汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化

任國峰

（哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

1 引言

在現(xiàn)代汽輪機上大量應(yīng)用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它由電子調(diào)節(jié)部分和液壓執(zhí)行部分組成。對新型汽輪機而言，在其制造時就配置調(diào)節(jié)系統(tǒng)；而對現(xiàn)役的汽輪機而言，可通過改造將原有的調(diào)節(jié)系統(tǒng)改為電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成部分

電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)由電子部分和液壓部分兩部分組成，前者為液壓傳感器和程序控技術(shù)綜合體，后者是液壓執(zhí)行機構(gòu)。

在電子部分和液壓部分之間的連接元件是電液轉(zhuǎn)換器，由電-機械轉(zhuǎn)換器、液壓放大器和滑閥組成。電-機械轉(zhuǎn)換器的特性在很大程度上決定了整個液壓部分的具體結(jié)構(gòu)。

3 液壓部份的結(jié)構(gòu)方案

3.1 配有備用調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

液壓調(diào)整器改變了一次放大油路中的排油狀態(tài)：為了開啟閥門，所有排油口均應(yīng)切斷；而為了關(guān)閉閥門，只要打開任一排油口即可。

3.2 無備用調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在此系統(tǒng)中，電液轉(zhuǎn)換器的滑閥同時也是斷流滑閥，致使液壓連接環(huán)節(jié)降到最少的程度。因此可以確保高質(zhì)量定位，并能在考慮到汽輪機的熱態(tài)、振動和經(jīng)濟性的情況下實現(xiàn)任何順序的閥門控制。整個系統(tǒng)由通用元件組成，簡化了元件的制造和技術(shù)維護，不要求對液壓部分進行調(diào)整。

4 對不同的電子部分系統(tǒng)的分析及其運行經(jīng)驗

各種系統(tǒng)的改進措施，大都已在具體的汽輪機上予以實施。

（1）應(yīng)用于所有K-500-65 型核電汽輪機和所有K-300-240 和K-500-240 型火電汽輪機的典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)

此類液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要缺點是：對轉(zhuǎn)速不靈敏；功率調(diào)節(jié)不等率的局部值彌散度較大；油動機脈動，導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)和配汽系統(tǒng)的零部件加速磨損；需要由液壓自動化方面的熟練專家進行調(diào)試。鑒于上述原因，出現(xiàn)了由液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)改為電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的趨勢。

（2）單一驅(qū)動裝置的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在改進為這種電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，要求其電子部份有最少的功能，并對其液壓部分進行修改，從而大大減少了液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺點。通過將液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的不穩(wěn)定元件置于保持工況，降低了系統(tǒng)的不靈敏度和油動機的脈動；有可能實現(xiàn)靜態(tài)性的線性化；由快速動作的電液轉(zhuǎn)換器替代汽輪機控制機構(gòu)來輸入各自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的指令。

但是，由于液壓回路的功能仍然占據(jù)較大比重，所以系統(tǒng)的不靈敏度不可能滿足目前的要求；盡管油動機的脈動和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)指令的處理不穩(wěn)定性有所降低，但仍然存在。

總之，改用單一驅(qū)動裝置的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，明顯提高了系統(tǒng)的性能，但電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性仍取決于其電子部份的狀態(tài)。

單一驅(qū)動裝置的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于電廠的汽輪機組。

（3）雙驅(qū)動裝置電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

采用雙驅(qū)動裝置電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，大大減小了電子部分特性對整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作的影響，因為每一套液壓驅(qū)動裝置都有其自己的電液控制組件，并帶有對液壓驅(qū)動裝置位置的電氣反饋。

但是，雙驅(qū)動裝置電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)較昂貴，因為其中液壓部分的元件數(shù)量增多，所以電子部份的功能也相應(yīng)增多。

各種略有不同的雙驅(qū)動裝置電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)業(yè)已應(yīng)用于K-1000-60/1500、K-750-65/3000、K-500-60/1500 和K-325-4 型汽輪機。

（4）無備用液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

這種系統(tǒng)可以完全去掉或者幾乎完全去掉中間液壓環(huán)節(jié)，從而大大提高了工作的穩(wěn)定性，并提高了定位精度。帶有電機式電-機械轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)還有一個重大優(yōu)點，就有其中應(yīng)用了寬脈沖調(diào)制技術(shù)，只要通過精密傳感器（頻率傳感器、液壓驅(qū)動裝置位移傳感器等等）測得的參數(shù)稍有變化，就會瞬間產(chǎn)生巨大的作用力，使斷流滑閥位移，從而明顯減小了系統(tǒng)的不靈敏度，提高了定位精度。這一點對于液壓部分元件的摩擦力增大的情況（例如：用冷凝水作為工作介質(zhì)、油被污染、零件的機加工無法達到高精度和高質(zhì)量表面等等）特別重要。

無備用液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺點是：對傳感器、程控技術(shù)綜合體和電-機械轉(zhuǎn)換器的工作可靠性要求較高。帶有電機式電-機械轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的另一缺點是這種轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)廠家較少。

5 結(jié)論

電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有無可爭辯的優(yōu)點（如不靈敏度低、穩(wěn)定性良好、定位精度高、系統(tǒng)自動化程度高等等），所以在現(xiàn)代汽輪機中得到了廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)中液壓部分的結(jié)構(gòu)取決于電子部分的特性和可靠性、汽輪機的類型以及生產(chǎn)的可能性。

電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)適用于核電站。第一閥組的液壓驅(qū)動裝置都配有自己的控制機構(gòu)，當(dāng)電子部分出現(xiàn)故障時，可以投入備用的液壓系統(tǒng)。大功率高參數(shù)冷凝式火電汽輪機在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中采用電機式電-機械轉(zhuǎn)換器，無備用液壓系統(tǒng)。