EH油系统主要设备及参数详解

EH油系统主要由三大模块组成：供油模块、跳闸控制模块和执行器模块。

（一）供油模块

供油模块的作用是为燃气轮机和蒸汽轮机控制系统各执行机构提供符合要求的高压工作油（11.8MPa），同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。它主要由集装式不锈钢油箱、主油泵、控制块、溢流阀、蓄能器、硅藻土过滤器、油再生装置、油循环系统、空气滤清器、控制油加热器、液位计、温度传感器、回油冷却系统及必备的监视仪等设备组成。

1.油箱

控制油油箱为不锈钢油箱，容量为1300L。为了保证油箱内空气质量，油箱上设置一套空气呼吸器和一个压力缓冲容器，缓冲容器可以保证在油箱压力小范围波动时不与外界交换介质；当油箱内压力形成正压或负压达20kPa时，两个向内的逆止阀或两个向外的逆止阀动作，用来平衡油箱内的压力。油箱顶部安装两个油位开关，高油位报警值为+70mm、低油位报警值为-110mm，低油位报警信号发出后将自动停运过滤油泵和电加热器。油位不低于-70mm是控制油泵启动条件之一，当油位低于-210mm时运行泵将自动停止。油箱底部装有疏油阀及取样阀。还有油温表及温度变送器，当油温低于35℃时再循环油泵自动启动，高于45℃时自动停止；低于30℃时发出低报警；低于20℃时加热器自动投入，高于25℃时加热器自动停止；高于70℃发高报警；温度控制阀设定值为50℃。

在油箱内回油管出口下面，装有一个200目的不锈钢网兜，网兜内有一组永久磁钢组成的磁性过滤器，以吸取EH油中的金属垃圾。整套滤器可拿出来清洗及维护。由于抗燃油的密度比水的密度大，一般不在油箱底部装设放水阀，油中的水分只能靠其他分离装置除去。

2.控制油泵

考虑系统工作的稳定性和特殊性，本系统采用两台容量为100%的恒压变量轴向柱塞泵（控制油泵）；采用双泵并联工作系统，当一台泵工作，则另一台泵备用；两台泵布置在低于油箱的基础面上，以保证一定的吸入压头。泵的出口压力设定为11.8MPa，为维持一个最小的工作流量以保证泵体不过热。在泵体上接再循环管引至油箱，其设定值可通过调节泵体上的调节机构来整定。主油泵供油压力低报警值为8.8MPa，压力低至8.3MPa时备用泵自启动，压力高至13.7MPa发高报警信号，这些都是通过压力变送器送至DCS实现的。控制油泵结构复杂，对油质要求高，所以油泵进口管安装过滤器，过滤器出口的压力表监视过滤器是否堵塞。每台泵的出口管道有一个供油滤网，当滤网差压高于0.69MPa时发出高报警，此时需要切换油泵并进行滤网清理。为防止系统压力过高，每台泵的出口还装有安全阀，压力过高（14.8MPa）时将油泄放到油箱。

轴向柱塞泵（见图6-48）的特点：轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的；由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合，因此具有容积效率高、运转平稳、流量均匀性好、噪声低、工作压力高等优点；对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。

恒压变量柱塞泵的工作原理：泵中的缸体由驱动轴通过电动机驱动，装在缸体孔中的柱塞连着柱塞滑靴和滑靴压板，滑靴顶在斜盘上。当缸体转动时，柱塞滑靴沿斜盘滑动，使柱塞沿平行于缸体的旋转轴线作往复运动。配流盘上的油口布置成，当柱塞被拉出时掠过进口，当柱塞被推入时掠过出口。泵的排量取决于柱塞的尺寸、数量及行程。而柱塞行程则取决于斜盘倾角。改变斜盘倾角可加大或减小柱塞行程。斜盘倾角可用下述任何一种方法调整，如手动控制、伺服控制、压力补偿控制及负载传感加限压器控制等。

图6-48 恒压变量柱塞泵结构剖视图

油泵启动后，油泵以全流量约150L/min向系统供油，同时也给蓄能器充油。当油压到达系统的整定压力11.8MPa时，高压油推动恒压泵上的控制阀；控制阀操作泵的变量机构，使泵的输出流量减少；当泵的输出流量和系统用油流量相等时，出口压力将保持在设定压力值附近，泵的变量机构维持在某一位置；当系统需要增加或减少用油量时，会根据出口压力的变化，自动改变输出流量，维护系统油压在11.8MPa。

3.控制块

控制块集中安装了以下部件：主油泵出口滤网（2个）、主油泵出口安全阀（2个）、主油泵出口逆止阀（2个）、主油泵出口手动阀（2个）、再生装置入口手动阀及节流孔、再生装置出口逆止阀、再生装置旁路逆止阀、回油冷却器旁路逆止阀。

4.高压蓄能器

在供油母管接有2个高压蓄能器，它实际上是一个有自由浮动活塞的油缸，如图6-49所示。活塞的上部是气室，下部是油室。油室与高压油集管相通。蓄能器的气室充以干燥的氮气，正常的充气压力是7.8MPa。

蓄能器的作用：维持系统油压相对稳定，吸收和缓冲油压的变化。每个蓄能器装有一个隔离阀和一个放油阀，组合使用能将蓄能器与系统隔绝并放掉蓄能器中的高压EH油至油箱，以便对蓄能器进行试验与在线维修。

图6-49 充氮式高压蓄能器

5.控制油再生回路

控制油再生回路，是一种用来贮存吸附剂（硅藻土）使抗燃油再生的回路，如图6-50所示。目的是降低油的酸值，使油保持中性，同时吸附并去除油中的水分。它主要由硅藻土与波纹纤维滤油器（精过滤器）串联而成，通过带节流圈的管道与高压油集管相通。由于有节流圈的作用，再生油压一般不超过0.5MPa，油流也较小。

操作硅藻土过滤器前的截止阀可以使再生装置投入运行，抗燃油流进硅藻土过滤器，再流入3μm精度的波纹纤维过滤器，最后送回油箱。硅藻土过滤器主要用来除去油中含有的酸，而波纹纤维过滤器是用来防止上级过滤器产生的污染、颗粒杂质进入油中。硅藻土滤油器与波纹纤维滤油器的滤芯均是可更换的。硅藻土过滤器前后装有压力表，用来监视再生油压和硅藻土滤器的差压。当差压达0.21MPa时，滤芯需要更换。波纹纤维过滤器装有差压开关，也是用来监视其滤芯工作情况的。当滤网差压达0.24MPa时，向远方发出高报警。

在串联的硅藻土过滤器和波纹纤维过滤器的进出口间接有一个带弹簧式的逆止阀，目的是保护过滤器的滤芯。当过滤器差压达到一定值后，逆止阀打开，将油旁路掉，防止滤芯损坏。

硅藻土的缺点是，在降低酸值的同时会生成金属盐，产生二次污染。长时间投用再生装置会让金属盐及杂质进入系统，在管道和伺服阀流道内沉积，加剧伺服阀的电化学腐蚀，造成密封件老化、油系统泄漏等。所以，一般情况下应退出运行，只有在化验证明酸值超标时才投入，24h后化验合格后即可关闭再生回路。

6.控制油冷却器

系统设置两台板式冷油器，用闭式冷却水将回油冷却到一定温度。冷却器冷却水进口安装有自动温度控制阀，将回油温度调节到50℃左右。

一个弹簧加载逆止阀装在压力回油的管路上，这样可在过滤器和冷油器两者中任一个堵塞进或回油压力过高时，使回油直接通过该阀回到油箱。

7.循环过滤系统

油循环过滤系统的作用是用来加油、排油、清洁油和对油循环加热。由于机组正常运行时，控制油流量很小，仅靠油系统本身的滤油是不够的，必须借助油循环系统来加强滤油。油循环系统主要由控制油净化泵、滤油器及相关的管道阀门组成。循环过滤器装有差压表和差压开关，差压达0.24MPa时向远方发出高报警。一般情况下，它的主要作用是净化，该系统应连续运行。

8.在线再生装置

为了弥补再生回路的缺陷，惠州LNG电厂在控制油供油系统中新加装了控制油再生装置，整个系统主要由进油部件、再生部件、过滤部件、保安部件及电气系统组成。其主要的作用是对运行中抗燃油进行再生、净化，除去油品老化、劣化所产生的有害酸性产物、胶质及油中的机械杂质等，保持油品性能的长期稳定，使油品性能指标充分满足调速系统设备安全运行的要求。必要的时候可通过旁路系统向控制油系统补油。

图6-50 控制油再生回路

（二）跳闸控制模块

跳闸控制模块由4个AST电磁阀、4个隔膜阀，以及相关的节流、仪表等组成。4个电磁阀是受控制系统电气信号控制的。AST电磁阀励磁关闭，失磁打开。在正常运行时，电磁阀带电关闭，复位油（控制）油进入隔膜阀上部，使隔膜阀关闭，从而封闭了安全油的泄油通道，建立了安全油压，使所有与安全油相关的执行机构动作，从而完成了挂闸。当电磁阀失磁打开，泄掉隔膜阀上的压力油；在弹簧力的作用下隔膜阀打开，从而泄掉安全油，使所有与安全油相关的执行机构跳闸，导致机组停机。

4个电磁阀组采用串并联模式布置，即1、3并联的电磁阀再与2、4并联的电磁阀串联；并且采用冗余设置，由二通道构成，一通道由1、3电磁阀组成，二通道由2、4电磁阀组成。这样就具有多重的保护性，每个通道中至少必须有一只电磁阀打开才可导致机组跳闸，也只有同一通道的电磁阀全失效才可能导致机组拒动。这样能有效地防止跳闸阀模块误动或拒动。

每个电磁阀的压力油侧都串接有节流圈，挂闸时电磁阀关闭，压力油通过节流圈向隔膜阀上部充油，使隔膜阀关闭；电磁阀跳闸打开时，由于有节流圈对母管侧压力油的阻隔作用，使隔膜阀上的压力油迅速泄掉，保证隔膜阀快速打开。

在两个跳闸通道并联接入两个节流圈，其作用有三点：

1）建立一、二通道之间恒定的中间油压。

2）使安全油在运行中保持一定的流动性。

3）试验时能有效检测到中间油压的变化来判断结果，对安全油系统油压又不造成影响。

跳闸模块在设计上，还可在线进行电磁阀试验。在通道一与通道二的串接点上安装了电磁阀试验压力开关PS6、PS7及就地监视表PI4。其中，PS6用于中间油压力高报警，PS7用于中间压力低报警，PI4用于就地观察中间油压。做试验时，每个通道每个电磁阀单独进行，不能同一通道的2个电磁阀同时动作，防止机组有跳闸信号而造成拒动。做第一通道电磁阀时，首先将该通道要做试验的电磁阀置于试验位置，热工人员就地打开该电磁阀，则中间油压上升。当中间压力升到9.8MPa时，压力开关PS6动作发出报警，说明该电磁阀动作正常，将该电磁阀投回运行，同理做另一个。做第二通道电磁阀试验时，方法一样，此时中间压力下降到3.9MPa时，PS7发报警，说明电磁阀动作正常。平时运行时，通过监视中间压力的变化来判断隔膜阀是否关闭或有泄漏。

在安全油进口总管上还接有4个压力开关，其中1个用于安全油低油压报警，动作值为9.8MPa，另外3个用于安全油压低保护。当安全油压降到6.9MPa时，通过3取2动作向蒸汽轮机数字电液控制系统（Digital Electro-Hydraulic Control System，简称DEH）发出信号使机组跳闸。

3个跳机发信的压力开关上还设有试验和调试用的阀门，缓慢打开这个阀门，将压力开关的油慢慢泄掉。由于有节流圈对母管安全油的阻隔作用，压力开关的压力慢慢下降，从而可进行压力开关的压力设定和单个压力开关的发信试验。(www.xing528.com)

另外，在就地还设有手动跳闸装置，紧急情况下，通过拨动就地跳闸手柄来连通油路，将安全油泄掉也可达到使机组跳闸的目的。

（三）执行器模块

执行器模块的主要作用是调节蒸汽轮机的进汽量和燃气轮机的燃料量，从而调节机组的负荷和在危急情况下实现紧急停机。它主要由蒸汽轮机各蒸汽阀门——高压截止阀、调节阀，中压截止阀、调节阀，低压截止阀、调节阀；燃气轮机各燃气阀门——燃料截止阀、排放阀，主燃料压力控制阀A和B、主燃料流量控制阀，值班燃料压力控制阀、值班燃料流量控制阀；压气机进口可调导向叶片（IGV）和燃烧器旁路阀，以及各自的液压伺服阀、OPC电磁阀，卸荷阀，低压蓄能器，以及相关的管道仪表等组成。

燃气和蒸汽阀门执行器控制各自相关阀门的位置。阀门执行器的主要部件是小而动力强的液压缸和控制液压缸EH油的执行器模块。每个燃气和蒸汽阀门的开和关由一套阀门执行器部件控制，接收各自轮机控制系统的电位置信号。燃气和蒸汽阀门调节的对象和任务不同，其结构形式和调节规律也不同。但从大体来看，它们基本上大同小异，均是一种组合阀门机构。即在油动机的油缸上有控制块的接口，在该块上装有卸荷阀或伺服阀等，并加上相应的附加组件构成一个整体，成为具有控制功能的组合阀门机构。

阀门执行器有两种类型：开关控制式和比例控制式。应根据实际要求，选择阀门执行器的形式。

1.开关控制式执行器

中、低压蒸汽截止阀（见图6-52）是全开或全关式，没有中间位置。高压控制油通过节流孔板进入执行器模块，然后进入液压活塞。有一个预启功能的卸压阀控制高压控制油的压力，当机组挂闸，卸压阀关闭，活塞下运行油压升高，蒸汽阀打开。当机组跳闸保护动作，执行器的卸压阀打开，释放活塞下运行油，快速关闭蒸汽阀。

图6-51 高、中压截止阀执行器组件

图6-52 燃气截止阀和燃气排放阀执行器

燃气截止阀和燃气排放阀是开关型，其执行器（见图6-52）共用一支路高压油，高压油位于两个阀和卸压阀之间。高压控制油先进入燃气排放阀的液压缸，油压克服弹簧的压力，向下推动阀杆，保持阀门关闭。从燃气排放阀的液压缸流出的高压油进入燃气截止阀，克服弹簧的压力，向上推动阀杆，保持阀门打开。当紧急跳闸保护动作时，卸压阀打开，紧急跳闸油压消失，高压控制油压消失，系统排油，燃气截止阀全关，燃气排放阀全开。机组跳闸时，由燃气排放阀排掉被关在燃气截止阀和燃气流量控制阀间的燃气。在正常运行期间，卸压阀的紧急跳闸液压油压力等于高压控制油压力。液压油压力克服卸压阀的弹簧力，保持液压缸活塞就位，维持执行器的运行油压。因机组跳闸，紧急跳闸液压油压力减小，液压缸活塞移动，导致液压缸的运行液压油立即排出。

2.比例控制式执行器

高压截止阀、高压调节阀、中压调节阀和低压调节阀是比例控制式执行器（见图6-53）。因为需要按蒸汽流量控制阀门位置，因此装设有伺服阀和线型位移变送器（Lineer Variable Differential Transform，LVDT）。伺服阀的进口安装10μm的滤网，以提供干净的高压油。执行器伺服阀接收来自轮机控制盘的电控制信号，调节液压缸。阀门位置信号对应液压缸的油流量，LVDT把阀门位置信号转换成模拟电信号，再反馈给轮机控制盘。反馈信号与阀门位置的命令信号比较，如果有差别，电子控制系统改变电信号，从而调节阀位。这些阀门的执行器上也装设卸压阀：当轮机跳闸或超速保护控制（蒸汽轮机的OPC）动作，卸压阀打开，液压活塞下的运行液压油排出，阀门快速关闭。电磁阀也是阀门执行器组件的主要部件，在蒸汽阀执行器中，用来实现OPC和阀门的快速关闭。

图6-53 蒸汽轮机调节阀执行器组件

图6-54 燃气调节阀执行器（带紧急跳闸管路）

值班燃气和主燃气流量控制阀应用的是紧急跳闸管路的燃气调节阀执行器，如图6-54所示。高压控制油通过滤网，给伺服阀提供干净的运行油。伺服阀从控制器那里接收电信号，给液压缸提供运行油，按图6-54所示方向驱动活塞。弹簧按另一方向驱动活塞，活塞在运行油压和弹簧力间平衡。当轮机启动，通过卸压阀从液压缸中释放运行油，执行器阀门打开。这样，执行器能够按伺服阀的信号要求连续调节燃气。当轮机跳闸，紧急跳闸油失去，卸压阀打开，运行油排出，导致阀门快速关闭。由阀门自带的传感器将阀位信号反馈给控制器。如果阀门开度信号与实际位置信号有差别，误差信号将送到伺服阀，继续调节。

燃气值班、主A、主B压力控制阀应用的是不带紧急跳闸管路的燃气调节阀执行器，如图6-55所示。高压控制油通过滤网，给伺服阀提供干净的运行油。伺服阀从控制器那里接收电信号，给液压缸提供运行油，按图6-55所示方向驱动活塞，弹簧按另一方向驱动活塞。活塞在运行油压和弹簧力间平衡。由阀门自带的传感器将阀位信号反馈给控制器。如果阀门开度信号与实际位置信号有差别，误差信号将送到伺服阀，继续调节。

在IGV和燃烧器旁路阀执行器中，高压控制油通过滤网，给伺服阀提供干净的运行油。伺服阀从控制器那里接收电信号，给液压缸活塞的两侧提供运行油。活塞的位置由缸中的运行油确定。在紧急情况下，由伺服阀释放排出运行油，从而关闭阀门。由阀门自带的传感器将阀位信号反馈给控制器。如果阀门开度信号与实际位置信号有差别，误差信号将送到伺服阀，继续调节。

图6-55 燃气调节阀执行器（不带紧急跳闸管路）

3.其他组件

（1）电液伺服阀

电液伺服阀（见图6-56）的作用是把电气量转换为液压量去控制油动机。经计算机运算处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号由伺服放大器放大后，在伺服阀中将电气信号转换成液压信号，使伺服阀主阀移动，并将液压信号放大后控制高压油的通道，使高压油进入油动机活塞下腔，油动机活塞向上移动，经杠杆带动汽阀使之开启，或者是使压力油自活塞下腔泄出，借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。当油动机活塞移动时，同时带动线性位移传感器，将油动机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后送来的信号相加。由于两者的正、负相反，实际上是数值相减。只有在原输入信号与反馈信号相加后，使输入伺服放大器的信号为零后，这时伺服阀的主阀回到中间位置，不再有高压油通向油动机下腔或使压力油自油动机下腔泄出。此时，汽阀便停止移动，并保持在一个新的工作位置。

图6-56 电液伺服阀原理图

电液伺服阀是由一个力矩电动机、两级液压放大和机械反馈系统等组成。力矩电动机是由一个两侧绕有线圈的永久磁铁组成。

当伺服放大器输出的电流改变时，电液伺服阀内力矩电动机的衔铁线圈中有电流通过，产生一个磁场，在其两侧磁铁的作用下，产生一个放置力矩，使衔铁放置并带动与之相连的挡板转动。如当衔铁往左上翘时，挡板移近左边喷嘴，使左喷嘴的泄油面积减小，使流量减小，喷嘴前的油压升高；与此同时，右边喷嘴与挡板的距离增大，流量增加，喷嘴前的油压降低。

（2）快速卸荷阀

快速卸荷阀（见图6-57）安装在油动机液压块上，它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机或正常停机时，安全油泄压后，快速泄放油动机活塞下腔的压力油。这时不论伺服放大器输出的信号大小，在阀门弹簧力作用下，均使阀门迅速关闭。◆正常工作：AST电磁阀带电遮断油建立→P_l=P₂杯形阀↓→③、④断开HP与油缸下腔接通→阀门开度加大

图6-57 快速卸荷阀工作原理

◆出现遮断信号：AST电磁阀失电P₂↓→0杯形阀↑→③、④导通油缸下腔与回油接通快速关门

（3）OPC电磁阀

蒸汽轮机高、中、低压调门执行机构带有三个OPC电磁阀。当机组OPC（超速保护控制）动作时，3个OPC电磁阀带电开启，操作油压失去，调门随之关闭。OPC条件消失后延时1.8s，3个OPC电磁阀失电关闭，操作油压重新建立，调门打开。

OPC在以下工况发生时动作：

1）机组超速107.5%。

2）机组负荷高于24%时发生甩负荷工况。

3）机组只带厂用电运行。

（4）试验电磁阀

中压主汽阀和低压主汽阀由于没有伺服阀，因此需要安装单独的试验电磁阀，定期对蒸汽轮机的阀门进行活动性试验，以保证机组在正常运行工况下，阀门不出现卡涩。