CN108104884A - 涡轮机调节控制系统用纯机液式opc系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，包括DEH系统、用于主汽门速关的机械超速系统，所述用于主汽门速关的机械超速系统的危急遮断油路通过隔膜阀或机械换向阀加手动电磁阀与DEH系统相连接，实现纯机液式触发调节阀门快速关闭而不影响DEH系统正常运行的功能。本发明以纯机液方式实现强制速关调节阀，使调节阀门兼具主汽门的功能，从而达到设计中可选择取消主汽门或者增加一重保护功能的目的。

Description

涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统
技术领域
本发明涉及一种涡轮机调节控制系统，尤其是一种通过OPC动作实现调节的控制系统。
背景技术
涡轮机泛指叶轮机械。汽轮机是涡轮机的一种，典型的应用有汽轮机驱动发电机，即汽轮发电机组。以下以汽轮发电机组为例。
发电汽轮机一般配置有两类典型阀门，即主汽门和调节阀门。主汽门主要用于实现主蒸汽的开关控制，调节阀门则主要通过调节进汽量来实现转速和负荷的控制。
汽轮发电机组的超速试验有两种，一种是机械超速，一种是电超速。机械超速是靠飞环或飞锤动作泄去低压安全油来实现汽轮机主汽门快关的，动作转速一般在～110％额定转速左右。电超速一般有三种，一种是叫OPC(Over Speed Protection Controler，速度保护控制器)保护，通过OPC电磁阀动作实现调节阀门快关，动作转速为103％额定转速；一种是DEH(Digital Electro-Hydraulic Control System)电超速，通过电液伺服阀控制油动机动作实现调节阀门快关，动作转速为110％额定转速，一种是ETS(Emergency TrippingSystem)电超速，其接受来自TSI系统或汽轮发电机组其它系统来的报警信号或停机信号，进行逻辑处理，输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号，使ETS电磁阀动作，实现主汽门快关，动作转速也为110％额定转速。
简单的说，机械(液压)超速保护和ETS操纵对象是主汽门，主要用于在转速超过某设定值后使汽轮机跳闸停机；OPC的操纵对象是汽轮机的调节阀门，主要用于在转速达到某设定值时强制关闭调节阀，但不停机。
目前，尚无纯机液式的用于强制关闭调节阀的装置或系统存在主要问题如下：
1)汽轮机串联配置主汽门和调节阀门。相比只设置一种阀门，其蒸汽压力损失比较大，一定程度上降低了汽轮机的效率；
2)汽轮机串联配置主汽门和调节阀门，分别实现两种不同的功能，主汽门主要用于速关停机保护，调节阀门主要用于运行状态控制。调节阀门由DEH(电液调节系统)控制，难以采用纯机液方式实现强制速关。
3)对汽轮机的超速速关保护，一般认为必需保留机械(液压)方式。
为此，有必要发明一种调节阀的新型控制系统，在原有DEH系统基础上，增加纯机液方式实现强制速关的功能，即使调节阀门兼具主汽门的功能，从而达到设计中可选择取消主汽门或者增加一重保护功能的目的。
发明内容
本发明所要解决的问题：针对于汽轮机，一般因必需保留机械(液压)超速保护功能而在调节阀门之前另外设置主汽门，从而造成蒸汽压力损失的问题，而提供一种发明涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，即以纯机液方式实现强制速关调节阀，使调节阀门兼具主汽门的功能，从而达到设计中可选择取消主汽门或者增加一重保护功能的目的。
为实现上述目的，本发明的技术文案是：一种涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，包括DEH系统、用于主汽门速关的机械超速系统，所述用于主汽门速关的机械超速系统的危急遮断油路通过隔膜阀或机械换向阀加手动电磁阀与DEH系统相连接，实现纯机液式触发调节阀门快速关闭而不影响DEH系统正常运行的功能。
当机组超速时，所述机械换向阀左腔室压力油被切断，压力油经危急遮断油门装置切换后供给到机械换向阀的右腔室，使得滑阀左移，触发电磁阀动作，调节阀关闭，机组停机。
所述隔膜阀用于控制插装阀上腔室与油箱的连通状态；当机组正常运行时，所述隔膜阀由急遮断油门装置提供的压力油来维持隔膜阀处于关闭状态，当机组超速时，压力油被切断，隔膜阀开启打通插装阀上腔室与油箱的连通，使得插装阀上腔室失压，调节阀关闭，机组停机。
本发明的有益效果是：
本发明的“纯机液式OPC系统”相比原有“OPC系统”、“ETS系统”或“机液超速系统”具有以下优点：
1、原“机液超速系统”控制主汽门，不能控制调节阀门。即为实现机械超速，必需设置主汽门；
2、原“ETS系统”为电信号触发控制主汽门，一般认为不能完全替代“机液超速系统”的功能；
3、原有“OPC系统”为电信号触发控制调节阀门，并非纯机液式触发控制调节阀门，不同于“机液超速系统”的功能。
附图说明
图1为采用机械换向阀加手动电磁阀的纯机液式OPC系统示意图；
图2为采用隔膜阀的纯机液式OPC系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所示，一种涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，包括DEH系统10、用于主汽门速关的机械超速系统11、供油系统12。用于主汽门速关的机械超速系统11的危急遮断油路通过隔膜阀或机械换向阀13加手动电磁阀10-3与DEH系统10相连接。
如图1所示，汽轮发电机组的原DEH系统10主要由伺服阀10-1、油动机10-4、两个插装阀10-2及一个手动电磁阀10-3组成。伺服阀10-1各通道的启闭由机组的转速信号来控制，实现机组转速的动态调节。供油系统12的蓄能器12-1用以稳定压力油的压力及控制压力油的流量。压力油分三路，一路通过伺服阀10-1来控制油动机10-4，调节机械换向阀13的开度以控制机组运行转速，另一路经过节流阀10-5到两个插装阀10-2的上腔室，机组正常运行时使插装阀10-2保持关闭状态，还有一路压力油通往插装阀10-2的入口。手动电磁阀10-3用以关闭机械换向阀13，当手动电磁阀10-3触动时，插装阀10-2上腔室的压力油供给被切断，上腔室压力油回油失压导致两个插装阀10-2开启，一个插装阀10-2开启后使油动机10-4上腔的压力油与油箱连通，油动机10-4上腔失压，另外一个插装阀10-2开启后使油动机下腔与压力油连通，油动机10-4滑阀在上下压力差的作用下上移，关闭机械换向阀13，机组停机。机组原有的主汽门依靠压力油维持阀门的开启，压力油的供给由危急遮断油门装置11-1控制。当机组超速时，安装在转子上的危急遮断器11-2飞锤飞出，撞击危急遮断油门装置11-1上的挂钩，使得滑阀下移，切断主汽门11-3上腔室的压力油，同时打通下腔室与压力油的连通，在上下腔压差及弹簧11-4的作用下，主汽门11-3关闭，机组停机。
“纯机液式OPC系统”就是在原有的DEH系统和机械超速系统的基础上，通过机械换向阀13(如图1所示)或者隔膜阀15(如图2所示)，连通DEH系统10和机械超速系统11，引入一种纯机液方式控制调节阀的关闭。如图1所示，原通过危急遮断油门装置供给到主汽门的压力油路增加一路供向机械换向阀的左腔室，或者直接取消主汽门装置，将原供给到主汽门的压力油路直接供向机械换向阀的左腔室，电磁阀换为手动电磁阀。当机组超速时，机械换向阀左腔室压力油被切断，压力油经危急遮断油门装置切换后供给到机械换向阀的右腔室，使得滑阀左移，触发电磁阀动作，调节阀关闭，机组停机。与图1相比，图2利用隔膜阀15替代机械换向阀13,隔膜阀15用于控制插装阀10-2上腔室与油箱的连通状态。机组正常运行时，隔膜阀15由急遮断油门装置11-1提供的压力油来维持隔膜阀15处于关闭状态，当机组超速时，压力油被切断，打通插装阀10-2上腔室与油箱的连通，使得插装阀10-2上腔室失压，调节阀10-6关闭，机组停机。
本发明的“纯机液式OPC系统”包括但不限于图1和图2的结构，其核心技术在汽轮发电机组原有DEH系统的基础上，增加纯机液方式实现强制速关，同时可以取消主汽门装置，减小蒸汽压力损失，提高机组效率。通过图1中的系统结构对本发明进行具体的描述，但有必要指出的是，实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整进行具体实施是不需付出创造性劳动的。

Claims (3)

1.一种涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，包括DEH系统、用于主汽门速关的机械超速系统，其特征在于：所述用于主汽门速关的机械超速系统的危急遮断油路通过隔膜阀或机械换向阀加手动电磁阀与DEH系统相连接，实现纯机液式触发调节阀门快速关闭而不影响DEH系统正常运行的功能。
2.根据权利要求1所述的涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，其特征在于：当机组超速时，所述机械换向阀左腔室压力油被切断，压力油经危急遮断油门装置切换后供给到机械换向阀的右腔室，使得滑阀左移，触发电磁阀动作，调节阀关闭，机组停机。
3.根据权利要求1所述的涡轮机调节控制系统用纯机液式OPC系统，其特征在于：所述隔膜阀用于控制插装阀上腔室与油箱的连通状态；当机组正常运行时，所述隔膜阀由急遮断油门装置提供的压力油来维持隔膜阀处于关闭状态，当机组超速时，压力油被切断，隔膜阀开启打通插装阀上腔室与油箱的连通，使得插装阀上腔室失压，调节阀关闭，机组停机。
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