重慶普惠斯調節閥
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某熱電廠25MW機組上自容式執行器的應用與故障分析

類別:調節閥附件 | 作者:朱永波 | 發布日期:2018-08-14 11:51:22

        電廠中的自容式液壓執行器在整個DEH控制系統中是一套獨立的系統,它通過油泵、蓄能器、電磁閥、機械杠桿、凸輪、彈簧等機械連接,接收來自控制系統DPU的指令,實現對進入汽輪機的蒸汽和抽汽流量的控制。從而實現對汽輪機的轉速、功率、汽壓等最終目標的控制。執行器主要由油站和執行機構2個部分組成。 重慶普惠斯

1、油站的組成部件及工作原理

(1)油站的組成部件 本文來自重慶普惠斯閥門

    自容式執行器油站主要功能是向整個系統提供合格的動力油。它主要包括:油箱、三向交流電機、蓄能器、齒輪泵、吸油濾油器、泵吸油口低壓球閥、泵出口高壓濾油器、板式單向閥、電磁換向閥、截止閥、壓力變送器、冷卻器、冷卻水用球閥、回油濾油器、磁性過濾器、排污閥等設備。

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(2)油站的工作原理

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    齒輪泵啟動后(最大流量為7L/min),經過吸油濾油器從油箱中吸入抗磨油。從齒輪泵出來后的壓力油,經過油站出口組件(截止閥、單向閥、濾油器、溢流閥)一路進入蓄能器,即向蓄能器充油;另一路進入和該蓄能器相連的執行機構中。 copyright cqphs.com

    在充油過程中,系統流量會逐漸減少,油壓開始緩慢升高。當油壓升到系統工作壓力的高限時(16MPa),電磁換向閥通電使齒輪泵出口連通油箱,齒輪泵進入空載運行狀態,供油由蓄能器完成。 重慶普惠斯閥門

    在只有蓄能器供油的工作狀態中,蓄能器油壓逐漸消耗。當油壓降到系統工作壓力低限時(12MPa),電磁換向閥失電使齒輪泵出口與蓄能器及執行機構連通,再次進入充油過程。 重慶普惠斯閥門

    系統工作油壓在12~16MPa,這不是油壓在波動,而是重復充油的正,F像。

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    電磁換向閥失電充油,是為了保證在電磁閥斷電等故障情況下,系統供油不間斷。 重慶普惠斯閥門

    齒輪泵間段性進入空載運行狀態,是為節能及增強電機齒輪泵的使用壽命考慮的。 copyright cqphs.com

2、執行機構的組成部件及工作原理

    執行機構是自容式執行器系統中的重要部件,不同系統執行機構數量不同,但是結構相同:純凝機組配1個執行機構,單抽機組配2個執行機構,雙抽機組配3執行機構。3#機組是背壓式機組,機組配了1個油動機。

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(1)執行機構的組成部件

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    執行機構包括:背壓單向閥、伺服閥、液控單向閥、電磁換向閥、插裝閥、油缸、位移傳感器。 內容來自cqphs.com

(2)工作原理

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    執行機構為雙側進油油缸。其活塞上行,由上下腔推力差驅動;而活塞下行,是將下腔液壓油排出,靠上腔推力驅動。執行機構可控制在任意的位置上。 內容來自cqphs.com

    DEH控制系統給定調閥開大或者關小的指令,此指令作用在伺服閥上并使其動作后,高壓油便經伺服閥進入油缸活塞下腔,活塞下腔油壓作用面積大于上腔,克服上腔壓力,活塞向上移動,并帶動調節汽閥相應動作,或者使活塞下腔的壓力油通過伺服閥排出,在上腔壓力作用下,使活塞下行,并帶動調節汽閥相應動作。當油動機活塞移動時,裝在油動機上的2個線性位移傳感器同時被帶動,并將油動機活塞的機械位移轉換成電氣信號,作為負反饋送入DEH并與前面的DEH指令相比較,直至其運算結果為零,即作用在伺服閥上的指令為零后,伺服閥的主閥便回到中間位置,切斷油動機下腔與高壓油或回油的通道,此時調閥便停止移動,停留在一個新的工作位置。 內容來自cqphs.com

    執行機構上裝有卸荷閥。當汽輪機出現故障需要停機或快速關閉時,OPC電磁閥動作使卸荷閥打開,分2種情況:①活塞上行關調門的組合:壓力油快速充入油缸活塞下腔,克服上腔壓力,調節閥門被快速關閉;②活塞下行關調門的組合:快速卸去油缸活塞下腔油,在上腔壓力作用下,調節閥門被快速地關閉。

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3、自容式執行器電氣控制原理

    自容式執行器電氣接線原理見圖1。

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自容式執行器接線原理

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圖1 自容式執行器接線原理

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  1. KM1.1、KM1.2表示觸發器KM1的2副接點,KM1.1在啟動運行后保持電機通電運行,KM1.2為監視電機運行的一副觸點。
  2. KA.1表示繼電器KA的一副接點。KB.1、KC.1、KD.1同;此類繼電器設計在DEH機柜中。KA,KC為遠程啟動泵,KB,KD為遠程停止泵。
  3. 雙泵聯鎖,當主泵故障或斷電后,副泵啟動;當泵站油源壓力低于10MPa時,副泵啟動實現雙泵運行。當出現雙泵同時運行狀態時,需人為切換主、輔泵,并檢修故障泵。
  4. 雙泵互為備用,為保證泵站連續可靠運行,建議1個月切換1次油泵,切換方法是先啟后停。
  5. M1與M2電源分別采用兩路不同母線380V電源供電。
  6. Y1Q、Y2Q為電源監視繼電器。
  7. BP1、BP2為旋轉開關,切換就地手動及遠程控制,并觸發遠程指示信號。

4、自容式執行器調試

(1)調試前應具備的條件 copyright cqphs.com

  • 液壓部件復裝及蓄能器充氮結束;油泵工作正常,無異常噪音和振動。
  • 壓力開關和壓力變送器等儀表校驗合格并復裝上。
  • 所有接線完畢,各電氣及熱工回路功能正常。
  • 油箱油溫控制在25~57℃
  • 透平油保安系統正常工作

(2)耐壓試驗

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    全開溢流閥。啟動1泵,逐漸旋緊溢流閥,將系統壓力調至17MPa,檢查系統泄漏情況。10min后,繼續旋緊溢流閥,將系統壓力調至20MPa,保壓3min,檢查系統所有各部件接口和焊口處,不應有滲漏、變形。

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(3)溢流閥的整定

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    耐壓試驗結束后,調整溢流閥,將系統壓力由20MPa調下至18±0.5MPa,并鎖緊安全閥。 重慶普惠斯閥門

(4)聯鎖試驗 copyright cqphs.com

  • 油泵聯鎖。將備用油泵的手動自動切換按鈕置于自動狀態:人為給主泵斷電,輔泵自動啟動,試驗成功,回復;打開截止閥,系統油壓降低至10MPa以下,備用泵啟動。主泵、輔泵切換,重復上述實驗。
  • 系統油壓低停機保護。打開截止閥,系統油壓下降。當壓力降到5MPa時,DEH開出打閘信號。

(5)執行機構試驗 copyright cqphs.com

  • 執行機構動作試驗。掛閘后,通過維修開關,給出閥位指令,使閥門在油動機的驅使下在上下極限位置間運動,此時記錄閥門的最大行程并應滿足設計要求。同時觀察閥門是否能靈活運動,無卡澀、爬行等現象。當LVDT已裝上但還沒調整好時,應注意不被碰傷。
  • LVDT調整。當調門處于全關位置時,固定好LVDT外殼,并使LVDT芯桿的零位環線對準外殼的端面,此時連接好芯桿并鎖緊螺母。當調門處于全開位置時,LVDT芯桿上的另1根環線不應超出外殼端面。
  • OPC電磁閥試驗。OPC電磁閥通電時,調門快速關閉。

(6)快關時間測定

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    將執行機構LVDT信號(或行程開關信號)接入光線錄波器(或其它合適的錄波儀),并將手動打閘信號接入光線錄波器作為快關的開始時間。開啟閥門至全打開位置。調整光線錄波器,將記錄速度放在100mm/s上,記錄精度為±0.01s。手動打閘后記錄下閥門的關閉時間。

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5、自容式執行器低壓部套的組成

    自容式執行器的低壓部套包括:壓力開關組件1套、關主汽門電磁閥組1套、主汽門活動試驗電磁閥組件1套。所有部套總成在一起,出廠時連接好內部管路,并配有相應的安裝支架,F場安裝時通過支架固定在汽機平臺的適當位置。 本文來自重慶普惠斯閥門

(1)關主汽門電磁閥組件 內容來自cqphs.com

    關主汽門電磁閥組件的作用是機組自動掛閘,自動開主汽門,完成主汽門嚴密性試驗。 copyright cqphs.com

    該集成塊由電磁閥1YV、2YV、單向插裝閥、節流孔以及壓力表等元件組成,配沖洗板。 本文來自重慶普惠斯閥門

    控制主汽門關閉或開啟,電磁閥1YV,2YV同時帶電,使主汽門上腔進油,下腔排油,主汽門活塞下移關閉啟動油的泄油口,安全油建立;在使電磁閥1YV,2YV同時失電,啟動油建立,使主汽門活塞上腔排油,下腔進油,機組掛閘完成,主汽門開啟。

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當安全油泄荷,通過插裝閥,啟動閥迅速泄荷,主汽門在彈簧作用下迅速關閉。

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(2)主汽門活動試驗電磁閥組件

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    主汽門活動試驗電磁閥組件的作用是完成自動主汽門活動試驗。

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    本集成塊由電磁閥3YV、節流孔以及壓力表等元件組成,配沖洗板。

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    當做主汽門活動試驗時,操作試驗按鈕,使電磁閥帶電,壓力油通過節流孔通入主汽門上腔,試驗活塞壓動主汽門活塞下移到試驗位置,試驗完成。電磁閥失電,主汽門回復原位。

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(3)壓力開關組件 cqphs.com

    判斷安全油是否建立,以判斷機組運行狀態;若在機組運行時,安全油消失則DEH會開出打閘信號給自容式執行器,關閉各個調門。

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    壓力開關的整定:3個安全油壓力開關的整定值為0.5±0.05MPa。 本文來自重慶普惠斯閥門

6、自容式執行器常見故障分析

(1)執行機構活塞無法上行(不含閥桿卡澀)原因為驅動活塞上行的力不夠,即進入活塞下腔的油壓不夠,排除管路的泄漏堵塞后,主要從相關元件泄漏堵塞入手。

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  1. 觀察系統油壓是否足夠驅動執行機構:正常工作時油壓應在12~16MPa范圍內,若不在此范圍,先檢查油系統是否有泄漏等故障,使系統油壓回復到正常。
  2. 檢查伺服閥閥芯位置,判斷是否出現卡澀:若閥芯位置是向活塞下腔供油的方向,并且活動正常,排出伺服閥故障,否則仔細檢查伺服閥及控制指令的輸出,條件允許可更換伺服閥試試。
  3. 若伺服閥問題排出,檢查液控單向閥是否卡死堵死。
  4. 檢查活塞上下腔是否串油。

(2)執行機構活塞無法下行 本文來自重慶普惠斯閥門

     直接原因為,驅動活塞下行的力不夠,即活塞下腔的排油不暢,排除管路的泄漏堵塞后,主要從相關元件泄漏堵塞入手。 本文來自重慶普惠斯閥門

  1. 觀察系統油壓是否足夠驅動執行機構:正常工作時油壓應該在12~16MPa范圍內,若不在此范圍,先檢查油系統是否有泄漏等故障,使系統油壓回復到正常。
  2. 檢查伺服閥閥芯位置,判斷是否出現卡澀:若閥芯位置是在向活塞下腔排油的方向,并且活動正常,排出伺服閥故障,否則仔細檢查伺服閥及控制指令的輸出,條件允許可更換伺服閥試試。
  3. 若伺服閥問題排出,檢查液控單向閥是否卡死堵死。
  4. 回油單向閥是否卡死堵死。
  5. 插裝泄荷閥是否泄漏過大。
  6. 檢查活塞上下腔是否串油。

(3)執行機構晃動 重慶普惠斯閥門

      執行機構晃動時,首先拔下伺服閥插頭,用伺服閥測試儀給伺服閥加上正負10mA電流,觀察油動機上下運動時是否有振動,如有振動需更換伺服閥。如果不振動,則要檢查位移傳感器。正常運行時,允許執行機構有幅值小于±0.5mm的低頻晃動。 copyright cqphs.com

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