汽轮机低压透平油纯电调液压系统
（培训讲义）培训讲义）
新华控制工程有限公司
二00六年二月
目 录
1、
2、 概述 采用碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统
2．1 125MW 汽轮机DEH 低压透平油纯电调液压系统
2．2 100MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统
2．3 12MW 单抽汽式汽轮机低压纯电调液压系统
2．4 采用DDV 阀的低压透平油纯电调液压系统
3、 低压透平油纯电调液压系统的主要部套
3．1 电液转换器
3．2 DDV 伺服阀
3．3 调节装置
3．4 DDV 阀调节装置
3．5 控制滑阀
3．6 油动机
4、 调试
4．1 电液转换器调试
4．2 DDV 阀调试
4．3 控制滑阀的调试
5、 主要故障原因及处理
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汽轮机低压透平油纯电调液压系统
1、 概述
汽轮机配备DEH 数字式控制器，驱动蒸汽阀门的执行机构采用低压透平油（一般油压1.0~2.0MPa）作为动力的纯电调系统称为低压透平油纯电调系统。
汽轮机DEH 低压纯电调系统由电气和EH 液压系统两部分组成。电气部分采用DEH 数字控制器，EH 液压系统部分包括供油系统、伺服系统和保安系统等。由于伺服系统执行机构采用低压透平油作为工质，所以这种低压纯电调无论配汽轮机厂新制造的汽轮机，还是老机组汽轮机调节系统的改造，其供油系统、油动机、配汽机构及保安系统仍用常规配置的设备，而不需要更改。主要是怎样为油动机配置电液转换器以及一些附属的部件。因此，汽轮机采用低压纯电调，使液压调节部分比较简单，改造方便、运行维护简单、制造成本及运行维护费用相对较低，所以，这种低压透平油纯电调一般适用于125MW 、100MW 、50MW 、25MW 等中、小容量的机组使用。
1999年开始，新华公司为了适应电力市场的需要，开发了采用力矩马达碟阀式电液转换器为电液接口的低压透平油纯电调系统。迄今为止，已在上汽厂新生产的135MW 及6MW 、50MW 、100MW 、125MW 、宝钢电厂日本三菱350MW 等老机组的改造上得到了应用，收到了良好的效果。同时，应用户的要求，我们也为各种类型的机组配置了采用DDV 伺服阀为电液接口的低压透平油纯电调系统，机组运行情况良好。
众所周知，低压透平油纯电调中的关键部件是电液转换器，新华公司采用的是力矩马达碟阀式结构，力矩马达应用美国BRIEN 公司的产品，结构简单，动态响应性能好。由于这种电液转换器的控制油口采用碟阀式结构，所以对油质的要求不苛求，能适应透平润滑油系统一般的清洁度水平，绝对不会产生卡涩现象，经过电厂长期运行考验证明，其性能好，使用安全可靠。由于它的优良性能，所以为低压透平油纯电调的开发和应用开创了广阔的前景。
新华公司现在具有A 型、B 型两种性能的碟阀式电液转换器及DDV 阀作为电调节系统的电液接口部套。A 型配上汽型油动机，B 型电液转换器是我公司最近新开发设计的产品，可以不用配置中间控制滑阀，而直接控制哈汽型油动机，DDV 阀一般使用于哈汽型机组。所以，可供任何类型的汽轮机采用DEH 低压透平油纯电调系统选择使用。
低压透平油纯电调系统的主要特点如下：
⑴ 调节系统采用DEH 数字式控制器，控制器与高压抗燃油纯电调系统基本相同。
⑵ 油动机采用低压透平油，由机组的供油系统供油，不需另外配置独立的供油装置。
⑶ 电液转换元件采用力矩马达碟阀式电液转换器，控制精度高、动态响应性能好，无滑阀卡涩部件，抗油污染性能好。
⑷ 油动机及与阀门联接的配汽机构可以保持原来的结构，使改造方便。
⑸ 采用DDV 阀作为电液转换元件构成的伺服控制系统，定位精确，具有很高的灵敏度和控制精度、动态性能与供油压力无关，但对油质的清洁度要求较高。
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⑹ 阀门管理部分：对于一个油动机带一只阀门的机组，如上汽135MW 机组的DEH 低压透平
油纯电调系统，可实现阀门管理功能，包括线性化处理，单/多阀方式，单/多阀切换。而对于一个油动机带2只阀门的机组，如上汽125MW 汽机，以及一只油动机通过凸轮配汽机构带动4只调节汽阀的机组，如哈汽厂、北重厂的50MW 、100MW 汽轮机的纯电调系统，调节汽阀仍按原机械设定的顺序逐个开启，用喷嘴调节方式控制机组运行，计算机完成线性化处理。
⑺ 系统具有失电保护功能，当DEH 失电，电液转换器无电信号输入时，力矩马达力矩为零，
电液转换器输出的控制油压跌至最小，使油动机关闭停机，保证机组的安全。
⑻ 系统采用LVDT 油动机位置反馈回路，使伺服系统的迟缓率小，定位精度高，能有效地克服
伺服回路内部各种干扰，提高整个系统的稳定性和控制精度。
2、 采用碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统采用碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统
汽轮机的类型很多，所采用的调节系统也是各式各样的，下面举几个比较典型的DEH 采用力矩马达碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统。
2．1 125MW 汽轮机DEH 低压透平油纯电调液压系统
125MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统见图2.1所示。
⑴ 调节系统主要部套配置
① 增加DEH-ⅢA 控制器（包括工程师站，操作员站），取消旋转阻尼、放大器、同步器、油
压换器等，将调节系统改用计算机控制。
② 增加4只A 型电液转换器，使之与原调节系统中的4只高、中压油动机组成一对一配置。 ③ 增加4只危急继动器，使安全油动作后，通过泄掉电液转换器控制油，关闭油动机。 ④ 每只油动机各配一只超速保护制控OPC 电磁阀，当汽机转速超到103%nH ，接受DEH 发出
的OPC 指令信号立即关闭调节汽阀，仰制转速飞升，防止动态超速。并自动控制机组在3000r/min稳定运行。
⑤ 每只油动机加装2只位移传感器，用作位移反馈。
⑥ 增设双筒滤油器一只，以提高对电液转换器供油油质的清洁度。
⑦ 在电液转换器的压力油供油管路上加装一只10L 蓄能器，起稳定油压作用。
⑧ 设置调节装置。由4只电液转换器、滤油器、蓄能器、截止阀、压力表等集成。
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⑵ 伺服控制系统工作原理
125MW 中间再热汽轮机设有2只高压主汽门，2只中压主汽门，控制高、中压主汽门的操纵座为开关型直动式，受安全油压控制。高压调节汽阀共有4只，其传动机构为杠杆提升式，汽阀I 、IV 以及II 、III 各由一只油动机加以操纵，各阀的开启次序由门杆上部的椭园孔控制。2只中压调节汽
换成相应的控制油压信号，该油压送入相应的油动机以准确地控制各阀门的开度，从而改变机组的转速或功率。
为了提高控制系统的可靠性，每个油动机安装两个LVDT 位移传感器，经高选后作为负反馈信号与阀位指令信号相加。由于两者的极性相反，实际相减，在阀位指令信号与LVDT 反馈信号相加后输入功放的信号为零时，功放的输出就保持在某一值，油动机便停止移动，并保持在一个新的平衡工况位置。
在功率放大器中配有PI 调节元件，可对系统进行PI 校正，参数可变。功放板输入为0~40mA（或5V ），经放大校正输出为0~400mA的电流以驱动力矩马达。电液转换器在力矩马达输入电流为0~400mA，其输出控制油压为0.07~0.4MPa。
高压油动机开启时的控制油压P E =0.10MPa左右，全开油压为0.28MPa 左右。在正常运行时，为了减小阀门节流损失，提高经济性，所以设计中压油动机在低负荷约30%额定功率以下起调节作用，大于30%额定功率时，中压油动机处在全开状态便不起调节作用。
⑶ 保安系统 保安系统
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① 原汽轮机的保安系统全部保留不改，包括2只机械危急遮断器及2只危急遮端油门、
试验油门、喷油试验装置、超速指示器、手动危急遮断装置、电磁阀等。
② 增加一只挂闸电磁阀及辅助油门，使汽机可以遥控复位，并开启主汽门。
③ 增加2只安全油压力开关，供DEH 作为复位指示及遮断联锁信号。
④ 将原电磁阀右侧的超保护电磁阀的二次油压接管改为接安全油管，使之与左侧的危急停机电
磁阀冗余配置并联使用，提高安全可靠性。
本机的伺服系统设计原理可推广应用于上汽厂生产的12MW 、50MW 、135MW 等各种类型的汽机。电液转换器采用A 型，与油动机采用一对一配置。
另外，该电液转换器与油动机也可采用一对二配置，即用一只电液转换器同时控制二只油动机工作。如我公司为宝钢自备电厂2台350MW 机组改造的低压透平油纯电调系统。伺服控制系统工作原理与前述相同，所不同的是伺服控制系统不采用油动机LVDT 位置反馈，而是在电液转换器的输出控制油路上增设一只压力变送器，采用油压反馈。所装LVDT 仅作为油动机位置指示用。
2．2 100MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统
哈汽厂生产的N100-90/535型100MW 凝汽式汽轮机。汽轮机的调节系统采用高速弹簧片式调速器，有一只受安全油控制的自动关闭器，4只调节汽阀由一只油动机通过凸轮配汽机机构驱动。油动机采用断流式液压反馈双侧进油，动力油压为2.0MPa 。
低压透平油纯电调系统如图2.3所示
⑴ 调节系统改造要点如下：
① 拆去调速器，跟随错油门，分配错油门、同步器、微分器、超速限制滑阀等部套。 ② 拆去原油动机反馈滑阀和反馈杠杆。
③ 增设DEH 控制器（包括工程师站、操作员站）。
④ 增设一只B 型电液转换器，其输出油压直接控制油动机。
⑤ 配备超速保护控制OPC 电磁阀。
⑥ 在油动机上加装双冗余LVDT ，作为反馈定位用。
⑦ 供电液转换器的压力油路上设置滤油器及蓄能器。
⑧ 增加挂闸电磁阀及两只安全油压力开关。
⑨ 保留原有的遮断电磁阀，另外再增配双冗余AST 电磁阀，以提高安全可靠性。
⑩ 增设可调节流阀，用以调整油动机错油门偏置。
⑪ 脉动油管路上设置截止阀一只，供切换脉动油进行调整试验用。
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⑵ 伺服控制系统工作原理
伺服机构原理如图2.4所示
图2.4 伺服机构原理图
经计算机运算处理后的阀位指令信号由伺服放大器放大后，输入电液转换器将电信号转换成液压信号，液压脉动油压信号控制油动机活塞移动，当活塞移动时，带动LVDT 位移传感器，将油动机的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与DEH 阀位指令信号相加，当输入伺服放大器的信号为零后，这时伺服放大器的输出就保持稳态值不变。电液转换器输出的脉动油压值也保持原稳态值不变，油动机便停止移动，并保持在一个新的工作位置。
在电液转换器中设有危急继动器，在汽机发生故障需要紧急停机时，安全油系统便动作，使危急继动器动作，泄去脉动油而使油动机迅速动作关闭相应的阀门。
当汽机转速超到103%nH ，接受DEH 发出的OPC 指令信号，使OPC 电磁阀动作，切断并泄去脉动油，立即关闭调节汽阀，防止动态超速。
⑶ 油动机静态调试
① 用三通切换阀（或截止阀）将油动机脉动油路切除
② 将电液转换器进行调试，（调试方式见主要部套一节中介绍）并使符合如下要求：
工作油压 P＝2.0MPa
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输入电流
控制油压 I＝150mA P E ＝1.0MPa左右
③ 然后用三通切换阀将电液转换器输出的控制油压切除。
④ 调整可调节流阀，使脉动油压P E =
⑤ 恢复三通阀正常工作位置。
⑥ 调整功放初值（约150mA 左右），使P E 为1.0MPa。
⑦ 伺服系统闭环试验。对伺服系统进行静态和动态调试。
本机伺服控制系统设计原理同样适用于原油动机采用液压反馈，脉动油压在稳态时为主油泵油压一半的机组，如哈汽、东汽、北重、武汽、南汽等各制造厂家生产的25MW 、50MW 、100MW 等各种类型的汽机。EH 系统中电液转换器采用B 型，与油动机采用一对一配置。
2．3 12MW 单抽汽式汽轮机低压纯电调液压系统
这里以上汽型12MW 单抽汽式汽轮机为例，介绍一种低压纯电调反油压控制方式的液压调节系统。
一般液压调节系统的设计，都是采用二次油压（哈汽型机组称为脉动油压）升高开启调门，二次油压降低关小调门的控制方式，这样利于安全。但是，对于某些早期制造的汽轮机液压调节系统，或者是因为配汽机构结构设计上的需要，目前仍有汽轮机厂生产的汽轮机采用二次油压（脉动油压）升高关小调节汽阀（称为反油压控制）的控制方式。现在，如果要将其改为采用力矩马达碟阀式电液转换器的低压纯电调系统，为了适于DEH 标准化，规范化生产控制，减少部套设置，提高系统的安全性和稳定性。我们为此专门设计配置了一只控制滑阀，使电液转换器输出的控制油压仍按升高（经由控制滑阀油压转换后成为油压降低）方向开启调门。
图2.5为12MW 双抽汽式汽轮机低压纯电调液压系统。该机设有一只主汽门，一只高压油动机，采用提板式开启6只调节汽阀，一只中压抽汽油动机。主汽门为开关型，高压油动机及中压油动机与其连结的配汽机构为二次油压升高关小调门的反油压控制方式。为此在每只电液转换器输出的控制油路上设置了一只控制滑阀。当电液转换器输出的控制油压P E 升高时，控制油压P E 作用在滑阀底部，克服滑阀上面的弹簧力，使滑阀上移，将控制滑阀套筒上的回油窗口面积开大，使由压力油经d 1节流孔后形成的二次油压P 2降低，油动机开大。
当电液转换器控制油压P E 降低时，则与上述动作过程相反。即设置了控制滑阀后，通过其将油压转换后，使电液转换器输出的控制油压P E 仍按升高开调门，P E 降低关调门的方式控制。
该机液压系统中所配置的其他部套，前面有关章节中已有介绍，此处不再复述了。
对于哈汽型汽机的低压纯电调液压系统，如油动机采用反油压控制方式，则也需设置控制滑 9 1×P 0=1. 0MPa ，并使油动机处于关闭位置。 2
阀。低压纯电调液压调节系统的原理如图2.6所示。但电液转换器要采用B 型，控制滑阀结构原理与上述完全相同，但窗口面积要根据脉动油压要求进行设计计算。
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图2.6 哈汽型汽机低压纯电调液压伺服系统（反油压控制）
2．4 采用DDV 阀的低压透平油纯电调液压系统阀的低压透平油纯电调液压系统
图2.7是具有一段可调整抽汽的哈汽型12MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统图。纯电调系统的电气部分采用DEH-ⅢA型控制器，控制器与液压系统的接口部件采用MOOG 公司生产的直接驱动式伺服阀-DDV阀。该机设有主汽门一只，采用开关型自动关闭器，受安全油控制。一只高调油动机及一只中压油动机各配置一只DDV 阀控制。纯电调液压系统改造要点及配置方式如下。 A 调节部分A 调节部分 调节部分 （1）
哈汽型汽轮机调节系统的油动机采用的是液压反馈断流式双侧进油油动机。为适配DDV
阀 控制，将油动机的液压反馈取消，油动机主要由错油门和油动机活塞两部分组成。 （2） （3） （4）
在油动机活塞杆上增设双冗余LVDT，作为油动机行程的反馈定位用。
DDV 阀与油动机一对一配置，所以，系统中为高、中压油动机共配置2只DDV 阀。 在每只油动机的脉动油路上分别设置可调节流阀，用以调整油动机的错油门偏置，使当
DDV 阀失电时，油动机能自动关闭。
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（5） 在DDV 阀压力油进口设置了一只双筒粗滤油器，再增设一只双筒细滤油器，精度为
20μm。
（6） 设置DDV 调节装置，将DDV 阀、细滤油器、OPC电磁阀，可调节流阀等组装。 B 保安系统部份B 保安系统部份 保安系统部份
保安系统为哈汽型汽轮机的传统结构，由二只机械式危急遮断器，危急遮断器滑阀，喷油试验装置，手动遮断滑阀、电磁遮断阀等组成。另外还设置了启动滑阀，可遥控操作启动阀进行挂闸，建立安全油，开启主汽门。除此之外，还增设如下部件：
（1）为每只高、中压油动机增设双联OPC 电磁阀，以限制甩负荷动态超速。
（2）增设冗余双联AST 电磁阀，它接受机组电气保护信号，当任何一只电磁阀动作泄附加保安油
时，通过危急遮断滑阀动作泄安全油及高、中压油动机脉动油，使机组停机。 （3）在安全油路上设压力开关2只，给DEH 信号，用于指示及联锁保护。
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C DDV阀电液伺服控制系统工作原理 阀电液伺服控制系统工作原理
采用DEH 数字式控制器突出的优点是能利用计算机的复杂算法,实现功率、抽汽压力的解耦控制，即保证调节的自治性能。调节过程有如下二种方式：
(1) 当电功率变化时，DEH接受转速信号，通过解耦后，发出阀位指令信号，经伺服放大器
放大后，由DDV 阀将电信号转换成液压信号，控制高、中压油动机同方向开或关，来增大或减小汽轮机的功率，而使抽汽量不受影响。
(2) 当中压抽汽量变化时，例如：中压抽汽量增加，使中压抽汽压力降低时，由抽汽压力变
送器将信号送入DEH，经解耦后，发出阀位指令信号，经伺服放大器放大后，通过高压DDV 阀控制高压油动机开大高压调节汽阀；通过中压DDV 阀控制中压油动机将中压调节汽阀（或旋转隔板）关小，使中压抽汽量增加，而不影响汽轮机的功率。如中压抽汽量减小，则调节过程相反。这样，就可以方便而准确地实现调节自治性。
为了提高控制系统的可靠性，每个油动机安装两个LVDT 位移传感器，经高选后作为负反馈信号，与DEH 阀位指令信号相加，由于两者的极性相反，实际上是相减。只有在阀位指令信号与反馈信号相加后，输入伺服放大器的信号为零时，这时DDV 阀的阀芯就回到中间位置，保持脉动油压P m不变，油动机活塞就稳定在一个新的工作位置。
3、 低压透平油纯电调液压系统的主要部套 低压透平油纯电调液压系统的主要部套 低压透平油纯电调液压系统的主要部套
汽轮机低压透平油纯电调液压调节部套主要包括电液转换器、DDV阀、控制滑阀、油动机等。 3．1 电液转换器 电液转换器
用于低压透平油纯电调的力矩马达碟式电液转换器如图3.1所示
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4、阻尼器5、节流孔6及壳体等组成。
在杠杆组件3上作用着力矩马达1和弹簧2的向下力，及控制油压P E 作用于碟阀4上的向上力。电调控制油压P E 是由压力油经节流孔流入后经碟阀4间隙排油而形成的。当DEH 控制器来的电流信号送入力矩马达的控制线圈时，在永久磁钢磁场的作用下产生的扭矩使力矩马达作角度变换，通过顶杆把力施加到杠杆组件3上，从而改变了碟阀的间隙而使控制油压P E 发生变化。当输入
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的电流信号增大，则力矩马达的力增加，碟阀间隙减小，使P E 油压增大；反之当输入的电流信号减小，力矩马达的力减小，碟阀间隙增大，则电调控制油压P E 便减小。从而通过油动机控制调节汽阀的开度相应开大或关小。
通过调整螺杆改变弹簧2的予紧力，可以改变控制油压P E 的初始值。阻尼器5起油压稳定作用。
力矩马达有两组线圈，每组阻抗为50Ω, 设计时采用并联连接，当输入力矩马达线圈电流为0~400mA时，对应于控制油压的变化约为0.07~ 0.4MPa。
另外，在电液转换器内还设置了危急继动器，它由活塞7、套筒8、压缩弹簧9等组成。在危急继动器活塞7上部作用着安全油，下部作用着控制油压P E 。当汽机紧急或正常停机泄去安全油时，活塞在弹簧力的作用下向上移动，打开活塞下部的碟阀泄油口，使控制油泄去，从而使调节汽阀与主汽门同时迅速关闭而停机。
电液转换器主要技术性能指标
•工作压力 1 ~ 2.0MPa •输入电流 0 ~ 400mA •输出控制油压 0.07 ~ 0.4MPa •力矩马达线圈电阻 2 × 50Ω •迟滞
这种电液转换器的优点是因为采用碟阀式结构，所以对油质的要求不高。力矩马达采用美国进口的原装件，结构简单、动态性能好。经电厂长期运行实践证明：其性能好，使用稳定、安全可靠。所以，是目前我国低压透平油（油压1.0 ~ 2.0MPa）纯电调系统最为优良的电液转换部件。
现在，新华公司有A 型及B 型两种结构的电液转换器，A 型主要配上汽型变油压控制油动机，B 型配哈汽型定油压控制的油动机。 3．2 DDV 伺服阀 伺服阀
DDV 伺服阀是MOOG 公司最新研制成功的新型电液伺服阀，它是一种直接驱动式伺服阀，简称DDV（Direct Drive Servo Valve的缩写），这种阀用集成电路实现阀芯位置的闭环控制。阀芯的驱动装置是永磁直线力马达。对中弹簧使阀芯保持在中位，直线力马达克服弹簧的对中力使阀芯在二个方向都可偏离中位，平衡在一个新的位置。 （1）DDV 伺服阀的特点：伺服阀的特点：
·采用高能的永磁直线马达，自带放大、驱动力大。
·当停电、电缆损坏或者紧急停机时，伺服阀均能自行回中、无需外力推动。
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·动态响应高，动态性能指标与供油压力无关。
调制（PWM）电流，震荡器就使阀芯位置传感器（LVDT）励磁。经解调以后的阀芯位置信号和指令位置信号进行比较，使阀芯位置控制器产生一个电流给力马达，力马达驱动阀芯，一直使阀芯移动到指令位置。阀芯的位置与指令信号成正比。伺服阀的实际流量Q 是阀芯位置与通过阀芯计量边的压力降的函数。
直线马达移动时必须克服高刚度弹簧所产生的对中力与外部的附加力（即液动力以及由污染引起的磨擦力）。在直线马达返回中位时，对中弹簧力是和马达产生的力同方向的，这就等于给阀芯提供了附加的驱动力。因此，这就使DDV 伺服阀对污染的敏感性大为下降。直线马达借助对中弹簧回中，不需外加电流。
DDV 阀有P、A、B、T、Y五个油口，A与B 为流量控制口（节流口），由阀芯控制。P口接压力油，T、Y为回油口。根据不同的接法，可构成滑阀机能：二位二通、三通、四通。
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（3） 634型DDV 阀主要性能指标 阀主要性能指标
1） 动作方式 永磁力马达直动式 2） 滑阀机能 三通、四通、二位二通 3） 阀最大流量 85 L/min 4） 最高工作压力 35 MPa 5） 控制器电源电压 24 VDC 6） 最大输入信号时电流 0.20 A
7） 指令信号 ±10VD C ，±10mA ，+4~+20m A 8） 测量输出信号 +4~+20m A 9） 阶跃响应0~100％ ＜20m s 10） 分辨率 ＜0.1％ 11） 迟环 ＜0.2％
12） 清洁度要求 NAS 不低于6级, ISO 不低于15/11 13） 油液温度范围 -20~+80℃ （4）DDV 阀对油质的要求
采用低压透平油纯电调系统、伺服控制系统的动力油仍使用机组的透平润滑油液压油源。众
所周知，油源的清洁度问题，直接影响到液压系统的正常工作，为此，引起了大家高度的重视。由于机组透平润滑油系统是一个开放式系统，在运行中油中带水，颗粒污染在所难免，所以很难使透平油保持较好的清洁度水平。
DDV 阀是美国MOOG 公司高压系列的伺服阀，阀芯与阀套合间隙很小，只有2-3μm左右，一旦发生卡涩现象，机组就不能正常运行。因此DDV 阀对油质的清洁度要求为NAS 不低于6级。为此，在DDV 阀压力油进口设置了二道滤油器：
⑴ 第一道为SWU-160X100 S Ⅲ 0.5双筒粗滤油器，单只流量为160L/min,精度为100μm。 ⑵ 第二道为SWU-160X20 S Ⅲ 0.5双筒粗滤油器，单只流量为160L/min,精度为20μm。
DDV 阀最大流量为85L/min,用于低压透平油系统，根据DDV 阀流量特性曲线，阀的压力降在
1MPa 时其流量约为40L/min左右。因此，实际运行时，双筒滤油器可以并联使用，或可单只投用，另一只作为备用。双筒滤油器装有切换阀，可以根据需要进行切换，进行在线维修。 3．3 调节装置 调节装置
在低压纯电调液压调节部套中，除了主要部件电液转换器，还有滤油器、蓄能器以及截止阀、压力表等附件。将这些部件组装在一起成为一只调节装置，如图3.3所示为供上汽125MW 汽轮机
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用的调节装置。这样不仅使结构紧凑，而且可以减少现场联接管路及接头，使油泄漏点减少，并便于安装调试维护。
4只电液转换器1安装在集成块11上，压力油、控制油、安全油等由集成块的内部油路联系，在每只电液转换器进口均有截止阀，如电液转换器发生故障，可以将其从系统中切除进行在线维修。面板上的6只压力表分别指示滤油器前后的压力油及每只电液转换器输出的控制油压值。
滤油器说明
电液转换器的压力油是经过双筒滤油器过滤后供给的，用以清除或阻止油中混入的机械杂质，防止阀芯卡涩，节流孔堵塞等故障的发生。
每只滤油器的流量为100L/min，过滤精度为150цm。在实际运行时两只滤油器可以并联使用，或单只投用，另一只作为备用。滤油器上装有切换手柄，可以根据需要进行切换，进行在线维修。
该滤油器还装有压差发讯装置，发讯器功率为220VAC、0.25A，它以开关形式对滤油器的堵塞作报警，当进出口压差达0.25MPa 时,即发出电讯号(可驱动声光或音响讯号)，此时应清洗或更换滤芯，以达到保护系统安全运行的目的。另外，在滤油器中还装有过压阀，当滤网上杂物附着过多，而使油流堵塞时，过压阀就会自动开启，使部分油不经滤网而直接通至滤油器出口，以暂时确保系统的正常运行。对于新安装机组，在机组油循环清洗结束后，应对滤油器进行检查，将滤网清洗干净后，方可投运使用。
蓄能器说明
在调节装置中设置了一只囊式蓄能器，其容积为10L，它接在滤油器出口的压力油管路上，用来吸收压力油的高频脉动分量，维持油压的稳定。
蓄能器通过一个集成块与压力油管路相连，集成块上装有截止阀，将进油截止阀关掉，回油截止阀打开，可对蓄能器进行检修，或充氮气。
蓄能器只能用干燥的氮气充气，在机组启动前进行调节系统试验时应先将蓄能器充氮，充氮压力应为主油压力的60％，即对于工作油压为2.0MPa 的机组，蓄能器充氮压力应为1.2MPa 左右。对于机组主油压为1.2MPa，则充氮压力为0.72MPa 左右。当长期停机后，机
组启动前应予检查蓄能器的压力是否正常。在机组正常运行时应定期检查，如发现氮气压力降低到
主油压的30％以下时，则应重新充氮气，以便影响调节系统正常稳定运行。
20
21
3．4 DDV 调节装置 调节装置
DDV调节装置如图3.4所示。将两只DDV 阀安装在集成块上，使压力油、脉动油、回油等由集成块的内部油路联系。同时将双筒细滤油器，2只双联OPC 电磁阀等组装在一起，成为一只
采用低压透平油纯电调系统、伺服控制系统的动力油仍使用机组的透平润滑油液压油源。众所周知，油源的清洁度问题，直接影响到液压系统的正常工作，为此，引起了大家高度的重视。由于机组透平润滑油系统是一个开放式系统，在运行中油中带水，颗粒污染在所难免，所以很难使透平油保持较好的清洁度水平。
DDV 阀是美国MOOG 公司高压系列的伺服阀，阀芯与阀套配合间隙很小，只有2-3μm左右，一旦发生卡涩现象，机组就不能正常运行。因此，DDV阀对油质的清洁度要求为NAS 不低于6级。为此，在DDV 阀压力油进口设置了二道滤油器：
（1）、第一道为SWU-160X100 SⅢ 0.5 双筒粗滤油器，单只流量为160L/min，精度为100μm。 （2）、第二道为SWU-160X20 SⅢ 0.5双筒细滤油器，单只流量为160L/min，精度为20μm。
DDV 阀最大流量为85L/min，用于低压透平油系统，根据DDV 阀流量特性曲线，阀的压力降在1MPa 时其流量约为40L/min左右。因此，实际运行时，双筒滤油器可以并联使用，或可单只投用，另一只作为备用。双筒滤油器装有切换阀，可以根据需要进行切换，进行在线维修。
该滤油器还装有压差发讯装置，发讯器功率为220VAC、0.25A，它以开关形式对滤油器的堵塞作报警，当进出口压差达0.15MPa 时，即发出电讯号，此时应清洁或更换滤芯，以达到保护系统安全运行的目的。另外，在滤油器中还设有过压阀，当滤网上杂物附着过多，而使油流堵塞时，过压阀就会自动开启，使部分油不经滤网而直接通至滤油器出口，以暂时确保系统的正常运行。
对于新安装机组，在机组油循环清洗结束后，应对滤油器进行检查，将滤网清洗干净后，方可投运使用。尽管为DDV 阀专门设置了二道滤油器，但由于机组的润滑油系统和油箱的容量很大，所以，滤油器可能会经常发生堵塞情况，致使需经常进行频繁的更换清洗工作。为此，对于采用DDV 阀的低压透平油纯电调系统的机组，透平润滑油系统应该考虑采用专门的油净化装置，使透平油清洁度达到规定的标准，以确保机组安全运行。 3．5 控制滑阀 控制滑阀
控制滑阀的结构原理见图3.5所示，它主要由壳体、套筒、滑阀、压弹簧等组成。滑阀下面
接电液转换器控制油P E ，当控制油压P E 升高时，克服上面的弹簧力使滑阀上移，将套筒上左、右对称的
两只回油窗口的面积开大，使由压力油经Φ5节流孔后形成的控制油压P 2降低。当P E 降低时，回油窗口的面积关小，则使P 2油压升高，所以通过控制滑阀，实现了控制油压由高变低，由低变高的转换。
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回油
图 3.5 控制滑阀
设计控制滑阀的特性一般如下： 上汽型汽机：
哈汽型汽机
3．6 油动机 油动机
油动机是带动汽轮机调节汽阀的执行机构，其种类很多。为了能对低压纯电调系统中的主要部套有整体的了解，所以对在汽轮机调节系统中应用比较广泛的三种典型的油动机的工作原理作简单介绍。
3．6．1 弹簧反馈断流式双侧进油油动机1 弹簧反馈断流式双侧进油油动机 弹簧反馈断流式双侧进油油动机 。
图3.6是上汽厂在125MW、50MW等机组上采用的弹簧反馈断流式双侧进油油动机工作原理图。
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电液转换器控制油压
控制滑阀输出P 2： 对应于油动机升程：
（压力油为2.0MPa）
油动机稳定时脉动油压为 电液转换器控制油压P E 约为 0.16 - 0.26MPa 0.28 – 0.12 MPa 0 – 全开
1.0MPa 0.18MPa
缩弹簧7、继动活塞8等组成。
从电液转换器来的控制油压P E 作用在继动器活塞1的上部。在稳定工况下，控制油压向下的作用力和动、静反馈弹簧的作用力相平衡。当P E 油压发生变化时继动活塞就产生移动。继动器下部的错油门2控制着油动机活塞的运动。在稳定时，错油门上部A 室的继动油压与错油门下部压缩弹簧的力相平衡。
当P E 油压升高时，将继动器活塞推动向下，使继动器活塞下部碟阀的排油间隙减少,则使继动油压升高，错油门就向下移动，高压油就进入油动机活塞下部，使油动机活塞向上移动，开调节汽阀。
在油动机活塞向上移动时带动杠杆4也向上移动，增加静反馈弹簧6的拉力，所以继动器活塞又向上移动，增大碟阀的排油间隙，使A 室中的继动油压降低，错油门在下部弹簧的作用下又向上移动，当错油门重新稳定在中间位置时，油动机活塞就停止运动，并稳定在新的工作位置。
当P E 油压降低，则动作过程与上述相同，但方向相反。因为在动态过程中，油动机的反馈作用是通过静反馈弹簧实现的，所以把它叫做弹簧反馈。动反馈弹簧的作用是提高油动机在动态过程中的稳定性。
在稳定状态下，错油门处在中间位置，所以A 室中的继动油压为常数不变，A室的油是由一个
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固定的节流孔供给的，为了维持A 室中的油压恒定不变，要求继动活塞下碟阀与错油门之间的排油间隙恒定不变。所以，在负荷变动时和错油门一样，继动器活塞的位置也是固定不变的，故静反馈弹簧6的变形仅仅是由于油动机活塞的位移所引起。
这种油动机的结构主要包括三个环节，即继动器，错油门和油动机活塞。三者都有时间迟延。由试验实测油动机时间常数约为0.3~0.5S 。
活塞的上下油室相通，第三油口为排油口，第六油口为脉动油室。当错油门处于中间平衡位置时，作用在错油门上下的油压作用力是平衡的。
即 P e F 1= P m F 2
式中： F 1 —— 错油门顶部的环形面积 F 2 —— 错油门底部的面积
P m —— 脉动油压
P e —— 主油泵油压
当错油门下部的脉动油压P m 增大时，错油门失去平衡而向上移动，高压油经套筒上的油口进入油动机活塞的下部，而活塞上部则与排油相接通，在活塞上下油压差的作用下，活塞向上移动，通
26
过凸轮配汽机构，开大调节汽阀。油动机活塞向上移动后，在活塞杆上的反馈斜槽也向上移动，于是反馈滑阀在其前后压差的作用下向左移动，关小进油口b，减少从反馈油口进入脉动油路中的油量，使脉动油压P m 下降，将错油门推回至稳定在中间位置，油动机活塞就停留在新的平衡位置。
反之，当脉动油压P m 下降时，其动作过程与上述相反，油动机活塞将调节汽阀关小。 3．6．3 套筒反馈单侧油动机
套筒反馈单侧进油油动机结构原理如图3.8所示，在我国这种油动机的结构最早见于宝钢发电厂1号日本三菱公司TC2F33.5型350MW 汽轮机调节系统。80年代中期开始被应用于上汽厂国产
由电液转换器送来的控制油压P E 作用于继动器活塞2的上部，在稳定工况下，P E 油压与继动器活塞上部拉弹簧1的拉力相平衡。在继动器活塞杆下端有4个油口，把错油门3上部的油室C 的继动油压P 3与排油相通。错油门活塞上部的继动油压是由高压油经错油门上φ3毫米节流孔供给。在稳定工况下，继动油压P 3与错油门下压弹簧8的紧力相平衡，使错油门处于中间位置，遮住了高压油到油动机活塞下部的进油口。
当P E 油压升高，继动器活塞克服拉弹簧的拉力而向下移动时，关小了继动器活塞杆下4个泄油口，使继动油压P 3升高，破坏了错油门的平衡状态，使错油门向下移动，打开通往油动机活塞
27
下部的压力油口，压力油从A 室通至B 室，使油动机活塞下部的油压升高，推动活塞杆上移，开启调节汽阀。
在油动机活塞杆上移的同时，通过反馈斜板5及反馈连杆6，将错油门套筒7压向下移，重新将油动机活塞下部的进油口关闭，从而使油动机活塞处在新的稳定位置，调节过程结束。
当P E 油压降低时，其动作过程与上述相反。 这种油动机与上述两种油动机相比，其主要优点是：
（1）、油动机的升程由反馈斜板通过连杆直接反馈于错油门套筒上，跨过继动器环节，所以控制精
度高、稳定性好。
（2）、单侧油动机开启靠油压力，关闭靠强力弹簧。因此，油动机快速关闭时不受主油泵供油流量
的影响，故油动机时间常数小，一般为0.2~0.3S。改善了机组的动态超速性能。 （3）、运行时如发生控制信号消失，压力油管破裂或者油源发生故障时，油动机靠弹簧力能自动关
闭调节汽阀，保证机组安全。
4、调试 调试
4．1 电液转换器的调试
对电液转换器的调试，主要测定力矩马达输入电流I 与电液转换器输出控制油压P E 之间的关系，并测定不灵敏度大小。A 型、B 型的调试方法基本相同，但整定值不同，下面分别加以说明。
4．4．1 A 型电液转换器调试
工作油压 透平油温 调试方法如下：
（1） 将力矩马达的两组线圈并联，并通入0~400mA可调模拟电流讯号。
（2） 在输入电流I ＝0时，调整力矩马达上顶杆，在完全松开时，再调整弹簧上螺杆。改变
弹簧的予压缩力，使输出控制油压P E ＝0.05MPa ，调整好后，将螺杆紧定。
（3） 随后调整力矩马达顶杆，使输出油压上升到P E ＝0.07MPa 左右，达到要求值后即用锁
紧螺母将顶杆紧定。
（4） 改变输入电流自0~400mA，每间隔一定值变化，记录相应P E 油压变化值自0.07~ 0.4MPa
左右。上下反复一次。或将油压接压力变送器，用X －Y 记录仪测取I －P E 特性曲线。
（5） 根据试验记录整理出I －P E 特性曲线，计算不灵敏度ε≤2%。特性曲线如图4.1
P ＝0.8~2.0Mpa t ＝40±5℃
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4．4．2 B 型电液转换器调试
工作油压 透平油温 调试方法如下：
（1） 将马达的两组线圈并联，并通入0~250mA可调模拟电流讯号。
（2） 在输入电流I ＝0时，调整力矩马达上顶杆，在完全松开时，再调整弹簧上螺杆。改变弹簧
的予压缩力，使输出控制油压P E ＝0.5MPa ，调整好后，将螺杆紧定。
（3） 随后调整力矩马达顶杆，使输出油压上升到P E ＝0.6MPa 左右，达到要求值后即用锁紧螺母
将顶杆紧定。
（4） 改变输入电流自0~250mA，每间隔一定值变化，记录相应P E 油压变化值自0.6~ 1.2MPa 左
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P ＝1.5~2.2Mpa t ＝40±5℃
右。上下反复一次。或将油压接压力变送器，用X －Y 记录仪测取I －P E 特性曲线。P E 为1.0MPa 时，相应电流为150mA 左右。
（5） 根据试验记录整理出I －P E 特性曲线，计算不灵敏度ε≤2%。特性曲线如图4.2所示。 4．2 DDV 阀调试
采用DDV 阀的汽轮机液压调节系统，调试时必须将DDV 阀与油动机，DEH 控制器等进行伺服控制系统联动调试。
DDV 阀指令信号为±10mA，在DDV 阀无信号输入时，调整可调节流阀，使脉动油压P m o比油动机错油门在中间平衡位置时的脉动油压P m 小0.05MPa 左右。即P m o＝P m – 0.5，这样错油门在关闭的方向就有一定的偏置，当DDV 阀失去指令信号时，可使油动机能自动关闭，以确保机组安全。 4．3 控制滑阀的调试
控制滑阀是电液转换器与反油压控制油动机之间的接口部件，因此，它必须与电液转换器和油动机一起进行联调试验。
4．3．1 配A 型电液转换器控制滑阀的调试
（1） 将A 型电液转换器按4.1节要求调试好。
（2） 改变电液转换器控制油压使P E =0.16MPa，调整控制滑阀弹簧的预紧力，使二次油压
约为P 2=0.28MPa。
（3） 调整油动机反馈弹簧，使油动机行程L=0
（4） 然后再改变电液转换器使P E =0.26MPa,这时P 2=0.12Mpa左右，油动机应能达到全开位
置。
（5） 然后控制P E 从0.16 – 0.26MPa，每隔一定值来回变化，测定P E 及油动机上升和下降的
行程变化，绘出 P E – L 静态特性曲线，并绘出P E – P2控制滑阀特性曲线。
（6） 计算油动机不灵敏度应小于2%
（7） 进行伺服控制系统联调试验，测取迟缓率特性曲线。
4．3．2 配B 型电液转换器控制滑阀的调试
（1） B 型电液转换器按4.1节要求调试好。 （2） 改变电液转换器控制油压使P E =0.18MPa。
（3） 调整控制滑阀弹簧预紧力，使油动机脉动油压P m =1.0MPa。（对于压力油为2.0MPa
的机组），油动机处于刚开启动作的位置。
（4） 然后与DEH 控制器一起进行伺服控制系统联调试验，测取迟缓率特性曲线。
30
5、主要故障原因及处理 主要故障原因及处理
5．1 电液转换器常见故障原因及处理方法列表如下: 序号 序号
故障现象 故障现象
发生原因 发生原因
处理方法 处理方法
打开盖板,用手按动力矩马达顶
1
输入电流I 改变时, 控制油压P E 不变化
杠杆板转动部份或阻尼器发生卡涩
杆,上下活动杠杆板,卡涩不能消失,应检查杠杆板转动部分,或阻尼器,加以清洗消除。
输入电流I 改变时，控2
制油压P E 很低或接近零。
1、 弹簧或力矩马达顶杆紧
3
控制油压P E 不稳定
定螺母松动。
2、 蓄能器充氮压力消失，主
油压波动影响。 力矩马达接线端子松掉，接触不好，或力矩马达损坏，线圈发生断路。 节流孔堵塞
如滤油器后压力正常，将电液转换器截止阀开足仍不能正常，则将节流孔拆除检查加以清洗 1、 检查紧定螺母，并拧紧。 2、 检查蓄能器充气压力，重新充
氮使压力达到要求值。
检查接线端子，将端子紧定螺丝拧紧。测量力矩马达二组线圈阻值应为50Ω，如发生断路,则更换力矩马达。
4
输入电流后，力矩马达不动作
5．2 油动机摆动
(1) 进行油动机特性试验时，控制油压稳定，油动机产生不规则的摆动，一般是油动机滑阀（错
油门）发生卡涩，应将油动机解体清洗。
(2) 进行伺服系统闭环试验时发生油动机摆动，如电液转换器工作正常，则应调整功放卡中PI 加
以校正，直至油动机稳定为止。
5．3 DDV 阀输入电流信号后，脉动油压不变化，油动机不动作，一般是DDV 阀阀芯发生卡涩，如不能消除卡涩，则更换DDV 阀。
5．4 DDV 阀输入电流信号后，脉动油压不稳定，产生油动机摆动。检查定节流孔是否堵塞使供油流量不足引起摆动。
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汽轮机低压透平油纯电调液压系统
（培训讲义）培训讲义）
新华控制工程有限公司
二00六年二月
目 录
1、
2、 概述 采用碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统
2．1 125MW 汽轮机DEH 低压透平油纯电调液压系统
2．2 100MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统
2．3 12MW 单抽汽式汽轮机低压纯电调液压系统
2．4 采用DDV 阀的低压透平油纯电调液压系统
3、 低压透平油纯电调液压系统的主要部套
3．1 电液转换器
3．2 DDV 伺服阀
3．3 调节装置
3．4 DDV 阀调节装置
3．5 控制滑阀
3．6 油动机
4、 调试
4．1 电液转换器调试
4．2 DDV 阀调试
4．3 控制滑阀的调试
5、 主要故障原因及处理
1
汽轮机低压透平油纯电调液压系统
1、 概述
汽轮机配备DEH 数字式控制器，驱动蒸汽阀门的执行机构采用低压透平油（一般油压1.0~2.0MPa）作为动力的纯电调系统称为低压透平油纯电调系统。
汽轮机DEH 低压纯电调系统由电气和EH 液压系统两部分组成。电气部分采用DEH 数字控制器，EH 液压系统部分包括供油系统、伺服系统和保安系统等。由于伺服系统执行机构采用低压透平油作为工质，所以这种低压纯电调无论配汽轮机厂新制造的汽轮机，还是老机组汽轮机调节系统的改造，其供油系统、油动机、配汽机构及保安系统仍用常规配置的设备，而不需要更改。主要是怎样为油动机配置电液转换器以及一些附属的部件。因此，汽轮机采用低压纯电调，使液压调节部分比较简单，改造方便、运行维护简单、制造成本及运行维护费用相对较低，所以，这种低压透平油纯电调一般适用于125MW 、100MW 、50MW 、25MW 等中、小容量的机组使用。
1999年开始，新华公司为了适应电力市场的需要，开发了采用力矩马达碟阀式电液转换器为电液接口的低压透平油纯电调系统。迄今为止，已在上汽厂新生产的135MW 及6MW 、50MW 、100MW 、125MW 、宝钢电厂日本三菱350MW 等老机组的改造上得到了应用，收到了良好的效果。同时，应用户的要求，我们也为各种类型的机组配置了采用DDV 伺服阀为电液接口的低压透平油纯电调系统，机组运行情况良好。
众所周知，低压透平油纯电调中的关键部件是电液转换器，新华公司采用的是力矩马达碟阀式结构，力矩马达应用美国BRIEN 公司的产品，结构简单，动态响应性能好。由于这种电液转换器的控制油口采用碟阀式结构，所以对油质的要求不苛求，能适应透平润滑油系统一般的清洁度水平，绝对不会产生卡涩现象，经过电厂长期运行考验证明，其性能好，使用安全可靠。由于它的优良性能，所以为低压透平油纯电调的开发和应用开创了广阔的前景。
新华公司现在具有A 型、B 型两种性能的碟阀式电液转换器及DDV 阀作为电调节系统的电液接口部套。A 型配上汽型油动机，B 型电液转换器是我公司最近新开发设计的产品，可以不用配置中间控制滑阀，而直接控制哈汽型油动机，DDV 阀一般使用于哈汽型机组。所以，可供任何类型的汽轮机采用DEH 低压透平油纯电调系统选择使用。
低压透平油纯电调系统的主要特点如下：
⑴ 调节系统采用DEH 数字式控制器，控制器与高压抗燃油纯电调系统基本相同。
⑵ 油动机采用低压透平油，由机组的供油系统供油，不需另外配置独立的供油装置。
⑶ 电液转换元件采用力矩马达碟阀式电液转换器，控制精度高、动态响应性能好，无滑阀卡涩部件，抗油污染性能好。
⑷ 油动机及与阀门联接的配汽机构可以保持原来的结构，使改造方便。
⑸ 采用DDV 阀作为电液转换元件构成的伺服控制系统，定位精确，具有很高的灵敏度和控制精度、动态性能与供油压力无关，但对油质的清洁度要求较高。
2
⑹ 阀门管理部分：对于一个油动机带一只阀门的机组，如上汽135MW 机组的DEH 低压透平
油纯电调系统，可实现阀门管理功能，包括线性化处理，单/多阀方式，单/多阀切换。而对于一个油动机带2只阀门的机组，如上汽125MW 汽机，以及一只油动机通过凸轮配汽机构带动4只调节汽阀的机组，如哈汽厂、北重厂的50MW 、100MW 汽轮机的纯电调系统，调节汽阀仍按原机械设定的顺序逐个开启，用喷嘴调节方式控制机组运行，计算机完成线性化处理。
⑺ 系统具有失电保护功能，当DEH 失电，电液转换器无电信号输入时，力矩马达力矩为零，
电液转换器输出的控制油压跌至最小，使油动机关闭停机，保证机组的安全。
⑻ 系统采用LVDT 油动机位置反馈回路，使伺服系统的迟缓率小，定位精度高，能有效地克服
伺服回路内部各种干扰，提高整个系统的稳定性和控制精度。
2、 采用碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统采用碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统
汽轮机的类型很多，所采用的调节系统也是各式各样的，下面举几个比较典型的DEH 采用力矩马达碟阀式电液转换器的低压透平油纯电调液压系统。
2．1 125MW 汽轮机DEH 低压透平油纯电调液压系统
125MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统见图2.1所示。
⑴ 调节系统主要部套配置
① 增加DEH-ⅢA 控制器（包括工程师站，操作员站），取消旋转阻尼、放大器、同步器、油
压换器等，将调节系统改用计算机控制。
② 增加4只A 型电液转换器，使之与原调节系统中的4只高、中压油动机组成一对一配置。 ③ 增加4只危急继动器，使安全油动作后，通过泄掉电液转换器控制油，关闭油动机。 ④ 每只油动机各配一只超速保护制控OPC 电磁阀，当汽机转速超到103%nH ，接受DEH 发出
的OPC 指令信号立即关闭调节汽阀，仰制转速飞升，防止动态超速。并自动控制机组在3000r/min稳定运行。
⑤ 每只油动机加装2只位移传感器，用作位移反馈。
⑥ 增设双筒滤油器一只，以提高对电液转换器供油油质的清洁度。
⑦ 在电液转换器的压力油供油管路上加装一只10L 蓄能器，起稳定油压作用。
⑧ 设置调节装置。由4只电液转换器、滤油器、蓄能器、截止阀、压力表等集成。
3
⑵ 伺服控制系统工作原理
125MW 中间再热汽轮机设有2只高压主汽门，2只中压主汽门，控制高、中压主汽门的操纵座为开关型直动式，受安全油压控制。高压调节汽阀共有4只，其传动机构为杠杆提升式，汽阀I 、IV 以及II 、III 各由一只油动机加以操纵，各阀的开启次序由门杆上部的椭园孔控制。2只中压调节汽
换成相应的控制油压信号，该油压送入相应的油动机以准确地控制各阀门的开度，从而改变机组的转速或功率。
为了提高控制系统的可靠性，每个油动机安装两个LVDT 位移传感器，经高选后作为负反馈信号与阀位指令信号相加。由于两者的极性相反，实际相减，在阀位指令信号与LVDT 反馈信号相加后输入功放的信号为零时，功放的输出就保持在某一值，油动机便停止移动，并保持在一个新的平衡工况位置。
在功率放大器中配有PI 调节元件，可对系统进行PI 校正，参数可变。功放板输入为0~40mA（或5V ），经放大校正输出为0~400mA的电流以驱动力矩马达。电液转换器在力矩马达输入电流为0~400mA，其输出控制油压为0.07~0.4MPa。
高压油动机开启时的控制油压P E =0.10MPa左右，全开油压为0.28MPa 左右。在正常运行时，为了减小阀门节流损失，提高经济性，所以设计中压油动机在低负荷约30%额定功率以下起调节作用，大于30%额定功率时，中压油动机处在全开状态便不起调节作用。
⑶ 保安系统 保安系统
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① 原汽轮机的保安系统全部保留不改，包括2只机械危急遮断器及2只危急遮端油门、
试验油门、喷油试验装置、超速指示器、手动危急遮断装置、电磁阀等。
② 增加一只挂闸电磁阀及辅助油门，使汽机可以遥控复位，并开启主汽门。
③ 增加2只安全油压力开关，供DEH 作为复位指示及遮断联锁信号。
④ 将原电磁阀右侧的超保护电磁阀的二次油压接管改为接安全油管，使之与左侧的危急停机电
磁阀冗余配置并联使用，提高安全可靠性。
本机的伺服系统设计原理可推广应用于上汽厂生产的12MW 、50MW 、135MW 等各种类型的汽机。电液转换器采用A 型，与油动机采用一对一配置。
另外，该电液转换器与油动机也可采用一对二配置，即用一只电液转换器同时控制二只油动机工作。如我公司为宝钢自备电厂2台350MW 机组改造的低压透平油纯电调系统。伺服控制系统工作原理与前述相同，所不同的是伺服控制系统不采用油动机LVDT 位置反馈，而是在电液转换器的输出控制油路上增设一只压力变送器，采用油压反馈。所装LVDT 仅作为油动机位置指示用。
2．2 100MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统
哈汽厂生产的N100-90/535型100MW 凝汽式汽轮机。汽轮机的调节系统采用高速弹簧片式调速器，有一只受安全油控制的自动关闭器，4只调节汽阀由一只油动机通过凸轮配汽机机构驱动。油动机采用断流式液压反馈双侧进油，动力油压为2.0MPa 。
低压透平油纯电调系统如图2.3所示
⑴ 调节系统改造要点如下：
① 拆去调速器，跟随错油门，分配错油门、同步器、微分器、超速限制滑阀等部套。 ② 拆去原油动机反馈滑阀和反馈杠杆。
③ 增设DEH 控制器（包括工程师站、操作员站）。
④ 增设一只B 型电液转换器，其输出油压直接控制油动机。
⑤ 配备超速保护控制OPC 电磁阀。
⑥ 在油动机上加装双冗余LVDT ，作为反馈定位用。
⑦ 供电液转换器的压力油路上设置滤油器及蓄能器。
⑧ 增加挂闸电磁阀及两只安全油压力开关。
⑨ 保留原有的遮断电磁阀，另外再增配双冗余AST 电磁阀，以提高安全可靠性。
⑩ 增设可调节流阀，用以调整油动机错油门偏置。
⑪ 脉动油管路上设置截止阀一只，供切换脉动油进行调整试验用。
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⑵ 伺服控制系统工作原理
伺服机构原理如图2.4所示
图2.4 伺服机构原理图
经计算机运算处理后的阀位指令信号由伺服放大器放大后，输入电液转换器将电信号转换成液压信号，液压脉动油压信号控制油动机活塞移动，当活塞移动时，带动LVDT 位移传感器，将油动机的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与DEH 阀位指令信号相加，当输入伺服放大器的信号为零后，这时伺服放大器的输出就保持稳态值不变。电液转换器输出的脉动油压值也保持原稳态值不变，油动机便停止移动，并保持在一个新的工作位置。
在电液转换器中设有危急继动器，在汽机发生故障需要紧急停机时，安全油系统便动作，使危急继动器动作，泄去脉动油而使油动机迅速动作关闭相应的阀门。
当汽机转速超到103%nH ，接受DEH 发出的OPC 指令信号，使OPC 电磁阀动作，切断并泄去脉动油，立即关闭调节汽阀，防止动态超速。
⑶ 油动机静态调试
① 用三通切换阀（或截止阀）将油动机脉动油路切除
② 将电液转换器进行调试，（调试方式见主要部套一节中介绍）并使符合如下要求：
工作油压 P＝2.0MPa
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输入电流
控制油压 I＝150mA P E ＝1.0MPa左右
③ 然后用三通切换阀将电液转换器输出的控制油压切除。
④ 调整可调节流阀，使脉动油压P E =
⑤ 恢复三通阀正常工作位置。
⑥ 调整功放初值（约150mA 左右），使P E 为1.0MPa。
⑦ 伺服系统闭环试验。对伺服系统进行静态和动态调试。
本机伺服控制系统设计原理同样适用于原油动机采用液压反馈，脉动油压在稳态时为主油泵油压一半的机组，如哈汽、东汽、北重、武汽、南汽等各制造厂家生产的25MW 、50MW 、100MW 等各种类型的汽机。EH 系统中电液转换器采用B 型，与油动机采用一对一配置。
2．3 12MW 单抽汽式汽轮机低压纯电调液压系统
这里以上汽型12MW 单抽汽式汽轮机为例，介绍一种低压纯电调反油压控制方式的液压调节系统。
一般液压调节系统的设计，都是采用二次油压（哈汽型机组称为脉动油压）升高开启调门，二次油压降低关小调门的控制方式，这样利于安全。但是，对于某些早期制造的汽轮机液压调节系统，或者是因为配汽机构结构设计上的需要，目前仍有汽轮机厂生产的汽轮机采用二次油压（脉动油压）升高关小调节汽阀（称为反油压控制）的控制方式。现在，如果要将其改为采用力矩马达碟阀式电液转换器的低压纯电调系统，为了适于DEH 标准化，规范化生产控制，减少部套设置，提高系统的安全性和稳定性。我们为此专门设计配置了一只控制滑阀，使电液转换器输出的控制油压仍按升高（经由控制滑阀油压转换后成为油压降低）方向开启调门。
图2.5为12MW 双抽汽式汽轮机低压纯电调液压系统。该机设有一只主汽门，一只高压油动机，采用提板式开启6只调节汽阀，一只中压抽汽油动机。主汽门为开关型，高压油动机及中压油动机与其连结的配汽机构为二次油压升高关小调门的反油压控制方式。为此在每只电液转换器输出的控制油路上设置了一只控制滑阀。当电液转换器输出的控制油压P E 升高时，控制油压P E 作用在滑阀底部，克服滑阀上面的弹簧力，使滑阀上移，将控制滑阀套筒上的回油窗口面积开大，使由压力油经d 1节流孔后形成的二次油压P 2降低，油动机开大。
当电液转换器控制油压P E 降低时，则与上述动作过程相反。即设置了控制滑阀后，通过其将油压转换后，使电液转换器输出的控制油压P E 仍按升高开调门，P E 降低关调门的方式控制。
该机液压系统中所配置的其他部套，前面有关章节中已有介绍，此处不再复述了。
对于哈汽型汽机的低压纯电调液压系统，如油动机采用反油压控制方式，则也需设置控制滑 9 1×P 0=1. 0MPa ，并使油动机处于关闭位置。 2
阀。低压纯电调液压调节系统的原理如图2.6所示。但电液转换器要采用B 型，控制滑阀结构原理与上述完全相同，但窗口面积要根据脉动油压要求进行设计计算。
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图2.6 哈汽型汽机低压纯电调液压伺服系统（反油压控制）
2．4 采用DDV 阀的低压透平油纯电调液压系统阀的低压透平油纯电调液压系统
图2.7是具有一段可调整抽汽的哈汽型12MW 汽轮机低压透平油纯电调液压系统图。纯电调系统的电气部分采用DEH-ⅢA型控制器，控制器与液压系统的接口部件采用MOOG 公司生产的直接驱动式伺服阀-DDV阀。该机设有主汽门一只，采用开关型自动关闭器，受安全油控制。一只高调油动机及一只中压油动机各配置一只DDV 阀控制。纯电调液压系统改造要点及配置方式如下。 A 调节部分A 调节部分 调节部分 （1）
哈汽型汽轮机调节系统的油动机采用的是液压反馈断流式双侧进油油动机。为适配DDV
阀 控制，将油动机的液压反馈取消，油动机主要由错油门和油动机活塞两部分组成。 （2） （3） （4）
在油动机活塞杆上增设双冗余LVDT，作为油动机行程的反馈定位用。
DDV 阀与油动机一对一配置，所以，系统中为高、中压油动机共配置2只DDV 阀。 在每只油动机的脉动油路上分别设置可调节流阀，用以调整油动机的错油门偏置，使当
DDV 阀失电时，油动机能自动关闭。
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（5） 在DDV 阀压力油进口设置了一只双筒粗滤油器，再增设一只双筒细滤油器，精度为
20μm。
（6） 设置DDV 调节装置，将DDV 阀、细滤油器、OPC电磁阀，可调节流阀等组装。 B 保安系统部份B 保安系统部份 保安系统部份
保安系统为哈汽型汽轮机的传统结构，由二只机械式危急遮断器，危急遮断器滑阀，喷油试验装置，手动遮断滑阀、电磁遮断阀等组成。另外还设置了启动滑阀，可遥控操作启动阀进行挂闸，建立安全油，开启主汽门。除此之外，还增设如下部件：
（1）为每只高、中压油动机增设双联OPC 电磁阀，以限制甩负荷动态超速。
（2）增设冗余双联AST 电磁阀，它接受机组电气保护信号，当任何一只电磁阀动作泄附加保安油
时，通过危急遮断滑阀动作泄安全油及高、中压油动机脉动油，使机组停机。 （3）在安全油路上设压力开关2只，给DEH 信号，用于指示及联锁保护。
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C DDV阀电液伺服控制系统工作原理 阀电液伺服控制系统工作原理
采用DEH 数字式控制器突出的优点是能利用计算机的复杂算法,实现功率、抽汽压力的解耦控制，即保证调节的自治性能。调节过程有如下二种方式：
(1) 当电功率变化时，DEH接受转速信号，通过解耦后，发出阀位指令信号，经伺服放大器
放大后，由DDV 阀将电信号转换成液压信号，控制高、中压油动机同方向开或关，来增大或减小汽轮机的功率，而使抽汽量不受影响。
(2) 当中压抽汽量变化时，例如：中压抽汽量增加，使中压抽汽压力降低时，由抽汽压力变
送器将信号送入DEH，经解耦后，发出阀位指令信号，经伺服放大器放大后，通过高压DDV 阀控制高压油动机开大高压调节汽阀；通过中压DDV 阀控制中压油动机将中压调节汽阀（或旋转隔板）关小，使中压抽汽量增加，而不影响汽轮机的功率。如中压抽汽量减小，则调节过程相反。这样，就可以方便而准确地实现调节自治性。
为了提高控制系统的可靠性，每个油动机安装两个LVDT 位移传感器，经高选后作为负反馈信号，与DEH 阀位指令信号相加，由于两者的极性相反，实际上是相减。只有在阀位指令信号与反馈信号相加后，输入伺服放大器的信号为零时，这时DDV 阀的阀芯就回到中间位置，保持脉动油压P m不变，油动机活塞就稳定在一个新的工作位置。
3、 低压透平油纯电调液压系统的主要部套 低压透平油纯电调液压系统的主要部套 低压透平油纯电调液压系统的主要部套
汽轮机低压透平油纯电调液压调节部套主要包括电液转换器、DDV阀、控制滑阀、油动机等。 3．1 电液转换器 电液转换器
用于低压透平油纯电调的力矩马达碟式电液转换器如图3.1所示
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4、阻尼器5、节流孔6及壳体等组成。
在杠杆组件3上作用着力矩马达1和弹簧2的向下力，及控制油压P E 作用于碟阀4上的向上力。电调控制油压P E 是由压力油经节流孔流入后经碟阀4间隙排油而形成的。当DEH 控制器来的电流信号送入力矩马达的控制线圈时，在永久磁钢磁场的作用下产生的扭矩使力矩马达作角度变换，通过顶杆把力施加到杠杆组件3上，从而改变了碟阀的间隙而使控制油压P E 发生变化。当输入
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的电流信号增大，则力矩马达的力增加，碟阀间隙减小，使P E 油压增大；反之当输入的电流信号减小，力矩马达的力减小，碟阀间隙增大，则电调控制油压P E 便减小。从而通过油动机控制调节汽阀的开度相应开大或关小。
通过调整螺杆改变弹簧2的予紧力，可以改变控制油压P E 的初始值。阻尼器5起油压稳定作用。
力矩马达有两组线圈，每组阻抗为50Ω, 设计时采用并联连接，当输入力矩马达线圈电流为0~400mA时，对应于控制油压的变化约为0.07~ 0.4MPa。
另外，在电液转换器内还设置了危急继动器，它由活塞7、套筒8、压缩弹簧9等组成。在危急继动器活塞7上部作用着安全油，下部作用着控制油压P E 。当汽机紧急或正常停机泄去安全油时，活塞在弹簧力的作用下向上移动，打开活塞下部的碟阀泄油口，使控制油泄去，从而使调节汽阀与主汽门同时迅速关闭而停机。
电液转换器主要技术性能指标
•工作压力 1 ~ 2.0MPa •输入电流 0 ~ 400mA •输出控制油压 0.07 ~ 0.4MPa •力矩马达线圈电阻 2 × 50Ω •迟滞
这种电液转换器的优点是因为采用碟阀式结构，所以对油质的要求不高。力矩马达采用美国进口的原装件，结构简单、动态性能好。经电厂长期运行实践证明：其性能好，使用稳定、安全可靠。所以，是目前我国低压透平油（油压1.0 ~ 2.0MPa）纯电调系统最为优良的电液转换部件。
现在，新华公司有A 型及B 型两种结构的电液转换器，A 型主要配上汽型变油压控制油动机，B 型配哈汽型定油压控制的油动机。 3．2 DDV 伺服阀 伺服阀
DDV 伺服阀是MOOG 公司最新研制成功的新型电液伺服阀，它是一种直接驱动式伺服阀，简称DDV（Direct Drive Servo Valve的缩写），这种阀用集成电路实现阀芯位置的闭环控制。阀芯的驱动装置是永磁直线力马达。对中弹簧使阀芯保持在中位，直线力马达克服弹簧的对中力使阀芯在二个方向都可偏离中位，平衡在一个新的位置。 （1）DDV 伺服阀的特点：伺服阀的特点：
·采用高能的永磁直线马达，自带放大、驱动力大。
·当停电、电缆损坏或者紧急停机时，伺服阀均能自行回中、无需外力推动。
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·动态响应高，动态性能指标与供油压力无关。
调制（PWM）电流，震荡器就使阀芯位置传感器（LVDT）励磁。经解调以后的阀芯位置信号和指令位置信号进行比较，使阀芯位置控制器产生一个电流给力马达，力马达驱动阀芯，一直使阀芯移动到指令位置。阀芯的位置与指令信号成正比。伺服阀的实际流量Q 是阀芯位置与通过阀芯计量边的压力降的函数。
直线马达移动时必须克服高刚度弹簧所产生的对中力与外部的附加力（即液动力以及由污染引起的磨擦力）。在直线马达返回中位时，对中弹簧力是和马达产生的力同方向的，这就等于给阀芯提供了附加的驱动力。因此，这就使DDV 伺服阀对污染的敏感性大为下降。直线马达借助对中弹簧回中，不需外加电流。
DDV 阀有P、A、B、T、Y五个油口，A与B 为流量控制口（节流口），由阀芯控制。P口接压力油，T、Y为回油口。根据不同的接法，可构成滑阀机能：二位二通、三通、四通。
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（3） 634型DDV 阀主要性能指标 阀主要性能指标
1） 动作方式 永磁力马达直动式 2） 滑阀机能 三通、四通、二位二通 3） 阀最大流量 85 L/min 4） 最高工作压力 35 MPa 5） 控制器电源电压 24 VDC 6） 最大输入信号时电流 0.20 A
7） 指令信号 ±10VD C ，±10mA ，+4~+20m A 8） 测量输出信号 +4~+20m A 9） 阶跃响应0~100％ ＜20m s 10） 分辨率 ＜0.1％ 11） 迟环 ＜0.2％
12） 清洁度要求 NAS 不低于6级, ISO 不低于15/11 13） 油液温度范围 -20~+80℃ （4）DDV 阀对油质的要求
采用低压透平油纯电调系统、伺服控制系统的动力油仍使用机组的透平润滑油液压油源。众
所周知，油源的清洁度问题，直接影响到液压系统的正常工作，为此，引起了大家高度的重视。由于机组透平润滑油系统是一个开放式系统，在运行中油中带水，颗粒污染在所难免，所以很难使透平油保持较好的清洁度水平。
DDV 阀是美国MOOG 公司高压系列的伺服阀，阀芯与阀套合间隙很小，只有2-3μm左右，一旦发生卡涩现象，机组就不能正常运行。因此DDV 阀对油质的清洁度要求为NAS 不低于6级。为此，在DDV 阀压力油进口设置了二道滤油器：
⑴ 第一道为SWU-160X100 S Ⅲ 0.5双筒粗滤油器，单只流量为160L/min,精度为100μm。 ⑵ 第二道为SWU-160X20 S Ⅲ 0.5双筒粗滤油器，单只流量为160L/min,精度为20μm。
DDV 阀最大流量为85L/min,用于低压透平油系统，根据DDV 阀流量特性曲线，阀的压力降在
1MPa 时其流量约为40L/min左右。因此，实际运行时，双筒滤油器可以并联使用，或可单只投用，另一只作为备用。双筒滤油器装有切换阀，可以根据需要进行切换，进行在线维修。 3．3 调节装置 调节装置
在低压纯电调液压调节部套中，除了主要部件电液转换器，还有滤油器、蓄能器以及截止阀、压力表等附件。将这些部件组装在一起成为一只调节装置，如图3.3所示为供上汽125MW 汽轮机
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用的调节装置。这样不仅使结构紧凑，而且可以减少现场联接管路及接头，使油泄漏点减少，并便于安装调试维护。
4只电液转换器1安装在集成块11上，压力油、控制油、安全油等由集成块的内部油路联系，在每只电液转换器进口均有截止阀，如电液转换器发生故障，可以将其从系统中切除进行在线维修。面板上的6只压力表分别指示滤油器前后的压力油及每只电液转换器输出的控制油压值。
滤油器说明
电液转换器的压力油是经过双筒滤油器过滤后供给的，用以清除或阻止油中混入的机械杂质，防止阀芯卡涩，节流孔堵塞等故障的发生。
每只滤油器的流量为100L/min，过滤精度为150цm。在实际运行时两只滤油器可以并联使用，或单只投用，另一只作为备用。滤油器上装有切换手柄，可以根据需要进行切换，进行在线维修。
该滤油器还装有压差发讯装置，发讯器功率为220VAC、0.25A，它以开关形式对滤油器的堵塞作报警，当进出口压差达0.25MPa 时,即发出电讯号(可驱动声光或音响讯号)，此时应清洗或更换滤芯，以达到保护系统安全运行的目的。另外，在滤油器中还装有过压阀，当滤网上杂物附着过多，而使油流堵塞时，过压阀就会自动开启，使部分油不经滤网而直接通至滤油器出口，以暂时确保系统的正常运行。对于新安装机组，在机组油循环清洗结束后，应对滤油器进行检查，将滤网清洗干净后，方可投运使用。
蓄能器说明
在调节装置中设置了一只囊式蓄能器，其容积为10L，它接在滤油器出口的压力油管路上，用来吸收压力油的高频脉动分量，维持油压的稳定。
蓄能器通过一个集成块与压力油管路相连，集成块上装有截止阀，将进油截止阀关掉，回油截止阀打开，可对蓄能器进行检修，或充氮气。
蓄能器只能用干燥的氮气充气，在机组启动前进行调节系统试验时应先将蓄能器充氮，充氮压力应为主油压力的60％，即对于工作油压为2.0MPa 的机组，蓄能器充氮压力应为1.2MPa 左右。对于机组主油压为1.2MPa，则充氮压力为0.72MPa 左右。当长期停机后，机
组启动前应予检查蓄能器的压力是否正常。在机组正常运行时应定期检查，如发现氮气压力降低到
主油压的30％以下时，则应重新充氮气，以便影响调节系统正常稳定运行。
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3．4 DDV 调节装置 调节装置
DDV调节装置如图3.4所示。将两只DDV 阀安装在集成块上，使压力油、脉动油、回油等由集成块的内部油路联系。同时将双筒细滤油器，2只双联OPC 电磁阀等组装在一起，成为一只
采用低压透平油纯电调系统、伺服控制系统的动力油仍使用机组的透平润滑油液压油源。众所周知，油源的清洁度问题，直接影响到液压系统的正常工作，为此，引起了大家高度的重视。由于机组透平润滑油系统是一个开放式系统，在运行中油中带水，颗粒污染在所难免，所以很难使透平油保持较好的清洁度水平。
DDV 阀是美国MOOG 公司高压系列的伺服阀，阀芯与阀套配合间隙很小，只有2-3μm左右，一旦发生卡涩现象，机组就不能正常运行。因此，DDV阀对油质的清洁度要求为NAS 不低于6级。为此，在DDV 阀压力油进口设置了二道滤油器：
（1）、第一道为SWU-160X100 SⅢ 0.5 双筒粗滤油器，单只流量为160L/min，精度为100μm。 （2）、第二道为SWU-160X20 SⅢ 0.5双筒细滤油器，单只流量为160L/min，精度为20μm。
DDV 阀最大流量为85L/min，用于低压透平油系统，根据DDV 阀流量特性曲线，阀的压力降在1MPa 时其流量约为40L/min左右。因此，实际运行时，双筒滤油器可以并联使用，或可单只投用，另一只作为备用。双筒滤油器装有切换阀，可以根据需要进行切换，进行在线维修。
该滤油器还装有压差发讯装置，发讯器功率为220VAC、0.25A，它以开关形式对滤油器的堵塞作报警，当进出口压差达0.15MPa 时，即发出电讯号，此时应清洁或更换滤芯，以达到保护系统安全运行的目的。另外，在滤油器中还设有过压阀，当滤网上杂物附着过多，而使油流堵塞时，过压阀就会自动开启，使部分油不经滤网而直接通至滤油器出口，以暂时确保系统的正常运行。
对于新安装机组，在机组油循环清洗结束后，应对滤油器进行检查，将滤网清洗干净后，方可投运使用。尽管为DDV 阀专门设置了二道滤油器，但由于机组的润滑油系统和油箱的容量很大，所以，滤油器可能会经常发生堵塞情况，致使需经常进行频繁的更换清洗工作。为此，对于采用DDV 阀的低压透平油纯电调系统的机组，透平润滑油系统应该考虑采用专门的油净化装置，使透平油清洁度达到规定的标准，以确保机组安全运行。 3．5 控制滑阀 控制滑阀
控制滑阀的结构原理见图3.5所示，它主要由壳体、套筒、滑阀、压弹簧等组成。滑阀下面
接电液转换器控制油P E ，当控制油压P E 升高时，克服上面的弹簧力使滑阀上移，将套筒上左、右对称的
两只回油窗口的面积开大，使由压力油经Φ5节流孔后形成的控制油压P 2降低。当P E 降低时，回油窗口的面积关小，则使P 2油压升高，所以通过控制滑阀，实现了控制油压由高变低，由低变高的转换。
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回油
图 3.5 控制滑阀
设计控制滑阀的特性一般如下： 上汽型汽机：
哈汽型汽机
3．6 油动机 油动机
油动机是带动汽轮机调节汽阀的执行机构，其种类很多。为了能对低压纯电调系统中的主要部套有整体的了解，所以对在汽轮机调节系统中应用比较广泛的三种典型的油动机的工作原理作简单介绍。
3．6．1 弹簧反馈断流式双侧进油油动机1 弹簧反馈断流式双侧进油油动机 弹簧反馈断流式双侧进油油动机 。
图3.6是上汽厂在125MW、50MW等机组上采用的弹簧反馈断流式双侧进油油动机工作原理图。
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电液转换器控制油压
控制滑阀输出P 2： 对应于油动机升程：
（压力油为2.0MPa）
油动机稳定时脉动油压为 电液转换器控制油压P E 约为 0.16 - 0.26MPa 0.28 – 0.12 MPa 0 – 全开
1.0MPa 0.18MPa
缩弹簧7、继动活塞8等组成。
从电液转换器来的控制油压P E 作用在继动器活塞1的上部。在稳定工况下，控制油压向下的作用力和动、静反馈弹簧的作用力相平衡。当P E 油压发生变化时继动活塞就产生移动。继动器下部的错油门2控制着油动机活塞的运动。在稳定时，错油门上部A 室的继动油压与错油门下部压缩弹簧的力相平衡。
当P E 油压升高时，将继动器活塞推动向下，使继动器活塞下部碟阀的排油间隙减少,则使继动油压升高，错油门就向下移动，高压油就进入油动机活塞下部，使油动机活塞向上移动，开调节汽阀。
在油动机活塞向上移动时带动杠杆4也向上移动，增加静反馈弹簧6的拉力，所以继动器活塞又向上移动，增大碟阀的排油间隙，使A 室中的继动油压降低，错油门在下部弹簧的作用下又向上移动，当错油门重新稳定在中间位置时，油动机活塞就停止运动，并稳定在新的工作位置。
当P E 油压降低，则动作过程与上述相同，但方向相反。因为在动态过程中，油动机的反馈作用是通过静反馈弹簧实现的，所以把它叫做弹簧反馈。动反馈弹簧的作用是提高油动机在动态过程中的稳定性。
在稳定状态下，错油门处在中间位置，所以A 室中的继动油压为常数不变，A室的油是由一个
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固定的节流孔供给的，为了维持A 室中的油压恒定不变，要求继动活塞下碟阀与错油门之间的排油间隙恒定不变。所以，在负荷变动时和错油门一样，继动器活塞的位置也是固定不变的，故静反馈弹簧6的变形仅仅是由于油动机活塞的位移所引起。
这种油动机的结构主要包括三个环节，即继动器，错油门和油动机活塞。三者都有时间迟延。由试验实测油动机时间常数约为0.3~0.5S 。
活塞的上下油室相通，第三油口为排油口，第六油口为脉动油室。当错油门处于中间平衡位置时，作用在错油门上下的油压作用力是平衡的。
即 P e F 1= P m F 2
式中： F 1 —— 错油门顶部的环形面积 F 2 —— 错油门底部的面积
P m —— 脉动油压
P e —— 主油泵油压
当错油门下部的脉动油压P m 增大时，错油门失去平衡而向上移动，高压油经套筒上的油口进入油动机活塞的下部，而活塞上部则与排油相接通，在活塞上下油压差的作用下，活塞向上移动，通
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过凸轮配汽机构，开大调节汽阀。油动机活塞向上移动后，在活塞杆上的反馈斜槽也向上移动，于是反馈滑阀在其前后压差的作用下向左移动，关小进油口b，减少从反馈油口进入脉动油路中的油量，使脉动油压P m 下降，将错油门推回至稳定在中间位置，油动机活塞就停留在新的平衡位置。
反之，当脉动油压P m 下降时，其动作过程与上述相反，油动机活塞将调节汽阀关小。 3．6．3 套筒反馈单侧油动机
套筒反馈单侧进油油动机结构原理如图3.8所示，在我国这种油动机的结构最早见于宝钢发电厂1号日本三菱公司TC2F33.5型350MW 汽轮机调节系统。80年代中期开始被应用于上汽厂国产
由电液转换器送来的控制油压P E 作用于继动器活塞2的上部，在稳定工况下，P E 油压与继动器活塞上部拉弹簧1的拉力相平衡。在继动器活塞杆下端有4个油口，把错油门3上部的油室C 的继动油压P 3与排油相通。错油门活塞上部的继动油压是由高压油经错油门上φ3毫米节流孔供给。在稳定工况下，继动油压P 3与错油门下压弹簧8的紧力相平衡，使错油门处于中间位置，遮住了高压油到油动机活塞下部的进油口。
当P E 油压升高，继动器活塞克服拉弹簧的拉力而向下移动时，关小了继动器活塞杆下4个泄油口，使继动油压P 3升高，破坏了错油门的平衡状态，使错油门向下移动，打开通往油动机活塞
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下部的压力油口，压力油从A 室通至B 室，使油动机活塞下部的油压升高，推动活塞杆上移，开启调节汽阀。
在油动机活塞杆上移的同时，通过反馈斜板5及反馈连杆6，将错油门套筒7压向下移，重新将油动机活塞下部的进油口关闭，从而使油动机活塞处在新的稳定位置，调节过程结束。
当P E 油压降低时，其动作过程与上述相反。 这种油动机与上述两种油动机相比，其主要优点是：
（1）、油动机的升程由反馈斜板通过连杆直接反馈于错油门套筒上，跨过继动器环节，所以控制精
度高、稳定性好。
（2）、单侧油动机开启靠油压力，关闭靠强力弹簧。因此，油动机快速关闭时不受主油泵供油流量
的影响，故油动机时间常数小，一般为0.2~0.3S。改善了机组的动态超速性能。 （3）、运行时如发生控制信号消失，压力油管破裂或者油源发生故障时，油动机靠弹簧力能自动关
闭调节汽阀，保证机组安全。
4、调试 调试
4．1 电液转换器的调试
对电液转换器的调试，主要测定力矩马达输入电流I 与电液转换器输出控制油压P E 之间的关系，并测定不灵敏度大小。A 型、B 型的调试方法基本相同，但整定值不同，下面分别加以说明。
4．4．1 A 型电液转换器调试
工作油压 透平油温 调试方法如下：
（1） 将力矩马达的两组线圈并联，并通入0~400mA可调模拟电流讯号。
（2） 在输入电流I ＝0时，调整力矩马达上顶杆，在完全松开时，再调整弹簧上螺杆。改变
弹簧的予压缩力，使输出控制油压P E ＝0.05MPa ，调整好后，将螺杆紧定。
（3） 随后调整力矩马达顶杆，使输出油压上升到P E ＝0.07MPa 左右，达到要求值后即用锁
紧螺母将顶杆紧定。
（4） 改变输入电流自0~400mA，每间隔一定值变化，记录相应P E 油压变化值自0.07~ 0.4MPa
左右。上下反复一次。或将油压接压力变送器，用X －Y 记录仪测取I －P E 特性曲线。
（5） 根据试验记录整理出I －P E 特性曲线，计算不灵敏度ε≤2%。特性曲线如图4.1
P ＝0.8~2.0Mpa t ＝40±5℃
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4．4．2 B 型电液转换器调试
工作油压 透平油温 调试方法如下：
（1） 将马达的两组线圈并联，并通入0~250mA可调模拟电流讯号。
（2） 在输入电流I ＝0时，调整力矩马达上顶杆，在完全松开时，再调整弹簧上螺杆。改变弹簧
的予压缩力，使输出控制油压P E ＝0.5MPa ，调整好后，将螺杆紧定。
（3） 随后调整力矩马达顶杆，使输出油压上升到P E ＝0.6MPa 左右，达到要求值后即用锁紧螺母
将顶杆紧定。
（4） 改变输入电流自0~250mA，每间隔一定值变化，记录相应P E 油压变化值自0.6~ 1.2MPa 左
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P ＝1.5~2.2Mpa t ＝40±5℃
右。上下反复一次。或将油压接压力变送器，用X －Y 记录仪测取I －P E 特性曲线。P E 为1.0MPa 时，相应电流为150mA 左右。
（5） 根据试验记录整理出I －P E 特性曲线，计算不灵敏度ε≤2%。特性曲线如图4.2所示。 4．2 DDV 阀调试
采用DDV 阀的汽轮机液压调节系统，调试时必须将DDV 阀与油动机，DEH 控制器等进行伺服控制系统联动调试。
DDV 阀指令信号为±10mA，在DDV 阀无信号输入时，调整可调节流阀，使脉动油压P m o比油动机错油门在中间平衡位置时的脉动油压P m 小0.05MPa 左右。即P m o＝P m – 0.5，这样错油门在关闭的方向就有一定的偏置，当DDV 阀失去指令信号时，可使油动机能自动关闭，以确保机组安全。 4．3 控制滑阀的调试
控制滑阀是电液转换器与反油压控制油动机之间的接口部件，因此，它必须与电液转换器和油动机一起进行联调试验。
4．3．1 配A 型电液转换器控制滑阀的调试
（1） 将A 型电液转换器按4.1节要求调试好。
（2） 改变电液转换器控制油压使P E =0.16MPa，调整控制滑阀弹簧的预紧力，使二次油压
约为P 2=0.28MPa。
（3） 调整油动机反馈弹簧，使油动机行程L=0
（4） 然后再改变电液转换器使P E =0.26MPa,这时P 2=0.12Mpa左右，油动机应能达到全开位
置。
（5） 然后控制P E 从0.16 – 0.26MPa，每隔一定值来回变化，测定P E 及油动机上升和下降的
行程变化，绘出 P E – L 静态特性曲线，并绘出P E – P2控制滑阀特性曲线。
（6） 计算油动机不灵敏度应小于2%
（7） 进行伺服控制系统联调试验，测取迟缓率特性曲线。
4．3．2 配B 型电液转换器控制滑阀的调试
（1） B 型电液转换器按4.1节要求调试好。 （2） 改变电液转换器控制油压使P E =0.18MPa。
（3） 调整控制滑阀弹簧预紧力，使油动机脉动油压P m =1.0MPa。（对于压力油为2.0MPa
的机组），油动机处于刚开启动作的位置。
（4） 然后与DEH 控制器一起进行伺服控制系统联调试验，测取迟缓率特性曲线。
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5、主要故障原因及处理 主要故障原因及处理
5．1 电液转换器常见故障原因及处理方法列表如下: 序号 序号
故障现象 故障现象
发生原因 发生原因
处理方法 处理方法
打开盖板,用手按动力矩马达顶
1
输入电流I 改变时, 控制油压P E 不变化
杠杆板转动部份或阻尼器发生卡涩
杆,上下活动杠杆板,卡涩不能消失,应检查杠杆板转动部分,或阻尼器,加以清洗消除。
输入电流I 改变时，控2
制油压P E 很低或接近零。
1、 弹簧或力矩马达顶杆紧
3
控制油压P E 不稳定
定螺母松动。
2、 蓄能器充氮压力消失，主
油压波动影响。 力矩马达接线端子松掉，接触不好，或力矩马达损坏，线圈发生断路。 节流孔堵塞
如滤油器后压力正常，将电液转换器截止阀开足仍不能正常，则将节流孔拆除检查加以清洗 1、 检查紧定螺母，并拧紧。 2、 检查蓄能器充气压力，重新充
氮使压力达到要求值。
检查接线端子，将端子紧定螺丝拧紧。测量力矩马达二组线圈阻值应为50Ω，如发生断路,则更换力矩马达。
4
输入电流后，力矩马达不动作
5．2 油动机摆动
(1) 进行油动机特性试验时，控制油压稳定，油动机产生不规则的摆动，一般是油动机滑阀（错
油门）发生卡涩，应将油动机解体清洗。
(2) 进行伺服系统闭环试验时发生油动机摆动，如电液转换器工作正常，则应调整功放卡中PI 加
以校正，直至油动机稳定为止。
5．3 DDV 阀输入电流信号后，脉动油压不变化，油动机不动作，一般是DDV 阀阀芯发生卡涩，如不能消除卡涩，则更换DDV 阀。
5．4 DDV 阀输入电流信号后，脉动油压不稳定，产生油动机摆动。检查定节流孔是否堵塞使供油流量不足引起摆动。
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