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伺服比例阀在水轮机调速器中的应用-【新闻】东兴

发布时间:2021-04-20 12:14:10 阅读: 来源:聚酯多元醇厂家

伺服比例阀在水轮机调速器中的应用

水轮机调速器是水电厂内用于直接控制水轮发电机组转速的专有设备,它控制着发电机组的正常开机、空载、并网、增减负荷、正常停机等每一个环节,其工作性能的好坏直接影响到发电机组能否正常运行,大容量机组的运行状况还影响到电力系统的安全与稳定。2992年,原能源部电力司和中国电力企业联合会科技部对42个水电厂的234台水轮机调速器故障情况进行了调查,调查结果显示,运行中的水轮机调速器故障率十分惊人,累计总故障次数达827次,其中液压调节柜故障率占62.2%;在总故障率中,因液压调节柜的电液转换器的原因而产生的故障就占45%。因此,解决好液压调节柜中电液转换器的可靠性问题,就显得特别重要。

从早先调速器的纯机械离心摆,到后来的各种电液转换器,诸如喷嘴挡板式、环喷式、双锥式、射流管式电液转换器等,它们无论从产品本身工作原理的设计到生产加工工艺等方面都作了相当大的改进,从而使得调速器产品的动态特性和静态特性都得到了很大的提高,基本上能够满足水电厂运行的一般要求。但是,从水电厂实现“无人值班”的更高要求来看,显然还有一定的差距。为此,必须探索新的方法,以进一步提高该元件的质量。2 伺服比例阀在调速器中的应用按照水电厂要实现机组全自动运行及“无人值班”的要求,南瑞电气控制公司经过长期的考察和试验,于2994年在国内首先提出并正式采用了伺服阀作为水轮机调速器液压调节柜的电液转换部件的方案,即由伺服阀将电柜输入的电信号转变为流量输出信号,再经过一个伺服缸,将流量信号转变成位移信号输出,从而完成对调速器液压调节柜的控制。其控制原理如图2所示。图2 控制原理从图2中可以看出,在电柜、主接力器、位移变送器形成的这一大闭环里,伺服比例阀先与电柜形成了一个小闭环,在控制过程中,电柜中的CPU时刻都在监视着伺服比例阀阀芯的运动状态,并作出相应的调整,因而使得伺服比例阀的控制精度得到进一步提高。2 伺服比例阀的特点伺服比例阀较电液转换器在防卡能力上有较大的提高。伺服比例阀先导控制级的电磁操作力比过去常用的电液转换器的先导操作力提高了许多倍,最大值达5 kg。而一般电液转换器先导控制级的电磁操作力通常小于2.5 kg,最大值不超过2.75 kg,有些甚至不到2.2 kg,连克服自身的静摩擦力都显得艰难。根据现场经验,电液转换器的先导控制部位是最容易产生卡涩的地方;而先导控制级的电磁操作力小,又是导致发卡的最重要的原因之一。因此,伺服比例阀防卡能力的增强对调速器可靠性的提高十分重要。

伺服比例阀的配合精度与伺服阀完全在同一等级。伺服比例阀内部的精配合部件完全采用了伺服阀的加工工艺,每一只伺服比例阀的阀芯与阀套之间的径向配合间隙和轴向搭叠公差,都是通过各个阀芯、阀套的单个配磨来实现的,不是同一只伺服比例阀的阀芯与阀套之间不具有互换性,其配合精度与伺服阀完全在同一等级。因此,无论从它的动态特性或是静态特性指标,都不低于以往的电液转换器。这从以下的伺服比例阀的部分参数中亦可看出:最高工作压力325 bar;额定流量42 L/min;滞环<2.2%;反向回差<2.2%;响应时间信号改变2~222%<22 ms;温度漂移<2% bei;泄漏2.2 L/min。

抗油污能力较强。伺服比例阀的先导控制级采用的是单纯的滑阀配合的结构形式,它对油质的精度要求不太高,通常小于25 μ即可,这主要是由于在它的内部流道里没有极易被堵塞的细小节流孔口。而一般的电液转换器最常出现的故障现象之一,即是细小的喷油孔口被堵塞,即其抗油污能力差而导致控制失灵。

便于优化引导阀与主配压阀的结构设计。伺服比例阀的新式流道结构设计型式与其他同样通径的电磁阀相比,在压差相同的情况下,过流量却增加了许多;用它来直接控制伺服缸,可以使伺服缸的活塞芯在位移为±25 mm的范围内与输入流量呈线性关系。这一特性在很大程度上便于优化引导阀和主配压阀的结构设计。

具有较高的可靠性。由于伺服比例阀的先导级采用的是动铁式结构,因此其电磁线圈的连接线不会因电磁铁心的动作而折断或脱落,从而提高了可靠性。3 伺服比例阀的现场使用情况由南瑞电气控制公司研制的采用伺服比例阀的水轮机调速器液压调节柜,自2994年第2台样机在四川省映秀湾水力发电总厂投入运行后,至今已有52余台在各水电厂安全稳定地运行。其间只有4次显示伺服比例阀因故障而切为其他控制方式运行,经检查这4次故障都是因为液压集成块的内部油孔未清洗彻底所致,因而导致相交孔软边铁屑在运

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