摘　要:将使用低压透平油的液压调节系统改为使用高压抗燃油的纯电调系统可以提高控制品质,是汽轮机控制技术发展的趋势。通过对给水泵汽轮机速关阀的结构和工作原理的分析,论述了速关阀改造的必要性和可行性;并对主要部件进行了设计计算,完成了速关阀改造的设计方案。

关键词：能源与动力工程;给水泵汽轮机;电调系统;速关阀,设计

分类号：TK325 　文献标识码：A

文章编号：1671-086X(2007)01-0047-05

1 　概　述

给水泵汽轮机是电厂发电系统的重要设备,通过对给水泵汽轮机的自动控制,可以实现对锅炉水位的控制和保护,保证电厂设备安全可靠运行。

给水泵汽轮机通常为300MW 和600MW 机组配套,其可靠性直接影响着整套机组的运行。目前,给水泵汽轮机大都采用液压调节保安系统,调节油和保安油使用汽轮机的透平油,由主油泵提供。

图1 是杭州汽轮机股份有限公司生产的给水泵汽轮机的调节保安系统图。从图中可以看出,给水泵汽轮机的调节保安系统包括一个低压调门和两个速关阀(主汽门) 。低压调门用于控制给水泵汽轮机的进汽量,按照锅炉水位的要求来控制给水泵汽轮机的转速和负荷。速关阀起安全保护作用,当给水泵汽轮机危急遮断系统(ETS) 动作后,迅速关闭汽门,使给水泵汽轮机停机。

图1 　给水泵汽轮机调节保安系统图

2004年新华控制工程有限公司在青岛电厂对给水泵汽轮机的低压调门成功实行了改造,将低压调门的液压调节系统改为使用高压抗燃油的纯电调系统。使用计算机作为控制器,以高压抗燃油驱动的油动机作为执行器,使给水泵汽轮机的调节品质有了极大的提高,并解决了调节系统卡涩、不稳、迟缓率大的弊端。对于速关阀,因其结构的特殊性,一直采用透平油的低压保安系统控制。

2 　速关阀改造的必要性

速关阀分为阀门本体和油动机(执行机构) 两部分。阀门本体负责打开或关闭蒸汽通道,油动机由低压透平油驱动,带动阀门运动。对速关阀进行改造实际上是对油动机进行改造。图2为使用低压透平油驱动的速关阀油动机的结构原理图。其工作原理为:当系统收到挂闸信号后首先将启动电磁阀通电,压力油经过启动电磁阀、节流孔,进入到油动机的启动油口,启动油将活塞压下与圆盘接触。活塞与圆盘接触后即将回油口封住。此时启动油电磁阀断电,启动油通过节流孔与回油相通。油动机上速关油口与压力油相通,压力油推动圆盘和活塞运动,带动阀门开启至全开位置。蒸汽通过速关阀后到低压调门,由低压调门控制进入到汽轮机的蒸汽量来控制汽轮机的转速。

图2 　速关阀油动机结构原理图

当速关阀需要关闭时,系统发出信号令速关电磁阀带电,速关油与回油相通,压力下降,圆盘在弹簧力的作用下与活塞分离,圆盘下腔的油通过圆盘四周的间隙到达圆盘上腔,弹簧作用在圆盘上通过阀杆带动阀门快速关闭。速关阀快速关闭可以有效地切断进入到给水泵汽轮机的蒸汽,避免引起汽轮机超速和保护锅炉水位。依照这个阀门动作原理,通过就地手动打闸、机械超速驱动危急遮断装置动作、保护系统ETS动作,都可实现速关阀的快速关闭。