一种汽轮机主汽阀电液控制系统
技术领域
本实用新型属于液压控制技术领域，涉及汽轮机主汽阀电液控制系统。
背景技术
目前，我国运行的余热或生物质燃料汽轮发电机组中，低压透平油控制的汽轮发电机组占比较大，各主机厂大多有自己的调节保安系统，汽轮发电机主汽阀的启闭控制大多采用电液控制系统，如图1所示，该系统包括主汽阀自动启闭器单元、自动启闭器的控制器单元、手动遮断及复位装置单元、危急遮断油门单元，其中，自动启闭器的控制器单元采用启动阀和同步器作为控制元件，其集成块的功能单一，需安装在特定位置，各功能设备分散，无法高效协调各环节油路控制，降低了系统稳定性，且无通用性，部分运行时间较长的纯液压调节或同步器调节的汽轮发电机组需要改造，改造时需要对相应的调节保安系统进行改造。需要寻找一种控制稳定性好、安全性高，且易于安装集成到调节保安系统中的控制装置来实现保安系统控制。
实用新型内容
本实用新型提供一种汽轮机主汽阀电液控制系统，可弥补上述现有技术的不足，其技术解决方案是：
一种汽轮机主汽阀电液控制系统，包括主汽阀自动启闭器单元、自动启闭器的控制器单元、手动遮断及复位装置单元、危急遮断油门单元，其特征在于，所述自动启闭器的控制器单元是一个阀组，该阀组包括阀体及布置在阀体上的第一电磁阀、第二电磁阀、液控滑阀，阀体上还设有节流孔、测压接口以及多个油路接口。
所述阀体具有六个安装面，第一电磁阀、第二电磁阀设置在顶面安装面上；液控滑阀设置在前面安装面上；节流孔设置在底面安装面上；测压接口设置左侧安装面上；油路接口分别设在前安装面、右侧安装面和底面安装面上；背面为一平面作为本阀组与支架固定的安装面。
所述阀体上的油路接口包括复位油接口、安全油接口、控制油接口、压力油接口和回油接口；其中，复位油接口、安全油接口、控制油接口布置在前面安装面上，压力油接口布置在右侧安装面上，回油接口布置在底面安装面上。
本实用新型的有益效果：
本实用新型根据主汽阀自动启闭器液压执行机构的特点设计了适应性强、功能全面、安全可靠的液压控制装置原理。控制器单元在结构上考虑了集中接口、统一设备安装面、固定节流孔限制流量损耗等措施，对使用场所的通用性、环境适应性、效率等有很大的提高。具有较高的通用性、环境适应性强，整个装置结构紧凑，便于外置在各种汽轮机主汽阀及保安系统的液压执行机构中，方便系统的集成化嵌入，该控制器的检修和更换的便捷性更加有利于系统的在线维护；能够对主汽阀液压执行机构进行稳定控制，且紧急情况或油源消失的情况下可以快速泄油，迅速控制阀门液压执行机构恢复到关闭状态或初始位置。
本实用新型具有设备和控制功能集中、控制稳定可靠、安全性高，外部接口少便于故障排查，还具有一定的通用性、环境适应性强的特点；同时解决纯液调改造机组的主汽阀控制、复位挂闸控制不能实现远程控制的问题。
附图说明
图1是现有技术的汽轮机主汽阀电液控制系统的结构图
图2 是本汽轮机主汽阀电液控制系统的结构图
图3是图2中自动启闭器的控制器单元的结构图
图4是自动启闭器的控制器的外形立体示意图之一
图5是自动启闭器的控制器的外形立体示意图之二
图6是自动启闭器的控制器的外形立体示意图之三
图7是自动启闭器的控制器的外形立体示意图之四
图中标号含义：
A-自动启闭器单元；B-自动启闭器的控制器单元；
C-手动遮断及复位装置单元；D-危急遮断油门单元；
1-阀体；2-第一电磁阀；3-第二电磁阀；4-液控滑阀；5-节流孔；
6-复位油接口；7-安全油接口；8-控制油接口；9-压力油接口；10-回油接口；
11-测压接口；101-控制器B的背面；201-第一电磁阀的冲洗板；
202-第二电磁阀的冲洗板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图2所示，本汽轮机主汽阀电液控制系统，包括主汽阀自动启闭器单元A、自动启闭器的控制器单元B、手动遮断及复位装置单元C、危急遮断油门单元D，
本实用新型的特点，是对自动启闭器的控制器单元B进行改进，参见图3至图7，所述自动启闭器的控制器单元B是一个阀组，该阀组包括阀体1及布置在阀体1上的第一电磁阀2、第二电磁阀3、液控滑阀4，阀体1上还设有节流孔5、复位油接6、安全油接口7、控制油接口8、压力油接口9、回油接口10、测压接口11。
所述阀体1具有六个安装面，第一电磁阀2、第二电磁阀3设置在顶面安装面上；液控滑阀4设置在前面安装面上；节流孔5设置在底面安装面上；测压接口11设置左侧安装面上；复位油接口6、安全油接口7、控制油接口8布置在前面安装面上，压力油接口9布置在右侧安装面上，回油接口10布置在底面安装面上；背面为一平面作为本阀组与支架固定的安装面。
所述第一电磁阀2、第二电磁阀3为具有自锁功能的电磁阀，该电磁阀安装尺寸均符合ISO4401相应标准，可根据功能要求对电磁阀进行更换，实现控制智能化，实现控制的信息共享，实现现场分散设备总线控制的现代化。第一电磁阀2、第二电磁阀3是整个具有复位挂闸功能的主汽阀自动关闭器控制器单元实现对主汽阀自动关闭器及保安油进行控制的主要部件。它由控制阀体、阀芯、阀套、电磁线圈等组成。当电磁线圈通入控制电流后，电磁线圈开始工作，当左侧电磁线圈带电时，带动阀芯向右移动，使右边阀口与供油相通，同时使左边阀口与回油相通，当电磁线圈断电时，电磁阀由自锁装置锁定在左侧线圈带电位置；当右侧电磁线圈带电时，带动阀芯向左移动，使左边阀口与供油相通，同时使右边阀口与回油相通，当电磁线圈断电时，电磁阀由自锁装置锁定在右侧线圈带电位置。为防止电磁阀工作位置错误，禁止双侧线圈同时带电。该种电磁阀在系统工作期间不需要长期带电，保证电磁阀寿命，增加系统可靠性和可用率。
如图3所示，第一电磁阀2主要作用是产生安全油，并在紧急情况下快速卸掉安全油；第二电磁阀3的作用是产生危急遮断滑阀用的复位油，只有当复位油使危急遮断滑阀复位后，第一电磁阀2产生的安全油才能维持压力，并作用于系统其他需要安全油的位置使用。
所述液控滑阀4为内嵌式滑阀，主要是利用第一电磁阀2来控制进入主汽门的压力油，当安全油压力形成的力大于液控滑阀的预开启力时，液控滑阀向前移动，接通压力油与主汽门控制油的通路，使压力油进入主汽门自动关闭器下部，形成开启主汽门自动关闭器的油路。当安全油在系统中消失或第一电磁阀2动作使安全油与回油通路连通时，安全油压力迅速下降，液控滑阀4在预开启力的作用下迅速后移，接通主汽门控制油与回油的通路，主汽门自动关闭器下部油液迅速从回油口回油，压力迅速下降，主汽门自动关闭器快速恢复到关闭状态。
所述节流孔5是阀体内嵌的节流孔，主要作用是从第一电磁阀2 的压力油进油口起节流作用，限制安全油路的流量，防止在紧急动作时安全油路的降压速度过慢，同时防止压力油被拉得过低，使系统无法正常工作。该节流孔5可作为系统安全油稳定性和快速性调节的关键点，因部分油系统结构存在不同程度的泄漏点，可根据实际系统泄漏量的大小适当扩大，但一定要保证在泄压时安全油路降下的快速性。
主汽阀自动启闭器的控制器B外部除输出各控制油接口及供油测压接口外，无其他易接触设备，对设备自身的防护有一定的作用。具有复位挂闸功能的主汽阀自动关闭器控制器单元的背部安装面101为一平面无任何遮挡，油路接口的接管方向没有与该安装面干涉的趋势，保证集成装置安装不受安装面空间限制。只要确保该安装面为一平整平面，其他安装面留有足够的操作空间，即可对具有复位挂闸功能的主汽阀自动关闭器控制器单元进行更换。在安装时只需要考虑为了能保证电磁阀两侧留有手动测试口操作的空间，确保在进行功能测试时能在无电信号的情况下测试液压回路动作是否正常。在系统正常工作期间，禁止对手动测试口进行操作，防止主汽阀自动关闭器意外关闭。
该控制器B还配有油路清洗附件（冲洗板），每个阀的油口处都对应配有冲洗板，包括电磁阀冲洗板201、电磁阀冲洗板202。冲洗板的作用是连通所有阀口的油路，使由供油口进入装置的高压油通过冲洗板时在弯道处形成强势紊流，对油路通道形成有效冲洗作用。油路冲洗板在对电液伺服集成装置冲洗时，起到连接油路和密封各阀体油口，并形成封闭的循环油路的作用。为具有复位挂闸功能的主汽阀自动关闭器控制器单元阀体提供清洁的内部工作环境创造条件，是整个具有复位挂闸功能的主汽阀自动关闭器控制器单元控制稳定性、安全性得到保障的先决条件。
该控制器B的原理如图3所示：供油通过压力油接口9的油路将压力油分别供给节流孔5、复位功能的第二电磁阀3、液控滑阀4。节流孔5将供给的压力油转化为安全油路控制油，形成的安全油路控制油通过第一电磁阀2的控制，进入安全油回路，一路通过安全油接口7送至其他设备，另一路将液控滑阀4向前推动，液控滑阀4到位后，接通压力油与主汽门自动关闭器控制油的通路主汽门控制油接口8，保证主汽门自动关闭器能顺利开启。另外一路供油通过复位电磁阀进油口，在需要对危急遮断滑阀进行复位时，由复位电磁阀控制接通压力油与复位油的通路复位油接口6，复位完成后电磁阀回到原始位置，阻断供油与其他回路的通路，将复位油连通至回油通路回油接口10，从而形成挂闸状态，保证危急遮断滑阀在紧急情况下能由危急遮断器触动，从而卸掉安全油，保证系统的安全性。在发生紧急情况时如电磁阀接收到关闭指令、供油油压消失等，电磁将将节流调整阀产生安全油路控制油的回路截断，并将产生的安全控制油引入回油，使液控滑阀形成将主汽门自动关闭器控制油快速引入回油的状态，主汽门自动关闭器在弹簧作用下迅速将主汽门恢复到初始位置。供油油压消失时，液控滑阀4在弹簧的作用在，形成将主汽门自动关闭器控制油快速引入回油的位置，主汽门自动关闭器在弹簧作用下迅速将主汽门恢复到初始位置。在有需求时更换相应功能的电磁控制阀，实现控制的智能化和数字化，可采用具有现场总线功能的电磁控制阀达到每个阀的控制的现场总线控制。提高被控制设备的智能网络水平，实现整个控制的信息共享，实现分散现场总线控制的现代化。
图1中描述的是汽轮机调节保安系统的保安部分的工作原理，该调节保安系统的原系统是一种带手动启动阀、手动遮断及复位阀保安系统，系统在建立保安油路的过程中，需要进行多次操作，以实现液压系统的联锁关系，从而建立保安油路，以及危急遮断条件。通过前一段落中针对图3原理部分的介绍，了解到系统可通过第一电磁阀2、第二电磁阀3实现远程操作，且只需保留主汽阀自动关闭器控制器单元便能实现原启动将和遮断及复位阀组的组合控制，若要保留手动遮断功能，可保留图2中云线部分的设备，实现遮断及复位阀组与主汽阀自动关闭器控制器单元互不干扰，独立控制的目的，以实现对原具有飞环的危急遮断滑阀、主汽门自动关闭器联合控制的汽轮机调节保安系统的改造，实现了自动关闭器及危急遮断器滑阀的集中控制，远程自动控制等功能，减少原遮断及复位阀组油路，减少多控制环节对保安系统安全性的影响，增强了保安油路的可靠性和稳定性。
本实用新型在结构上考虑了集中接口、统一设备安装面、固定节流孔限制流量损耗等措施，使本装置对使用场所的通用性、环境适应性、效率等有很大的提高。根据主汽阀自动关闭器液压执行机构的特点设计了适应性强、功能全面、安全可靠的液压控制装置原理。
所述阀体1，实现各阀类元件油道的连通，具有和各电磁阀对应的油口以及阀类安装孔，能准确控制液压油流向和紧急状态时快速泄油。在该装置中，阀体实现将压力油引入安全油控制通道和复位挂闸油控制通道，通过电磁阀实现油路转接，将控制系统的电信号转换为油路转换通道，一是实现危急遮断油门或滑阀的复位功能和挂闸准备，二是实现保安油建立。阀体内增设液控滑阀，设计的液控滑阀动作灵活，具有预开启压力设置，在保安油压压力达到设定值时，滑阀动作将压力油引入主汽阀自动关闭器开启油通道，建立自动关闭器开启油压，当保安油压降低到设定值下时，滑阀在预启弹簧的作用下迅速移动，快速接通主汽门自动关闭器开启油与回油的通道，能快速的实现自动关闭器关闭的功能，从而实现了紧急状况下快速使主汽门恢复到关闭状态或初始位置。阀体实现了将复位挂闸功能、主汽门开启关闭控制、保安油压的建立等集中到一个压力油回路中，且设置合适的节流装置，即能实现各功能的一站式控制，也能保证油压冲击不引起各油口误动作。
控制器B在正常工作时，所有电磁阀均不带电，所有电磁阀采用具有自锁性能的电磁阀，在油系统控制主汽阀自动关闭器正常进汽的情况下，电磁阀分别处于挂闸控制位置和开主汽阀控制位置。在紧急情况下控制器单元接收卸载指令，使装置中控制主汽门的电磁阀带电并锁定在关主汽门位置，电磁阀油路接通保安油与回油的通路，迅速泄掉保安油，液控滑阀在预启弹簧的作用下迅速移动，主汽门自动关闭器开启油在液控滑阀的作用下，快速接通与回油的通道，使主汽阀回复到初始关闭状态或安全位置，迅速切断主汽阀进汽通道，达到保护所控制设备的作用。
该控制器B各控制用电磁阀的安装尺寸，具有完全符合ISO4401相关标准的接口，可根据需要更换具有总线通讯或位置反馈功能的控制电磁阀，实现液压执行机构控制的智能化和数字化，提高被控制设备的智能网络水平，实现整个控制的信息共享，实现分散现场总线控制的现代化。
除满足正常的控制功能和安全性以外，在供油回路的工艺接口上增加测压装置，实现在线监测油压状态。需要进行在线监测控制油压力状态时，通过外加联接软管将压力表与测压接头联接，将压力表与软管固定好后联接软管与测压接头的螺纹，软管中的顶针将测压接头中密封锥打开，将装置中的压力油送至外接压力表，通过压力表实现控制油压力状态的在线监测。
油路清洗附件201、202是对集成阀组内部管路进行清理的必要设备。集成阀组壳体是系统油路的载体，壳体内的油路通道首先需使用液压油进行清洗，以去除油路通道内的杂质，为了使油路通道清洗彻底，针对每个阀的油口处都配有对应的油路清洗附件即冲洗板，使得高压状态下的液压油可以在壳体内循环，并在内部管道内形成高速液体束，高速液体束在弯道处形成强势紊流，对油路通道形成有效冲洗作用。在对油路清洗完成后，将各控制阀安装于集成块壳体上，使控制阀在清洁的液压油环境下进行工作，保证控制的稳定性和可靠性，如果在集成装置的供油回路中增加精密滤油装置，更可大大提高液压阀的工作寿命和控制精度。
