BN75汽轮机调节系统计算书_9.doc

洛阳发电设备厂BN7.5-1.5/300/0.35型余热汽轮机调节器静态计算书洛阳发电设备厂BN7.5-1.5/300/0.35型余热汽轮机调节器静态计算书西安交通大学叶轮机械研究所洛阳发电设备厂研究所二00五年三月目 录1、基本工作原理22、已知数据33、结构尺寸43.1、压力变换器计算43.2、通流油路计算43.3、错油门计算53.4、油动机安全系数校核63.5、结构尺寸汇总64、调节器部套试验规程64.1、技术要求64.2、静态试验64.3、需要说明的问题7洛阳发电设备厂BN7.5-1.5/300/0.35型余热汽轮机调节器静态计算书1、基本工作原理调节系统组成简图如图1所示，对应的通流油路如图2所示。当机组转速增加时，通过电液转换器CPC转换来的控制油压降低，由于压力变换器上部为弹簧，弹簧力与压力变换器滑阀下面的油压力平衡，当油压降低时，驱动压力变换器滑阀向下移动，减小脉冲油路的排油口面积，脉冲油压升高。而脉冲油压作用在错油门滑阀的下部，其上部为弹簧。这样对于错油门滑阀来说，稳定工况时，弹簧力与油压力是平衡的，当油压升高时，错油门滑阀的平衡受到破坏，将使得错油门滑阀向上运动，错油门滑阀的凸肩控制的断流油口打开，使得压力油进入油动机活塞的下部，而油动机活塞的上部接排油，这样在油压差的作用下，使得油动机活塞向上运动，通过传递杠杆带动调节阀门向减小阀门开度的方向运动，减小进入机组的流量，使得机组的功率与外界的负荷达到平衡，抑制机组转速的变化，这实际上就是一次调频。在油动机活塞向上运动的同时，控制二次脉冲油路的排油口，将排油口的面积增加，这样当增加的面积等于减小的面积时，二次脉冲油压回复到原来的稳态值，使得错油门滑阀回复到原来的平衡位置，关闭断流油口。只有这时，新的平衡工况才来到，油动机活塞的上部和下部既没有进口，也没有排油，不再运动。当机组转速降低时的过程与机组转速增加时的运动过程相反，工作原理相同。表1、计算所用符号说明符 号代表意义符 号代表意义HA空载时调节汽阀开度DG调节汽阀阀杆直径HB额定载荷时汽阀开度P0脉冲油路油压HM调节汽阀最大开度PM调节汽阀移动部分重量Qmax调节汽阀最大提升力B1压力变换器窗口宽度Qmin调节汽阀最小提升力B2脉冲油路反馈窗口宽度P1额定转速时主油泵出口油压HT0压力变换器窗口预开度P2额定转速时主油泵进口油压F0脉冲油路节流孔面积FT压力变换器滑阀面积D0脉冲油路节流孔直径FZ错油门滑阀面积HZ错油门滑阀行程CT压力变换器弹簧钢度BZ错油门窗口宽度Cz错油门弹簧钢度Q0脉冲油路油流量DC油动机直径QC油动机油流量D油动机小轴直径Q调节系统总用油量2、已知数据 机组流量与功率合阀门开度关系功率（kw）流量(T/H)阀门升程(mm)油动机行程(mm)反馈油口开度(mm)03.83.3 (HA)9.01 (MA)70.6674203837.7 (HB)67.49 (MB)12.1883904243.1 (HM)76.67 (MM)3(选定) 杠杆传动比为i=1.7，阀门提板的空行程为2mm，油动机行程m=i*(h+2) 空载流量(额定进汽参数时)取为额定流量的10，即3.8T/H由结构初步选定：油动机行程计算如下空载工况： MA=i*(2+HA)=9.01mm额定工况： MB=I*(2+HB)=67.49mm最大工况： MM= i*(2+HM)=76.67mm油动机反馈窗口开度：空载工况： MA=3+(MM-MA)=70.66mm额定工况： MB=3+(MM-MB)=12.18mm最大工况(选定)： MM=3mm主油泵出口油压：9.5Kg/cm2(表压)(1.03MPa(绝压)脉冲油压：5.0Kg/cm2(表压)(0.5886MPa(绝压)主油泵进口油压：0.5Kg/cm2(表压) (0.15MPa(绝压)最大气流力：5829N(含提杆的蒸汽力)最小气流力：3210N(含提杆的蒸汽力)运动部分重量：100kg油动机活塞直径：180mm活塞杆直径：70mm3、结构尺寸为了使得零部件尽量通用，选定各个主要参数如下：压力变换器直径错油门压力变换器弹簧错油门弹簧关闭时间油动机活塞直径油动机活塞杆直径反馈油口宽度提杆直径DT(mm)DZ(mm)CT(Kg/cm)Cz(Kg/cm)TC(sec)DC(mm)D(mm)B2(mm)Dg(cm)457044.160.340.218060(70)1.1303.1、压力变换器计算压力变换器滑阀面积：1590.4mm2。当电液转换器CPC的信号控制油压由PC2=2.5(kg/ cm)变为PC1=5.5(kg/ cm)时压力变换器滑阀行程：HT=(PC1-PC2)*FT/CT=(5.5-2.5)*15.904/44.1=10.82 mm当CPC信号控制油压为PC2=2.5(Kg/ cm)时(对应与空载位置)，取压力变换器窗口预开度为HT0=4mm则变换器窗口最大开度：HTM=HT0+HT1=4+10.82=14.82mm3.2、通流油路计算对于电调机组，通流油路计算时只考虑两个极端工况点，及阀门全关和阀门全开点，对应于电液转换器出口油压为最小到最大点，实际油压变化从2.5Kg/cm2到5.5Kg/cm2。在压力变换器最低油压时，选取压力变换器的通流油口高度为4mm，在阀门全关时，选取油动机反馈油口开度为3mm，选取反馈油口宽度为1.1mm，按照流量平衡有：阀门全开点：F0=B1*(HT0+HT1)+B2*MM0阀门全关点：F0=B1*HT0+B2*(MM0+MM)两式相减，得： 则节流孔面积为： F0=(B2*(MM0+MM)+HT0*B1)/=(1.1*(3+76.7)+4*7.798)/1=118.86 mm2式中：节流孔直径：脉冲油流量： =2.6354 dm3/s158.12dm3/min3.3、错油门计算与全液压调节系统不同，在计算错油门滑阀时，不考虑油泵出口油压的影响，此时，控制油压变化时压力变换器的放大倍数为: 机组甩100%电负荷时，电液转换器控制油压变化量为: 错油门滑阀的面积：2827.43mm2。错油门滑阀的面积：3848.45mm2。因此,错油门窗口高度： (16.55)油动机活塞面积：3848.45mm2。油动机油流量: =6.3154dm3/s=378.92dm3/min 式中: 错油门窗口宽度： (17.83mm)式中，PM为关闭阀门时作用在油动机上的蒸汽力与运动部分重量的合力，其中蒸汽力为3210N，运动部分重量为100KG。 调节系统总用油量：Q=Qo+Qc=2.6354+6.3154=8.9508 dm3/sec=537.05dm3/min3.4、油动机安全系数校核油动机打开时：油动机关闭时：3.5、结构尺寸汇总应力变换器错油门滑阀油动机直径mm45直径mm60(70)直径mm180,70面积mm21590.4面积mm22827.4 (3848.5)面积cm2215.98窗口宽度mm8.506窗口宽度mm36窗口宽度mm1.1初始开度mm4初始开度mm初始开度mm3窗口总高度mm20窗口总高度mm20窗口总高度mm85弹簧刚度kg/cm44.1弹簧刚度kg/cm60.34节流孔直径mm12.30调节耗油量dm3/min158.12油动机耗油量dm3/min378.924、调节器部套试验规程4.1、技术要求当压力变换器信号油压从2.5Kg/cm2（表）5.5 Kg/cm2（表）(或0.25Mpa（表）0.55Mpa（表）)变化时，油动机行程变化076.7mm，迟缓率应小于0.2Kg/cm2(0.02Mpa)。4.2、静态试验4.2.1、转速升至3000r/min,调整主油泵进口油压为0.5 Kg/cm2(0.05 Mpa)（表），出口油压为9.5 Kg/cm2(0.93 Mpa)（表）。4.2.2、将压力变换器下部信号油压调至2.5 Kg/cm2(0.25Mpa)（表），先调整错油门螺钉，使脉冲油压为3.5 Kg/cm2(0.35Mpa)（表），再调整压力变换器螺钉，使油动机行程刚刚为零位，以后不再调整螺钉。4.2.3、油动机部分静态试验(1)、逐渐升高压力变换器下部信号油压，每升高0.5 Kg/cm2(0.05 Mpa)，记录一次油动机行程，直到油动机行程达到76.7mm为止。(2)、逐渐降低压力变换器下部信号油压，每降低0.5 Kg/cm2(0.05 Mpa)，记录一次油动机行程，直到油动机回到零位为止。4.3、需要说明的问题1、错油门弹簧另外提供图纸。2、压力变