CN106870484A - 一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，液压执行机构由执行器、液压供油单元、比例阀、闭锁单元、分级控制单元、蓄能器、安全控制系统和安全旁路系统组成。该控制系统使用USBCAN模块和USB7325采集卡，利用LabVIEW作为上位机编程环境，DBW型轿车AMT系统的参数采集监控系统，解决了多设备之间的时间同步及归一化、标准化问题，既可以辅助前期的AMT产品开发，又可以应用于后期的产品性能评估。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，适用于机械领域。
背景技术
旁路系统是300kW汽轮机组热力系统中的重要组成部分，它可以协调锅炉产汽量和汽轮机耗汽量之间的不平衡，改善启动和负荷特性，提高机组运行的安全性和灵活性。高压旁路阀BP用于过热蒸汽减压，并控制旁路蒸汽流量，以调节机前蒸汽压力，是汽机高压旁路主阀。正常情况下，蒸汽自身的压力和压力油将高压旁路阀关闭；发生故障时，靠油压将高压旁路阀打开，同时将减温水喷入高压旁路阀内。一旦主蒸汽压力超过高压旁路装置的设定值，高压旁路阀快速开启，并按机组主蒸汽压力进行自动调节，直到恢复正常值。所以对高压旁路阀的控制在汽轮机旁路系统中显的尤为重要。电液比例控制技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程的基本技术构成之一，它可以克服电一液伺服执行机构用于控制旁路阀位置时出现的“卡”、“堵”、“内泄大”三类故障。
发明内容
本发明提出了一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，使用USBCAN模块和USB7325采集卡，利用LabVIEW作为上位机编程环境，DBW型轿车AMT系统的参数采集监控系统，解决了多设备之间的时间同步及归一化、标准化问题，既可以辅助前期的AMT产品开发，又可以应用于后期的产品性能评估。
本发明所采用的技术方案是：所述控制系统的高压旁路阀由液压执行机构来控制。液压执行机构由执行器、液压供油单元、比例阀、闭锁单元、分级控制单元、蓄能器、安全控制系统和安全旁路系统组成。执行器为往复式双作用液压缸，活塞在油压的作用下移动，从而带动阀门开关。高压旁路阀的液压执行器系统可实现高压旁路阀的正常调节，也可在紧急情况下将高压旁路阀快速打开，使高压旁路阀具有启动、溢流和安全三项功能。左边部分为高压旁路阀控制系统。高压旁路阀用于自动控制高压主汽门前压力，根据主蒸汽压力测量值与压力设定值之差确定高压旁路阀的开启与关闭，二者之差为正时高压旁路阀开启；反之，高压旁路阀关闭。
经计算机处理后的欲开口汽阀的电气信号经过比例放大器放大后，在电液转换器比例阀中将电气信号转换成液压信号，使比例阀主阀芯移动，并将液压信号放大后，控制高压油的通道，使高压油进入液压缸活塞一腔，使液压缸活塞向下或向上移动，从而开启相应旁路阀门。液压缸活塞移动时，同时带动位移传感器，将液压缸活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面计算机处理送来的信号相比较，其比较结果作为比例放大器的输入信号。当该信号为0时，比例阀的主阀芯回到中间位置，不再有高压油通向液压缸任一腔室，此时阀门便停止移动，停留在一个新的工作位置。
本发明的有益效果是：该控制系统使用USBCAN模块和USB7325采集卡，利用LabVIEW作为上位机编程环境，DBW型轿车AMT系统的参数采集监控系统，解决了多设备之间的时间同步及归一化、标准化问题，既可以辅助前期的AMT产品开发，又可以应用于后期的产品性能评估。
附图说明
图1是本发明的高压旁路系统的液压系统图。
图中：1.油箱；2.透气器；3.温度及油位开关；4.风冷却器；5.油泵电机；6.管式单向阀；7.插装式溢流阀；8.高压滤油器；9.油泵；10.插装式溢流阀；1l.管式单向阀；12.蓄能器；14.电磁换向阀；15、16.冷却阀控制油缸；17.主汽阀控制油缸；18.带排汽的高压测点；19.压力继电器；20.高压球阀；2l.叠加式减压阀；22.快速关闭电磁换向阀；23.快速打开电磁换向阀；24.压力表；25、27.叠加式单向节流阀；26.叠加式减压阀；28.单向节流阀；9.1、9.2.比例方向阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，控制系统的高压旁路阀由液压执行机构来控制。液压执行机构由执行器、液压供油单元、比例阀、闭锁单元、分级控制单元、蓄能器、安全控制系统和安全旁路系统组成。执行器为往复式双作用液压缸，活塞在油压的作用下移动，从而带动阀门开关。高压旁路阀的液压执行器系统可实现高压旁路阀的正常调节，也可在紧急情况下将高压旁路阀快速打开，使高压旁路阀具有启动、溢流和安全三项功能。左边部分为高压旁路阀控制系统。高压旁路阀用于自动控制高压主汽门前压力，根据主蒸汽压力测量值与压力设定值之差确定高压旁路阀的开启与关闭，二者之差为正时高压旁路阀开启；反之，高压旁路阀关闭。
经计算机处理后的欲开口汽阀的电气信号经过比例放大器放大后，在电液转换器比例阀中将电气信号转换成液压信号，使比例阀主阀芯移动，并将液压信号放大后，控制高压油的通道，使高压油进入液压缸活塞一腔，使液压缸活塞向下或向上移动，从而开启相应旁路阀门。液压缸活塞移动时，同时带动位移传感器，将液压缸活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面计算机处理送来的信号相比较，其比较结果作为比例放大器的输入信号。当该信号为0时，比例阀的主阀芯回到中间位置，不再有高压油通向液压缸任一腔室，此时阀门便停止移动，停留在一个新的工作位置。
要在同一个图表上显示同时在不同设备上采集到的数据，由于前面提到的原因，在同一时间内采集到的数据个数是不同的，如曲线1每秒的采样个数为100，而曲线2每秒的采样个数为20，由于LabVIEW对数据是逐点显示的，如果两者在同一图表上显示，由于采样点数的不同，所谓标准化就是根据某一个标准来使同一时间段内的数据个数相同，标准化又分为两种情况，分别为插值法和删除法。如果规定每秒钟的数据个数都是100，则曲线2必须在1个数据后面插入4个数据，这4个数据的插入原则可以使用简单的线性插值法；如果数据的采样速率比较快，如每秒20个数据已经包含足够的信息，则将曲线1中的5个相邻数据删去4个。
所谓归一化，就是将不同范围内的数据，如采集到的CAN总线数据为8位数，而A/D采样的每个数据为16位数，如果要将它们显示于同一个图表中，由于相差太悬殊，其相互关系也不容易比较，故将它们或者向下归一化为8位数，或向上归一化为16位数，然后再进行比较。
Claims (4)
1.一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，其特征是：所述控制系统的高压旁路阀由液压执行机构来控制，液压执行机构由执行器、液压供油单元、比例阀、闭锁单元、分级控制单元、蓄能器、安全控制系统和安全旁路系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，其特征是：所述执行器为往复式双作用液压缸，活塞在油压的作用下移动，从而带动阀门开关，高压旁路阀的液压执行器系统可实现高压旁路阀的正常调节，也可在紧急情况下将高压旁路阀快速打开，使高压旁路阀具有启动、溢流和安全三项功能。
3.根据权利要求1所述的一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，其特征是：所述高压旁路阀用于自动控制高压主汽门前压力，根据主蒸汽压力测量值与压力设定值之差确定高压旁路阀的开启与关闭，二者之差为正时高压旁路阀开启；反之，高压旁路阀关闭。
4.根据权利要求1所述的一种基于电液比例阀的汽轮机高压旁路阀控制系统，其特征是：经计算机处理后的欲开口汽阀的电气信号经过比例放大器放大后，在电液转换器比例阀中将电气信号转换成液压信号，使比例阀主阀芯移动，并将液压信号放大后，控制高压油的通道，使高压油进入液压缸活塞一腔，使液压缸活塞向下或向上移动，从而开启相应旁路阀门。
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|---|---|---|---|---|
| CN110159362A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-23 | 南海发电一厂有限公司 | 一种汽轮机旁路控制系统 |
| CN111412025A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 华润电力技术研究院有限公司 | 一种汽轮机高旁系统状态监测方法及系统 |
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| CN111412025A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 华润电力技术研究院有限公司 | 一种汽轮机高旁系统状态监测方法及系统 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |