WDT-150-6.3型调速器机械液压部分说明书.doc

WDT-150-6.3型调速器机械液压部分说明书WDT-150-6.3型调速器的机械部分采用了武汉长江控制设备研究所的专利技术：“水轮机调速器的电液比例随动装置”(专利号：95 2 38033.1)。 机械部分由比例集成式电液随动装置配以相应的油压装置，构成一个完整的电液调速器。其主要特点为：采用电液比例阀直接控制主配压阀，整套设备结构简单，调整方便，可靠性高，耗油量小。 一、 主要技术参数 导叶主配压阀直径 150mm 工作油压 6.3 MPa 压力油罐容积 10m3 滤油精度 20m二、 系统构成与特点该电液随动装置由滤油器、紧急停机电磁阀、双电液比例阀、切换阀、手动操作阀等部件构成。控制阀均为板式结构，全部集成于主配压阀的上部。 其主要特点：1.采用电液比例阀、手动操作阀直接控制主配压阀,各种液压控制阀均为板式结构，结构简单，调整方便。 2.自动控制通道采用德国BOSCH电液比例阀作为电液转换元件，并采用双比例阀冗余切换，互为备用，大大提高工作可靠性。3.手动控制通道采用手动操作阀作为电液转换元件执行元件，当自动通道故障时，则用截止阀切换到手动控制方式。4.采用具有液压内反馈的自复中主配压阀，主配压阀的控制信号为控制油流量，由比例阀直接控制主配。当电源消失或电气故障时，可保持机组故障前所带负荷。5采用液压集成无渗漏设计，所有液压件都设计安装在液压集成块上，液压件之间的联接由集成块内部的油道完成，全部取消明管，从而可大大提高操作油压力。电液随动装置集成示意图21 主要部件简介1.电液比例阀电液比例阀是由两个比例电磁铁推动的3位4通液压换向阀，其输出流量的大小，与输入比例电磁铁的电气控制信号成比例。与一般电液伺服阀相比，该阀具有体积小、电磁力大、可靠性高、抗油污能力强等优点。电液比例阀结构示意图2.主配压阀主配压阀与传统的结构不同，其引导阀芯被可靠地固定于中位，不能上下运动。参见下图。具有液压内反馈的自复中主配压阀结构示意图主配压阀与传统的结构不同，其引导阀芯被可靠地固定于中位，不能上下运动。正常运行时，主配压阀的引导阀接通压力油。当通往辅助接力器上腔的控制油路被切断时，主配活塞必然与引导阀芯一样处于中位，以使其辅助接力器上腔的油压力与该活塞进油腔的差压力相平衡。当通往辅助接力器上腔的控制油路与排油接通时，主配活塞受其进油腔差压力的作用而向上偏离中位，使得辅助接力器上腔通过引导阀接通压力油。当进入辅助接力器上腔的压力油流量与排油流量相等时，主配活塞将稳定在中位上方的某一位置。显然，辅助接力器上腔的排油量越大，使主配活塞稳定所需的压力油流量就越大，因而 主配活塞偏离中位的距离也越大。如果控制油路又被切断，而辅助接力器上腔却仍与来自引导阀的压力油相通，由于辅助接力器上腔的工作面积大于主配活塞差压面积，因而主配活塞将在辅助接力器上腔油 压力的作用下迅速回到中位，以使作用于它的油压力重新平衡。 同样，当辅助接力器上腔与压力油接通时，主配活塞将在辅助接力器上腔油压力作用下向下偏离中位，辅助接力器上腔将通过引导阀接通排油。同样道理，主配活塞也会稳定在中位下方某一位置，且偏离距离与进入辅助接力器上腔的压力油流量成比例。一旦控制油路又被切断，主配活塞将在其进油腔差压力作用下重新回到中位。 从原理上讲，由于辅助接力器在偏离中位时，与引导阀共同形成了与输入流量相反的流量负反馈,且流量负反馈的大小,在一定范围内与辅助接力器偏离中位的距离成比例，因而辅助接力器这一积分环节，由于流量负反馈的存在，便成为一个受输入流量控制的比例环节了。 综上所述：主配活塞在控制油路正、负流量输入（即接通压力油或排油）的作用下将产生向下、向上的位移，其位移量与输入的流量在一定范围内成比例；一旦控制油路被切断，主配活塞将迅速复中。3.双系统切换阀双系统切换阀和手自动切换阀采用的是，带湿式直流电磁铁的2位3通液压换向阀。动作双系统切换阀，可选择两套电液比例阀的工作和备用状态。4.手动操作阀 手动操作阀采用的是用手柄操作的3位4通液压换向阀。调速器在手动工况运行时，电液比例阀出口控制油被切断，辅助接力器将受手动操作阀正、负流量输出的控制。5.紧急停机电磁阀紧急停机电磁阀采用的是，带湿式直流电磁铁的2位4通液压换向阀。正常运行时， 紧急停机电磁阀仅作为油路通道，压力油经过紧急停机电磁阀后，分别进入引导阀和各液压控制阀，及通过单向阀进入辅助接力器。在事故情况下,紧急停机电磁阀动作,单向阀开启，使辅助接力器上腔接通排油,同时切断了各液压控制阀的压力油源，如此，主配活塞快速上移，实现紧急停机。正常运行时， 压力油经过紧急停机电磁阀进入辅助接力器上腔和控制油路。在事故情况下,紧急停机电磁阀动作,使辅助接力器上腔接通排油,同时切断了控制油路的压力油源，使主配活塞快速上移，实现紧急停机。6.滤油器双联滤油器系指滤油器有两只滤器，其中一只工作另一只备用，并且两只滤器切换时不断流，以保证用油系统供油的连续，进行在线（机组运行中）切换。其设计原则是，具有足够大的通油能力，压力损失小；过滤精度满足设计要求；滤芯具有足够的强度和纳污容量；滤芯能在规定温度下长期工作以及滤芯的更换、清洗及维护方便。（1）结构及工作原理双联滤油器主要由滤前、滤后压力表；锁紧螺钉；不断流阀芯；精密滤芯和滤筒组成。参见下图。双联滤油器结构示意图正常情况下，一个滤芯工作，另一个滤芯备用。从滤前、滤后压力表上可直接读出滤芯前后的压力差，时时跟踪油质工况。如果安装压差发讯器，那么，当滤芯前后压差达到0.35MPa，发讯器就点亮机柜面板上的指示灯报警，提示更换正在使用的这只滤芯。当需要更换滤网时，只要把不断流阀芯通过端部把手将其推向另一侧（备用侧），并将不断流阀芯锁紧，即可在机组正常运转的情况下安全更换脏滤芯。（2）工作参数滤芯过滤精度：20m 双筒过流量：225L/min；滤芯前后报警压差：0.35Mpa阀芯伸出端为侧工作滤芯。7.电气反馈装置反馈装置机构的作用是把接力器的位移转换成响应的电器信号，反馈至电气控制装置，与调节信号相比较。该机构采用精密耐用电位器作为转换元件。三、电液随动装置系统工作原理 调速器及油压装置工作原理如下： GLT-150-6.3型调速器及油压装置动装置系统工作原理示意图如图所示。导叶控制系统由自动通道和手动通道组成。压力油经滤油器过滤后，通过紧急停机电磁阀，一路进入主配引导阀，另一路进入两个电液比例阀手动操作阀，三阀并联，还有一路通过单向阀进入辅助接力器。比例阀为自动工况使用，手动操作阀为手动工况使用，其中两个电液比例阀冗余控制，互为备用，由双系统切换阀进行切换。自动和手动工况的选择由截止阀进行切换。正常运行时，紧急停机电磁阀与手自动切换阀均为通路，主配引导阀接通压力油。电气控制信号与主接力器位置信号之差为零时，电液比例阀阀芯在复位弹簧作用下复中，切断辅助接力器控制腔的油路，主配压阀准确地稳定于中位，主接力器也将稳定不动。当电气控制信号减小时，电液比例阀向关机方向运动，使辅助接力器控制腔接通排油时，主配压阀自中间位置向上移动一定距离，主接力器向关机方向运动。同时带动位移传感器移动，直到与电气控制信号相等，两差值信号为零时，电液比例阀和主配压阀便随之复中，主接力器便停止运动。反之，如电气控制信号增大时，电液比例阀向开机方向运动，使辅助接力器控制腔接通压力油时，主接力器将向开机方向运动相应距离。这样，主接力器将按一定比例随动于微机调节器控制信号，构成了电液随动系统。当电气控制部份发生故障时，调速器切至手动状态，辅助接力器可由手动操作阀控制，实现手动操作。在事故情况下，紧急停机电磁阀动作,使辅助接力器上腔接通排油,同时切断了控制油路的压力油源，使主配活塞快速上移，实现紧急停机。四、油压装置简介及工作过程油压装置主要由压力油罐、回油箱、配有电机的螺杆泵，组合阀以及其自动化附件组成。压力油罐的侧壁装有：电接点压力表、压力变送器、自动补气装置、浮子液位计及不同规格型号的进出油截止阀等部件。回油箱上面装有两套带电机的立式螺杆泵、安全（卸荷）组合阀组和浮子液位计，油混水信号计，回油箱内设有滤网。油压装置部件组成及系统工作原理图见第三节4.1、主要部件简介1.压力油罐压力油罐用于储存和供给压力油，在压力油罐内汽轮机油约占油罐容积的三分之一，其余三分之二是压缩空气。压力油罐底部设有人孔盖以便检修清洗。2.回油箱该油压装置回油箱由主油箱和附油箱组成。附油箱的用途将在后面介绍。回油箱由钢板焊接而成，是回油及漏油的汇集处。回油箱内有滤网架及滤网，将油箱分为污油区及净油区，两个双层滤网可分别清洗而不影响油压装置的正常工作。回油箱设有一个平镶安装的油位指示器、一个加油接口、一个具有排油阀的排油接口以及用于油净化循环的接头。回油箱内装一只油混水检测器，检测器有两付电气独立接点供买方使用。3.电机泵组调速器有两台相同的油泵，两泵均为螺杆泵，螺杆泵在最大油压下能自吸注油启动，并直接与三相低启动电流且设计为线电压全压启动的感应电机联接。螺杆泵是利用互相啮合的三根螺杆来排送油液的转子泵。壳体、 衬套和端盖组成油泵的泵体。衬套为三个平行而互相连通的圆柱孔，衬套内装有一根特殊断面的主动螺杆及两根从动螺杆，互相配合并均匀地保持微小的间隙，使油泵分隔为压油腔与吸油腔。油泵电动机组固定在回油箱上，油泵的吸油腔通过吸油管与回油箱净油区联通，压油腔与阀组相联。螺杆泵运转平稳，且具有较高的效率。4.组合阀组合阀由单向阀、空载启动阀及安全阀(溢流阀)组成，串接在螺杆泵到压力油罐的油路上。该阀组在泵组起动时处于卸荷状态, 转速接近额定值时, 螺杆泵才通过阀组的单向阀将压力油送入压力油罐。当系统工作压力超过允许值时，阀组的安全阀（溢流阀）自动打开, 将油排入回油箱,防止油泵和压力油罐过压。5.补气装置自动补气装置由两个电磁阀、一个过滤器，一个二位直通气动阀，一个三位换向手动阀及管路组成。具有自动补气、手动补气和必要时排放压力油罐中多余气体等功能。自动补气装置与液位计相配合，通过自动控制回路实现自动补气。4.2、 工作过程当电机驱动油泵高速旋转时，净油区的透平油经吸油管吸入吸油腔，获得能量后进入压油腔, 经组合阀和截止阀进入压力油罐。当系统用油时,压力油罐内的压力油经截止阀送至调速器,工作后，回油排入污油区,经滤网过滤后再进入净油区,如此往复循环。在正常情况下，压力罐上部充满约2/3压缩空气，下部充满约1/3汽轮机油。压缩空气的排放可通过补气装置手动进行，使油气比例正常。当压力油罐压缩空气减少需自动补气时，压力油罐上的磁翻版液位计接点动作，自动补气装置电磁阀随之动作，压缩空气经自动补气装置进入压力油罐，使罐内油气比例保持正常。压力油罐侧壁上装有多个压力开关，用来控制两台油泵的工作。当调节系统需要供油使压力下降到额定压力的下限值时，第一个压力开关动作发出信号，启动工作油泵向压力油罐供油。当油压上升到正常压力的上限值时，第二个压力开关动作又发出信号，切除油泵电源，使油泵停止工作。如果液压系统耗油过大，一台油泵工作时油压仍继续下降到备用泵启动值时，第三个压力开关动作发出信号，启动备用油泵，使之立即向压力油罐供油。直至压力升到正常压力上限时，第四个压力开关发出信号，控制油泵停转。假定压力继续下降时，第五个开关就会发出低油压报警信号，待降至最低许可压力下限时，第六个开关发出信号给控制系统，立即进行低油压事故紧急停机。当压力油罐的油压高于额定油压的2%时，安全阀自动开启，压力油将排到回油箱中；油压在达到额定油压的10%之前，安全阀全部开启，此时油压将不再上升，以保护油泵和压力油罐。对于具有自补气装置的油压装置，当压力罐内油面达到高油位而油压又没到额定值时，自动补气装置启动，向压力罐补气至额定压力停止，完成一次补气工作。五、安装调整与维护5.1、调速器的安装1.调速器就位后，各联结液压管道和有关部件在组装前一定要反复清洗，严防有金属屑等机械杂质混入液压油中，确保液压系统用油的清洁。2.电气反馈的安装位置应尽量靠近接力器，且电气反馈装置的运动方向应与接力器活塞轴线平行。5.2 、调速器的调整1.调整前的准备工作(1) 认真检查各部件是否符合图纸装配要求，调速器至接力器配联油管是否正确，并作相应处理。(2) 检查固定螺栓是否紧固，并作相应处理。(3) 接力器应位于全关位置，调速器处于手动状态。(4) 将开关机时间调整螺母和螺栓分别旋到偏离引导阀盖板和主配盖板34毫米，避免开关机时间过快。(5) 确保液压系统的清洁污染是导致液压系统故障的主要原因。污染可加速液压元件的磨损，导致其性能下降；堵塞阀的间隙和孔口，引起阀的故障等。因此，严格控制液压系统的污染是提高调速器运行可靠性的重要保证。回油箱清洗干净后方可注油。新油须经过仔细地过滤后，才可注入回油箱中。调速器在进行试验和初期运行时应随时观察滤油器前后压差，检查滤油器堵塞情况并及时清洗或更换滤芯。 (6) 注意保持液压系统的的密封性、防止灰尘、昆虫、水和其他杂物混入。2.低油压时的调整(1) 手动控制油泵，使油压升至略大于充气压力，缓慢开启主供油阀一点，观察各充油部件及各油管有无振动和渗漏，并作相应处理。 (2) 电液随动装置充油前，油压装置升压至额定油压的三分之一，手自动切换阀置于手动，手动操作阀置关机侧。缓慢打开主供油阀，这时接力器应处于全关位置。用手动操作阀缓慢开机，使接力器向开机侧运动直至全开，用手动操作阀在小范围内反复操作接力器并逐步扩大至全行程，以排除各充油部件及管路中的空气。操作时应随时控制油泵使其保持油压。重复上述操作，细心检查各部位有无漏油或其他异常。若以上一切正常，即可将主供油阀全开，将油压升至额定工作油压，并将油泵切入自动。3.工作油压下的调整(1) 密封性能检查 在工作油压下，用手动操作阀反复操作接力器在全行程范围内运动，再次检查各充油部件的密封性，并作相应处理。(2) 主配压阀机械中位的调整将手自动切换阀置手动位置，用手动操作阀缓慢把接力器开到中间位置，然后停止操作，观察接力器是否仍在运动。如仍在运动，则细心调整主配引导阀芯，直到接力器没有爬行为止，然后并紧受压盖。具体方法：调整引导阀中位调整螺栓（见下图），顺时针旋转为开机方向，逆时针旋转为关机方向。操作手阀，使接力器可稳定在任意开度为止。调整时，操作手阀幅度要小，而且要即刻释放，在操作手阀释放停止后，接力器应立即停止运动。需要注意的是，调整完毕并紧锁紧螺母再重复上述操作，不允许爬行。(3) 导叶接力器开、关机时间的调整 主配及引导阀盖示意图接力器的开关机时间的调整：接力器的开关机时间的调整是通过调节主配阀活塞上端限位螺母与限位螺栓的距离大下来实现的。如下图所示，通过调整a的距离可以限制主配阀活塞开机侧的最大行程，以适合的流量满足导叶接力器全关时间的要求。同理，调整b的距离就可以调整导叶接力器的全开时间。具体方法：在额定工作油压下，手动操作使导叶接力器全开，调整主配压阀的开、关机时间调整螺栓，用动作紧急停机电磁阀和操作电液比例阀的方法使主接力器快速关闭和开启，测量其全关和全开时间（即自75%关到25%和自25%开到75%所需时间的两倍），使之满足调节保证计算的要求。需要注意的是，调整完毕后必须将两个组对称的锁紧螺母拧紧，防止松动。5.3、电液随动装置的运行与维护1.运行此说明书只介绍手动运行条件和手动运行方式，自动运行将在电气部分说明书中介绍。1）手动开机条件(1) 水轮发电机组和其它辅助设备正常，具备开机条件；(2) 调速器工作油压正常；(3) 电气控制装置已退出工作；(4) 接力器处于全关位置；2）手动开机过程首先，操作手动操作阀，使接力器以适宜的速度缓慢打开至启动开度，细心调整手动操作阀使机组维持额定转速。3）手动增减负荷机组并网后，操作手动操作阀，使机组带上所需负荷，并根据需要增减。4）手自动切换手自动切换就是操作电液比例阀输出油路上的板式截止阀的通或断。5）正常停机操作手动操作阀使接力器以适宜的速度将导叶关至空载和全关位置。 6）紧急停机当机组过速或出现严重故障必须紧急停机时，机组控制屏将发出紧急停机信号作用于紧停电磁阀，使导叶接力器全关。2.维护(1) 运行中要保持设备的清洁,滤油器应定期清洗,当滤油器前后的压差大于规定值的0.35MPa时要及时清洗。清洗滤网时应注意滤网是否损坏, 如有损坏应及时更换。(2) 注意各连接、调整部位是否有松动现象，如有松动应及时并紧，特别要关注开关机时间调整螺栓。(3) 密封部件处如出现渗油等现象，则可在关闭压力油后进行密封垫或O型圈的更换。5.4、油压装置的安装及维护1.安装注意事项(1) 油泵与电机联结后，用手轻转，转动应灵活轻便，无别劲卡阻现象；(2) 螺杆泵与吸油管联结处，必须严格密封，否则油泵工作时会因吸入空气而产生剧烈振动；(3) 回油箱内双层滤网的细滤网必须面对污油区，不许装反；(4) 所有零件须清洗干净，然后用汽轮机油润滑装配。2.第一次启动（含检修后启动）的步骤(1) 开启油泵组至压力油罐的截止阀；(2) 向螺杆泵衬套内注入汽轮机油至溢出为止；(3) 用瞬时启动油泵电机方式，检查螺杆泵旋转方向是否正确。(4) 启动螺杆泵向压力油罐送油，直到压力油罐内油位略低于正常油位时，然后打开补气装置向罐内送入压缩空气，当压力升至0.51.0Mpa范围内，检查各处是否漏气、漏油；(5) 如无渗漏继续充气升压试验，将压力升至额定工作油压，持续时间约30分钟，若无异常即可投入运行。3.维护(1) 经常进行油的理性化性能的化验分析，根据化验结果决定补充部分新油或全部更换新油；(2) 回油箱中的滤网应定期进行清洗；(3) 两台油泵应定期切换工作状态。(4) 运行初期应经常检查压力油罐与回油箱的油位是否正常，发现漏油漏气部位应及时处理，以保持正常工作。5.5、 故障处理1. 电液比例阀故障，不能实现调节或有偏开，偏关现象。检查：电液比例阀阀芯是否发卡，阀芯复中弹簧是否损坏。处理：用汽油清洗电液比例阀阀芯，并检查阀芯工作面是否出现划痕或磨损，如果工作面损坏则应更换阀芯，另外应同时清洗滤油器滤芯；检查阀芯复中弹簧是否完好，否则更换弹簧。2. 电磁换向阀故障，未能实现A，B系统切换。检查：电磁换向阀阀芯是否发卡。处理：用汽油清洗电磁换向阀阀芯，并检查阀芯工作面是否出现划痕或磨损，如果工作面损坏则应更换阀芯，另外应同时清洗滤油器滤芯。3. 机组运行时在无电气信号控制时溜负荷。 检查：是否因主配压阀机械中位偏离而产生。 处理：检查锁紧螺母是否松动，在无水状态下，检查导叶接力器是否能够稳定在某一开度。如果有偏开，偏关现象，则需要重新调整中位。调整引导阀中位调整螺栓，顺时针旋转为开机方向，逆时针旋转为关机方向。操作手阀，使接力器可稳定在任意开度为止。调整时，操作手阀幅度要小，而且要即刻释放，在操作手阀释放停止后，接力器应立即停止运动。需要注意的是，调整完毕并紧锁紧螺母再重复上述操作，不允许爬行。4. 机组运行过程中接力器在开或关的方向动作缓慢。检查：是否因开关机时间调整螺母松动或压力油压压力过低而造成。处理：检查开关机时间调整螺母是否有松动现象，是否最初整定的导叶开、关时间有变化。如有变化则在额定工作油压下，手动操