REXA 執(zhí)行器在抽背式汽輪機(jī)EH 系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉 剛，張 傲

(1. 華能營口熱電有限責(zé)任公司設(shè)備管理部，遼寧營口115000;2. 朝陽供電公司，遼寧朝陽122000)

0 引 言

抽背式汽輪機(jī)既具有抽汽式汽輪機(jī)的特點(diǎn)，同時(shí)也具有背壓式汽輪機(jī)特點(diǎn). 由鍋爐來的新蒸汽D1，經(jīng)過高壓調(diào)節(jié)閥門V1進(jìn)入高壓缸膨脹做功N1，高壓缸排汽分為2 路，一路抽汽，抽汽量為De，去熱用戶，另一路是流量D2，經(jīng)低壓調(diào)節(jié)閥門V2去低壓缸繼續(xù)膨脹做功N2，最后從低壓缸末級排出具有一定壓力的蒸汽供給另一熱網(wǎng).工作過程見圖1.

圖1 抽背式汽輪機(jī)工作過程

目前電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)型式多種多樣，但以高壓抗燃油純電液調(diào)節(jié)方式和透平油純電液調(diào)節(jié)方式最主要.這2 種系統(tǒng)均采用由外部供油的電液轉(zhuǎn)換裝置，對油質(zhì)的要求較高，油質(zhì)的污染，將會引起電液轉(zhuǎn)換裝置卡澀等故障，影響機(jī)組的安全性和可靠性.為了解決電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中存在的電液轉(zhuǎn)換器易于卡澀等問題，提出了把REXA 電液執(zhí)行器應(yīng)用在電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造中的透平油純電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案.

1 系統(tǒng)構(gòu)成

抽背機(jī)組EH 系統(tǒng)由以REXA 執(zhí)行器為核心的力驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和保護(hù)系統(tǒng)組成.

1.1 REXA 執(zhí)行器

REXA 執(zhí)行器是將電信號轉(zhuǎn)換為力輸出的轉(zhuǎn)換裝置，采用智能型機(jī)、電、液一體化執(zhí)行器(簡稱REXA執(zhí)行器，圖2).其既具有電動執(zhí)行器易于實(shí)現(xiàn)智能化、操作簡便的特點(diǎn)，又具有液動執(zhí)行器高精度、高可靠性、高壽命、負(fù)載能力大的優(yōu)點(diǎn). 控制器由智能可控電機(jī)和獨(dú)立、封閉、無閥液壓控制系統(tǒng)組成，采用高度集成化、模塊化、小型化設(shè)計(jì)，所有組件內(nèi)部集成，具有一體化結(jié)構(gòu).智能可控電機(jī)接受控制模塊的功能指令，控制動力模塊以線性位移大力矩輸出驅(qū)動被控對象，同時(shí)通過自身位移反饋，完成調(diào)節(jié)過程，實(shí)現(xiàn)各種控制功能.

圖2 REXA 執(zhí)行器構(gòu)成

1.2 力驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

針對抽背式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)，以REXA 執(zhí)行器、杠桿反饋機(jī)構(gòu)、錯油門和油動機(jī)組成力驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)組調(diào)節(jié)汽門的控制.如圖3 所示.

圖3 力驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1)加負(fù)荷過程.REXA 執(zhí)行器接受DEH 控制信號向上動作，杠桿以油動機(jī)活塞桿為支點(diǎn)，帶動控制連桿向上移動，錯油門滑閥在其下部高壓油的作用下跟隨上移偏離中間位置，使油動機(jī)在壓力油的作用下向開啟方向位移，控制調(diào)速汽門.在油動機(jī)向上動作的過程中，杠桿以REXA 執(zhí)行器為支點(diǎn)，帶動控制連桿下移，使錯油門滑閥回中，完成加負(fù)荷過程.

2)減負(fù)荷過程.REXA 執(zhí)行器接受DEH 控制信號向下動作，杠桿以油動機(jī)活塞桿為支點(diǎn)，帶動控制連桿向下移動，使錯油門滑閥偏離中間位置，油動機(jī)在壓力油的作用下向關(guān)閉方向位移，控制調(diào)速汽門.在油動機(jī)向下動作的過程中，杠桿以REXA 執(zhí)行器為支點(diǎn)，帶動控制連桿上移，錯油門滑閥在其下部高壓油的作用下跟隨上移回中，完成減負(fù)荷過程.

3)機(jī)組甩負(fù)荷或停機(jī)過程.機(jī)組甩負(fù)荷或緊急停機(jī)，迅速瀉放錯油門滑閥下部油壓，錯油門滑閥在其上、下油壓差的作用下，以及在REXA 執(zhí)行器置零、向減負(fù)荷方向快速動作的過程中，使其迅速偏離中間位置，關(guān)閉調(diào)速汽門，抑制機(jī)組轉(zhuǎn)速的過度提升.

1.3 超速限制系統(tǒng)

由冗余OPC 電磁閥和OPC 過渡閥組成OPC 超速限制閥組. OPC 電磁閥動作，瀉放OPC 控制油，開啟OPC 過渡閥，瀉放OPC 保護(hù)油，快速關(guān)閉調(diào)速汽門.危急遮斷滑閥動作，直接瀉放OPC 保護(hù)油快速關(guān)閉調(diào)速汽門.對于多只油動機(jī)的機(jī)組，將各油動機(jī)錯油門滑閥下OPC 保護(hù)油相連，同時(shí)受控于OPC 超速限制閥組和危急遮斷滑閥.如圖4 所示

圖4 超速限制系統(tǒng)

1.4 超速保護(hù)系統(tǒng)

設(shè)置冗余OPT 電磁閥，與手動和遠(yuǎn)方停機(jī)電磁閥并聯(lián)工作，OPT 電磁閥動作，通過危急遮斷滑閥，關(guān)閉主汽門和調(diào)速汽門實(shí)施停機(jī).如圖5 所示.

圖5 超速保護(hù)系統(tǒng)

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝、維護(hù)、調(diào)試方便.

2)轉(zhuǎn)換裝置無需外供控制油源，無需油凈化裝置，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu).

3)系統(tǒng)抗油質(zhì)污染能力、抗油源干擾能力強(qiáng)，具有較高的穩(wěn)定性.

4)提高了油動機(jī)錯油門的跟蹤力，利于防止滑閥卡澀，提高了工作可靠性.

5)系統(tǒng)定位精度高，定位精度不受機(jī)械摩擦、電源、油壓、油溫等條件的影響.

6)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用多重冗余設(shè)計(jì)，使機(jī)組具有較高的運(yùn)行安全性.

7)采用4 ～20 mA 標(biāo)準(zhǔn)控制信號，易于接受任何控制系統(tǒng)的控制信號.

8)可實(shí)現(xiàn)REXA 執(zhí)行器的在線維修或更換.

9)當(dāng)DEH 控制器故障或控制系統(tǒng)失電時(shí)，具有自動保位功能，保持閥位和負(fù)荷不變，因而在控制系統(tǒng)故障工況下，仍能保證機(jī)組發(fā)供電.

3 總 結(jié)

采用REXA 執(zhí)行器作為轉(zhuǎn)換裝置的EH 系統(tǒng)，已經(jīng)在新機(jī)組的設(shè)計(jì)和汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造中被廣泛應(yīng)用. 應(yīng)用機(jī)組的容量有:1 MW、6 MW、12 MW、25 MW、50 MW、75 MW、100 MW、145 MW、200 MW、320 MW、362 MW.機(jī)組的類型有:凝汽式、背壓式、一段可調(diào)整抽汽式、二段可調(diào)整抽汽式、三段可調(diào)整抽汽式、再熱式、超臨界機(jī)組以及驅(qū)動給水泵、壓縮機(jī)等汽輪機(jī).對低壓透平油DEH 系統(tǒng)的改造和配套具有借鑒意義.

［1］馬承民.汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)［M］. 沈陽:東北大學(xué)出版社，1995.

［2］金以慧.過程控制［M］.北京:清華大學(xué)出版社，1993.

［3］王國棟，陳玉偉，李宏偉，等.REXA 執(zhí)行器在DEH 系統(tǒng)改造中的應(yīng)用［J］.科技信息，2010，(19):299.