中、小功率汽轮发电机组液压控制系统
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    中、小功率汽轮发电机组液压控制系统
    汽轮发电机组是火力发电设备的主机，它在高转速下运行，其转速随外界负荷的变化而变化。需控制其转速的原因有二：一是要迅速改变出力，以满足用户耗电量改变的需要；二是要维持转速在额定值的一个狭小范围内。此外，在事故状态下为了保证机组的安全，还采取了各种保护措施，主要有：超速保护、轴向位移保护和低油压保护。
    由于汽轮机的工作蒸汽压力高、流量大，相应地要求驱动蒸汽阀门执行机构的力也很大。而且要求蒸汽阀门的动作非常迅速，所以汽轮发电机组的控制系统大都采用两级或两级以上的液压放大器。
    汽轮发电机组的控制系统有三种基本型式，即机械液压式、全液压式和电液式，按目前我国的情况，把100MW以下的汽轮发电机组称为中小功率机组。其控制系统多采用一级通流式和一级断流式液压放大器的机械液压式或全液压式控制系统。
    图41 中小功率汽轮发电机组典型液压控制系统
1一发电机2-汽轮l3调节汽闽4一主汽阀5-蜗轮传动装置6一螺杆传动装置
7-压力位移比例阀s一液控伺服阀9调节阀液压缸10-主汽阀液压缸11-液控二位阀
12一超速遮断阀13-手动遮断阀14-电磁遮断阀15-节流阀16-径向钻孔离心油泵
17一射油器18—备用工作液压泵19-备用润精液压泵
图1所示为国产大多数中小功率机组的典型液压控制系统简图。从锅炉来的蒸汽通过主汽阀4、调节汽阀3进入汽轮机2做功，驱动发电机l旋转发出电能。发电机的发电量取决于进入汽轮机的蒸汽量，而进汽量的多少则决定于调节汽阀的丌度。控制系统的任务便是将机组的转速信号加以放大去控制调节汽阀的开度。其工作原理如下：转速信号取自由汽轮机主轴驱动的径向钻孔式离心油泵16的出口压力p1。当机组负荷变化时，其转速相应发生变化，p1随之变化，因而改变了压力-位移比例阀7阀芯的位置。工作压力油通过进油节流阀15进入液控伺服阀8的下部d口，另一路通过压力-位移比例阀内的控制排油口和调节阀液压缸9下部的油口k排油，从而建立起通流式液压放大器的控制油压P2。假定外界负荷增大，则机组的转速降低，p1相应降低，压力-位移比例阀阀芯向下移动，使其排油口b面积增大，结果控制油压P2降低，使液控伺服阀阀芯向下运动，工作压力油经液控伺服阀g、f口进入凋节阀液压缸的上部，活塞便带动调节汽阀向打开的方向运动，增加汽轮机的进汽量，以适应外界负荷增大的需要。同时，活塞杆带动其下部小活塞使反馈控制排油口 k的通油面积向减小的方向变化使P2恢复，达到一个新的平衡工况，这样就完成了一个转速有差闭环控制过程。若外界负荷减小，则上述过程向相反方向进行。此外，在压力-位移比例阀上有蜗轮传动装置5和螺杆传动装置6，当汽轮发电机组并人电网运行时，可以用手轮或电动机操纵这些传动装置改变压力位移比例阀的弹簧预紧力，从而改变其控制排油口的初始面积来达到加减负荷的目的。
    为保证主机的安全，蒸汽在通过调节汽阀之前还需通过主汽阔。在正常运行时，主汽阀液压缸10的活塞在其下部液压力的作用下处于上侧，对应着主汽阀的全开位置。在机组发生事故时，通过超速遮断阀12、于动遮断阀13或电磁遮断阀14的作用，使主汽阀液压缸活塞下部接通排油，活塞在弹簧力的作用下迅速下移戈闭主汽阀，切断进入汽轮机的汽源，使机组立即停机而不毁引起设备损坏。同时，由于缸10活塞下部失压，使液控二位阀处于通路位置，将工作压力油通入液控伺服阀的下部，反阀芯推向最高位置，工作压力油则进入缸9活塞的下部，使调节汽阀也迅速关闭。
为了可靠地供给主机轴承润滑而不受电源的影响，普遍采用主轴驱动的泵16来供给工作油，而润滑油则通过射油器17降压供给。只有在机组起动或出现事故时，才用手动或通过压力开关自动开启备用工作泵18或备用润滑泵19。

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