锈蚀，腐蚀金属部件影响元件寿命，它产生的固体沉淀，还会影响抗燃油的颗粒度指标。所以，对抗燃油中水含量的控制对保持EH系统正常运行十分重要。目前的EH系统中缺乏对水分控制的有效手段，系统中的少量水分基本上依靠硅藻土过滤器吸收。硅藻土过滤器的吸水能力有限，且要求硅藻土滤芯装入系统前必须烘干，硅藻土滤芯一旦吸水之后会影响其处理酸性的能力。所以使用硅藻土过滤器吸收水分是很不经济的。综上所述，再生装置在EH系统中担负着抗燃油处理的重要职责，在EH系统中至关重要，但原来的再生装置无法满足系统使用要求，且还会带来负作用，对系统产生不良影响。所以，对原来的再生装置进行改造势在必行。针对

17、这一问题，本设计将抗燃油系统再生装置进行了改造，提出了用离子交换树脂过滤器,脱水过滤器分别代替硅藻土过滤器和纤维素过滤器。1.2 抗燃油系统简介EH液压控制系统是汽轮机数字式电液控制系统中的一个重要组成部分，主要包括：（1）供油系统EH油站、再生装置、抗燃油；（2）执行机构：高主油动机、高调油动机、中主油动机、中调油动机；（3）危急遮断系统：危急保安装置、隔膜阀；（4）油管路系统：油管路、高压蓄能器。执行机构执行挂闸和DEH的指令信号，以控制汽轮机各蒸汽阀门开度。危急遮断系统接受汽轮机所有的停机信号，当信号发出，危急遮断系统动作而快速关闭汽轮机所有气阀，或只关闭调节气阀，保证汽轮机正常安全运行

18、。油管路系统为各油压部件输送工作介质并将供油系统和执行机构连接起来，构成液压控制系统工作回路。EH系统工作原理35图如下所示，DEH给定一个开调门或加负荷的指令，经运算比较之后输出一正偏值电流，作用在伺服阀上，伺服阀动作，驱动油动机动作开启调门。35次调门位移经油动机LVDT反馈回DEH系统经行比较运算，直至其偏值电流为零后，调门停止移动，完成动作过程。关调门或减负荷的作用过程与上述过程相反。图1-1 EH系统工作原理图1.2.1供油系统供油系统是一个动力源，也是油液贮存和处理中心，系统通过它可以获得所必须工作介质高压抗燃油，供油系统由EH油站、再生装置、及抗燃油组成。1.2.1.1 EH油站

19、 EH油站做为EH液压控制系统动力源，主要功能是向EH液压控制系统提稳定的油压。它主要由油箱、出口组件、油泵组、吸油滤器、磁性过滤器、温度及压力开关、滤油系统和冷却系统等组成。1.2.1.1.1 EH油站工作原理油泵启动后，经过泵入口滤芯，将抗燃油吸入。36经油泵吸入提供的高压抗燃油，经过出口滤芯，一路进入高压蓄能器，向蓄能器充油；另一路进入和该蓄能器相连的EH液压控制系统中。充油过程中，系统流量逐渐减少，油压逐渐升高。当油压达到泵的调整压力时，泵的变量机构会起作用，从而改变泵的输出流量，直至泵的输出流量和系统流量相匹配时，泵的变量机构维持在某一位置，从而使系统油压稳定在设定值。当系统流量改变

20、，泵自动调整输出流量。而在系统瞬间需要大油量时，则主要由蓄能器供油。对应系统正常运行是的压力，泵的额定压力设为14.5MPa。当系统压力达到170.5MPa时，溢流阀动作，起到过压保护作用。1.2.1.1.1 EH油站元件 (1)油箱油箱本体设计为不锈钢材料，容积为900升。在油箱上装有一些液压部件：侧面有翻板式液位计（带液位变送器），压力表，PH仪表盒；顶上主要有液位开关， 油站出口集成块组件，空气滤清器等；各泵吸油口，油箱回油管和磁性过滤器则在箱体内部，底部安装了一个EH油加热器。油箱结构图如下：图1-2 油箱结构图 (2)油泵考虑系统工作的稳定性和特殊性，本系统采用进口高压变量柱塞泵，最

21、大流量 85L/min，并采取双泵并联工作系统，从而提高供油系统的可靠性，布置在油箱的下方，通过吸入滤网将油箱中的抗燃油吸入，以保证吸入压头。油泵出口的油经过压力滤油器，通过单向阀流入和高压蓄能器联接的高压母管，将高压抗燃油输送到各执行机构和危急遮断系统。泵输出压力可在021MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.015.0MPa，系统额定工作压力为14.5MPa。 (3) 油站出口组件a、 采用两只10微米的滤芯，安装方式为并联，安装在两台主油泵的出口处。b 、单向阀两只，安装方式并联，安装在两台主油泵的出口侧高压油路中。c 、一只溢流阀，安装在单向阀后的高压油路中。当系统油压

22、高于泵的设定值时，溢流阀动作，起过压保护作用。d 、两只截止阀，安装在两台主油泵出口侧的单向阀后的高压油路上，运行时均打开。关闭其中的一个截止阀，可对该路的滤油器，单向阀及泵等进行检修或更换。 (4)磁性过滤器油箱内回油管口侧下面，装有一组永久磁钢组成的磁性滤器，用来吸取液压油中的金属微粒。 (5)蓄能器25L高压蓄能器一组，装在油箱侧面，并与泵和系统相连，用来吸收泵出口压力的高频脉动分量，维持油压平稳。蓄能器上有一个进油和一个回油截止阀，通过此二个阀门可将蓄能器与系统隔离并放掉蓄能器中的高压油和氮气，可以进行在线检修。 (6)冷油器冷油器二只，立在油箱旁，冷却水在管内流过，液压油在冷油器外壳

23、内环绕管束流动。冷却水的通断由电磁水阀控制，也可以手动控制。 (7) pH仪表接线盒a、 二只压差开关：感受油泵出口滤芯的压差。当压差达到设定时，压差开关发出报警信号，说明滤芯已被堵塞，需要清洗或更换。b 、一只回油压力开关:感受压力回油管路中的油压，当压力达到设定值时，接点闭合，压力开关发出报警信号。c 、一只连锁压力开关（双触点）：感受系统压力过低值，当压力达到设定值时，接点闭合，连锁并启动备用油泵。d 、一只高压力开关（双触点）：感受系统压力过高值，当压力高至设定值时，接点闭合，发出报警信号。e、一只油压低压力开关（双触点）:感受系统压力过低值，当压力低至设定值时，接点闭合，发出报警信号

24、。f、 一只压力变送器：将021MPa的压力信号转换成420mA的电流信号，此信号可送到DEH或DCS,用以远方监视控制EH油压。g、 一只电磁阀：接在节流孔后，可在线试验备用油泵。当电磁阀通电动作泄油时，节流孔后的油压降低，连锁压力开关动作并启动备用油泵。此试验也可通过与电磁阀并联安装的手动阀来进行。 (8)温度控制回路温度开关感受油温信号，通过控制继电器，操作电磁水阀动作。当油箱温度超过上限值57时电磁水阀打开，冷却水流过冷油器；当油温下降到下限值37时电磁水阀关闭。 (9)浮子型液位开关浮子型液位开关安装在油箱顶部。当液位改变时，浮子便推动其上的微动开关，与对应油位发出高、低油位报警信号

25、。在低油位时发出遮断信号停EH主油泵。 (10)回油逆止阀装在靠近油箱的压力回油管路上，当滤油器或冷油器堵塞以及回油压力过高时，回油直接通过该阀回到油箱 (11)回油过滤器回油过滤器组件装在油箱旁边的压力回油管路上，内置一个3m的滤芯。 (12)油站冷却系统在油站中设置了一套独立的冷却系统，以确保在任何情况下，油箱内的油温都能控制在正常的工作范围内。冷却泵可以由温度开关自动控制，也可以由pH仪表接线盒上的按钮手动控制。1.2.1.2再生装置1.2.1.2.1再生装置图 图1-3 再生装置图1.2.1.2.2 再生装置功能再生装置安装在EH油站旁，是一套独立的循环系统，该装置可用来存储吸附剂并能

26、使抗燃油得到再生，使油液变的更清洁并保持中性、去除水分等。再生装置每个滤器上装有一个压力表，当油温在4345之间，而任一个滤器的压差高达设定值时，就需检修该装置，关闭管路阀门，打开滤器盖，便可更换其内的吸附剂。1.2.1.2.3再生装置的改造 （1）将硅藻土过滤器更换为离子交换树脂过滤器离子交换树脂是最新的抗燃油处理技术，通过吸附作用吸收抗燃油中的酸性物质，其处理酸的能力是硅藻土的7倍，可以处理高酸度的抗燃油。使用离子交换树脂过滤器替代硅藻土过滤器，可以大大提高抗燃油酸度的处理能力。改造后装置有如下优点：a.除酸能力为5.68克摩尔当量，高于硅藻土700%，高于活性氧化铝和改性氧化铝250%。

27、b.不会释放出金属离子，因此不会与磷酸酯发生反应产生凝胶状的磷酸金属盐，不会发生伺服阀粘结故障。 c. 提高了磷酸酯抗燃油的电阻率，避免了元件发生电化学腐蚀。d. 用球状离子交换树脂，颗粒均匀不会产生泄漏，不会造成抗燃油颗粒污染。 e. 通过吸附作用处理抗燃油中的酸性物质，处理过程中不会产生水分，因此不需要真空脱水。f. 离子交换树脂以滤芯的形式在市场上销售，滤芯的规格尺寸与硅藻土相同采用完全的不锈钢结构，不会对油质产生不良影响，工作压力可达1.0MPa。g. 用过的离子交换树脂滤芯可做再生处理，不会对环境造成污染。h. 可以减少油的消耗量，节约换油的成本。 （2）脱水过滤器代替纤维素过滤器传

28、统EH系统中配置的纤维素过滤器是一个375的精密过滤器，只具有颗粒过滤的功能。将其更换为脱水过滤器，具有脱水和颗粒过滤两重功能。脱水过滤器的滤芯采用进口产品，是由玻璃纤维和吸水玻璃纤维结合而成。当抗燃油通过脱水滤芯时，油中的水分就会被滤芯中的亲水材料吸收，形成凝胶体。具有很高的稳定性，即使压力升高水分也不会逸出，脱水效果达500ppm以下。另外脱水滤芯还相当于一个3200的精密滤器，对颗粒的过滤效果也大大的优于传统的纤维素过滤器。经过创新改造后的再生装置具有除酸、脱水、精密过滤三重功能。可根据需要投入不同的工作模式：除酸过滤、脱水过滤、除酸脱水过滤。可以彻底解决抗燃油的油质问题，保证机组安全运

29、行。1.2.1.3抗燃油本系统采用的工作介质是一种抗燃性的液压油即磷酸酯型抗燃油，其正常工作温度为3060。1.2.1.3.1正常运行时的几个主要指标，见下表参数：表2-1 运行中抗燃油指标 试验 使用极限 含氮量 最大100PPm 含H2O量 最大0.10%（体现百分比） 中和性指数（酸值） 最大0.10（毫克KOH/克） 杂质含量（颗粒数） ASE 2级或NAS 5级 电阻率（OHM/cm） 51091.2.1.3.2新抗燃油的特性指标，见下表参数：表2-2新抗燃油特性指标粘度(ASTMD445-72)1000F赛波粘度（saybolt）(38)220SUS2100 F赛波粘度（saybo

30、lt）(100)43SUS粘度指数0比重600F(60)1.142流动点OF0最大含水量WG%0.03最大含氮量ppmn（X射线荧光分析）20闪点（ASTMD92-72）(开式杯)246燃点（ASTMD92-72）(开式杯)352自燃温度（ASTMD286-58）566酸度（毫克KOH/g）0.03最大发泡（起泡沫）毫升10最大色度1.5颗粒分布（SAEA-6D tentative）3级水解稳定性小时合格电阻率12109热膨胀系数在600F（16）时0.00038在1000F（37）时0.00054空气夹带量(ASTMD3427)分钟1.0 1.2.2执行机构执行机构是EH系统中的重要部件，它

31、直接控制汽轮机各蒸汽阀门的关闭及阀门的开度。本系统共有12只执行机构；2个高主油动机，6个高调油动机，2中主油动机，2个中调油动机。图1-4 开关型油动机结构图1.2.2.1主气阀油动机工作原理主油动机为单侧进油油缸，它的开启由高压抗燃油驱动，关闭是靠操纵做上的弹簧。因为油动机为开关型结构，所以油动机（即主汽阀）只能处于全开或全关的两种工作状态。挂闸后，高压抗燃油经过截止阀、电磁阀和节流孔进入油缸下腔，油缸下腔油压升高，克服弹簧力，将油动机（即主汽阀）逐渐打开，至主汽阀门全开。当电磁阀通电时，压力油则被切断，回油接通，油缸下腔的压力油经过节流孔、电磁阀接通压力回油，油缸下腔油压降低，主汽阀在弹

32、簧力的作用下逐渐关闭，直到阀门全关。高主油动机上装有卸荷阀。当汽轮机出现故障停机时，危急遮断系统动作卸掉危急保安油（AST），卸荷阀打开，快速卸掉油缸活塞下腔油，在弹簧力的作用下，阀门被快速的关闭。静态时遮断关闭的时间常数为0.150.3秒。 1.2.2.2主气阀油动机部件高主油动机主要由液压油缸、集成块、截止阀、滤网、二位四通电磁换向阀、卸荷阀、逆止阀等元件组成。其中，液压油缸与集成块相连接，其余部件则装在集成块上。由于以上各阀具有通用性，后面的油动机上各阀就不再叙述。(1) 液压油缸按照油动机与阀门连接方式的不同，油缸分为推理油缸的拉力油缸两种。即：当油缸活塞杆伸出去时打开阀门时，则称其为

33、推理油缸；反之，当油缸活塞杆缩进时打开阀门时，则称气味拉力油缸，其活塞尾部设计油液压缓冲装置，在机组快关时减少冲击。(2) 集成块将所有部件集成在一起，并通过内部通道经行连接的一个油路块。也是所有电气接点及液压接口的连接件。 (3) 截止阀从系统来的高压油经过截止阀到电磁换向阀（或伺服阀）去操作油动机，同过关闭该阀可切断高压油路，以便能在线更换（或检修）滤网、电磁换向阀（伺服阀）、卸荷阀和位移传感器等。该阀安装在集成块上，其控制原理同一般的针阀，可全开和全关，也可部分开启而起节流作用。(4) 滤网集成块中设置了滤网，以确保油质的清洁度，从而保证各元件及节流孔能正常工作。该滤网过滤精度为10微米

34、。(5) 电磁换向阀油动机上设置了一只电磁换向阀，这是一种常开型二位四通电磁阀，用做油动机活动试验用。电磁铁断电时，油路接通，高压油进入油缸下腔，阀门打开。电磁铁通电时，切断来油的同时，油缸下腔的油接通回油，在弹簧力的作用下，阀门开始关闭。(6) 卸荷阀卸荷阀装在油动机集成块上。它的作用是：当机组发生故障要停机时，危急保安（或脱扣）装置动作，使危急遮断油泄油失压，卸荷阀动作，油动机活塞下腔的压力油经卸荷阀快速卸掉，在操纵座弹簧力的作用下，阀门快速关闭。(7) 逆止阀集成块中装有两个逆止阀：一是只通向AST油总管（或OPC油总管），该逆止阀的作用是防止危急遮断母管上的AST油（或OPC油）倒流回

35、油动机；另一只逆止阀是通向回油母管，该阀的作用是防止回油管里的油倒流回油动机。当关闭油动机上的截止阀时，便可以在线检修（或更换）油动机上的电磁阀（或伺服阀）、卸荷阀，油缸、滤网等，而不影响其他气阀正常工作，而此在线检修只有在具有多阀功能的情况下才能进行。1.2.2.3调气阀油动机工作原理高调油动机装于阀门弹簧操纵座上，其活塞杆与阀杆相连，活塞运动时带动阀杆相应运动。动机为单侧进油油缸，其开启由抗燃油压力驱动，而关闭是靠操纵做上的弹簧力，高压油动机属于控制型，可以将油动机(或调节气阀)控制在任意的位置上。DEH给定调阀开大或者关小的指令，此指令作用在伺服阀上并使其动作，高压油便经伺服阀进入油缸活

36、塞下腔，克服弹簧力，活塞向上移动，并带动调节气阀使之开启，或者使活塞下腔的压力油通过伺服阀排出，在弹簧力作用下，使活塞下移关闭调节气阀。当油动机活塞移动时，装在油动机上的两个线性位移传感器同时被带动，并将油动机活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈送入DEH并与前面的DEH指令相比较，直至其运算结果为零，即作用在伺服阀上的指令后，伺服阀的主阀便回到中间位置，从而切断油动机下腔与高压油或回油的通道，此时，调阀便停止移动，停留在一个新的工作位置。高调油动机上装有一个卸荷阀，当汽轮机出现故障需要停机时，危急遮断系统动作并卸掉危急保安油和OPC油，卸荷阀打开，快速卸去油缸活塞下油，在弹簧力作用下，调

37、节阀门被快速的关闭。静态时遮断关闭时间常数为0.150.3秒。1.2.2.4调气阀油动机部件高调油动机主要由液压油缸、集成块、截止阀、滤网、伺服阀、卸荷阀、逆止阀和位移传感器等部件所组成。其中，液压油缸集成块与成块相接，而其余部件则装在集成块上。除伺服阀位和传感器外，其余部件已在前面有了说明，在此不在介绍。 （1）伺服阀伺服阀由一个力矩马达、两级液压放大和机械反馈部分组成。第一级液压放大是双喷咀和挡板部件，第二级放大是滑阀部件。当电气信号通过伺服放大器输入到力矩马达上时，其衔铁上的线圈中便有电流通过，并产生一磁场，在两旁磁铁的作用下，产生一旋转力矩，使衔铁旋转，带动两个喷咀中间的挡板转动。38

38、在稳定工况时，喷咀到挡板两侧的距离相等，所以两侧喷咀的泄油面积一样，导致加在喷咀两侧的EH油压相等。当信号输入时，衔铁在磁场中受力旋转带动挡板转动，转动后的挡板远离一只喷咀并靠近另一只喷咀，使其中一只喷咀的泄油面积减小，导致流量变小，即这只喷咀前的油压升高，而剩下的一只与其动作相反。这样就将初始的电气信号通过转变成力矩信号转变成为机械位移信号，机械位移信号最终再转变为油压信号。而现在的油压即挡板两侧的喷咀前油压，分别与下部滑阀的两个腔室相连通，所以，当喷咀到挡板两侧的距离不相等时，两个喷咀的泄油面积不等，即俩测油压不等，则滑阀在压差作用下移动，使滑阀所控制的油口关闭或开启，从而控制高压抗燃油经

39、由此处流向油动机活塞下腔，使阀门的开度增加，或者使活塞下腔通向回油，卸去活塞下腔的抗燃油，调阀在弹簧的作用力下调小或关闭。伺服阀滑阀中增设了反馈弹簧是为了增加调节系统的稳定性。除此之外，通过一定的机械零偏对伺服阀进行调整，如果伺服阀在运行中发生断电或者发生故障时，可以通过机械力量使滑阀动作，关闭调阀。 （2）位移传感器采用差动变压器原理的位移传感器是由芯杆、线圈、外壳等所组成，内部稳压、振荡、放大线路均采用集成元件，故具有体积小、性能稳定的特点。当铁芯动作上移时，次级线圈感应出的电动势经过处理后，转变成线圈与铁芯之间相对位移的电信号输出，负反馈给DEH控制系统。安装时，外壳固定不动，铁芯通过连

40、杆与油动机活塞杆相连，模拟油动机的位移输出的电气信号，也就是气阀的开度。为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装两个位移传感器。计算机按“高选”或其他选择的原则接受负反馈信号。1.2.3危急遮断系统危急遮断系统由危急保安器和隔膜阀组成。当汽轮机出现故障需要停机时，危急遮断系统动作并卸掉危急保安油（AST）和超速保护控制油(OPC)，关闭全部汽轮机蒸汽阀门，使汽轮机停机，以保证汽轮机安全。1.2.3.1 AST电磁阀AST电磁阀共有四只，它们受汽轮机停机信号的控制。正常运行时，电磁阀带点关闭，即堵住危急遮断母管上的AST油泄油通道，从而建立起危急遮断油压(AST)。当电磁阀失电打开，危急遮断

41、母管泄油，违纪者端由失压，导致所有蒸汽阀门关闭而使汽轮机停机。四只AST电磁阀时按串并联布置，只有当1、2和3、4两组中至少各有一只电磁阀动作，AST油压才会卸掉而停机。1.2.3.2 OPC电磁阀OPC电磁阀有两只，它们是受DEH控制器的OPC部分所控制，按并联布置。正常运行时，两只电磁阀都是常闭的，即堵住了OPC总管OPC油液的泄油通道，从而建立起OPC油压。当转速达到103%额定转速时，OPC动作信号输出，两个OPC电磁阀被励磁（通电）打开，使OPC母管OPC油压泄放，从而使调节气阀迅速关闭。1.2.3.3 单向阀该装置中有两个单向阀，安装在危急遮断油路（ATS）和超速保护控制油路（OP

42、C）之间，成为AST油和OPC油之间的转换接口。当OPC电磁阀动作，单向阀维持AST的油压不变，只卸掉OPC油。当AST电磁阀动作，AST油路油压下跌，单向阀打开，OPC油压也下跌。1.2.3.4隔膜阀高压抗燃油系统通过隔膜阀与润滑油系统相连接，当透平油油压力降到系统设定值时。隔膜阀通过EH油系统遮断汽轮机当汽轮机正常运行时，润滑油系统的透平油通过隔膜阀上面的腔室中，克服弹簧阻力，堵住EH系统危急遮断油母管通向回油的管道，使隔膜阀保停留在关闭位置，这时的油压力即危急遮断油压(AST)。39当润滑油保护系统动作并卸掉低压安全油后，隔膜阀在弹簧力的作用下打开，卸掉EH危急遮断油母管AST油，从而关

43、闭所有的蒸汽阀门。1.2.4油管路系统油管路系统主要有一套油管和两套高压蓄能器俩套低压蓄能器组成。油管可将油系统和执行机构连接起来，构成一个工作回路，并输送工作介质。蓄能器块上有一个进油和一个回油的截止阀，通过此二阀可将蓄能器与系统隔离并放掉蓄能器中的高压EH油，以便于进行在线检修。2 物料衡算2.1 设计参数2.1.1 设计依据本设计的基础数据查阅了大量相关资料，主要来源于参考文献和相关的电厂实际的生产数据。2.1.2 供油装置参数 不锈钢油箱900L 电机泵组二套主油泵，380V 30KW，恒压变量柱塞泵，最大流量85 l/min一套滤油泵，380V 0.55KW，叶片泵，流量20 l/m

44、in一套冷却油泵，380V 0.75KW，叶片泵，流量50l /min一组加热器220V 5KW 蓄能器：25升1组，40升2组，10升2组。 液位开关(浮子式)液位高报警560mm液位低报警430mm液位低低报警300mm液位低低遮断200mm 压力变送器420mA 压力开关压力高报警(63/HP) 16.2MPa压力低报警(63/LP) 11.2MPa压力低联泵(63/MP) 11.2MPa回油压力高报警(63/PR) 0.21MPa 压差开关(63/MPF ) 泵出口滤网压差高报警0.55MPa 温度开关油温低于20禁止启动主油泵启动冷却油泵57停止冷却油泵372.2蓄能器容量校核计算燃

45、煤机组300MW汽轮机油动机的数量12台，其中，高压主汽阀2台，高压调阀6台，中压主汽阀2台，中压调阀2台。 高压主汽阀油动机的油缸容积为:214DL=2143.1412.5=3.9L高压调阀油动机的油缸容积为:614DL=6143.140.852.0=6.8L中压主汽阀油动机的油缸容积为:214DL=2143.1412.0 =3.1L中压调阀油动机的油缸容积为:214DL=2143.141.53.5=12.4L一般最大油量取的有高、中压主汽阀同时动作（打开）时所需的进油量作为最大进油量。即最大进油量为:3.9L6.8L3.1L12.4L=26.2L玻义耳定律:据有关资料等熵气体系数n见下表。表2-1等熵气体系数 蓄能器加压减压完全排完时间 指数n 双原子气体 单原子气体 1min1.41.712min1.31.523min1.151.253min11设 11.77Mpa（相当于系统压力最低时）、P=9.02MPa冲氮压力机组蓄压器总容积为：440410=200L(2组40升高压蓄能器，2组10升低压蓄能器）EH油箱蓄压器容积:225=50L（1组25升蓄能器）蓄压器总的容积为：V250L取蓄能器减压时,取指数n=1.4(考虑快速关闭时)