清华燃机6进口可转导叶系统(讲伺服阀原理)

1、进口可转导叶系统The system of the variable inlet guide vane （The System of the variable IGV）1、当机组处于低周波（工况）下(启动、停机）过程中，防止发生压气机喘振；2、当机组处于联合循环运行时，通过调节IGV开度，维持较高的透平排气温度，提高总体（联合循环）热效率。 注：注：MS9FAMS9FA级压级压气机排气气机排气压压力是力是15.415.4（ （kg/cmkg/cm2); ); MS9FG MS9FG级压级压气机排气气机排气压压力是力是23.623.6（ （kg/cmkg/cm2); );一、一、IGVIGV功能

2、功能几个常用的转速继电器（或逻辑量） 在本部分的控制系统软件中，使用了几个与转速有关的逻辑量（或称转速继电器或称转速探头），它们中常用的几个触发转速是： 1）14HT 准备燃料， 3 6% n0 ； 2）14HR 冲转转速， 10% n0； 3）14HM 最小转速，20% n0； 4）14HA 加速转速，4650% n0； 5）14HX 脱扣转速，60% n0； 6）14HS 运行转速， 97.5 % n0； 注： 上面的n0 为机组额定转速。MS9001E进口可转导叶外形图MS9001E进口可转导叶外形图1MS9001E透平压气机转子图IGV的控制方式第一种，IGV开度为常量（简单循环机组）

3、两个位置。IGV在启动和停机过程中： IGV处在34度位置上； 机组运行在工作转速时，IGV处在全开的84位置上，如GE5000系列的简单循环等机组。第二种，可变IGV调整方式（联合循环机组）进口导叶连续可调控。随转速或负荷变化不断调整开度，如MS6B机组等。可见：第一种方式用一个L14HS逻辑转速信号控制IGV。其控制IGV的方式相对简单；第二种控制方式相对复杂，将IGV的角度位置作作为转为转速速的函数控制的函数控制，或根据排气温度来调整。为此，系统配置了电液伺服阀（90TV）和线性可变差动变压器（LVDT）以及油动机（96TV-1,-2）等硬件。注意两边进注意两边进油压力不同。油压力不同。

4、常态不带电常态不带电二、IGV系统组成与运行1、电磁阀20TV 不带电：如图9-17，切换阀VH3切断伺服阀与油动机间油路。导叶处于关闭状态； 带电时：滑油作用在放泄切换阀VH3，放泄阀与油缸 间的油路接通，处于调整导叶状态。当 14HT触发时（即： N=300 r/min时），20TV阀带电；2、防泄切换阀VH3 当20TV不带电时，液压油不经电液伺服阀90TV而直接进入油动机。处关小IGV，一般是停机态； 当20TV带电时， VH3接通90TV与油动机间的油路，IGV处于被调态，液压油只能经90TV进入油动机，关小或开大IGV，指相对于机组而言的工作状态。电电液液伺伺服服阀阀工工作作原原理

5、理电电液液伺伺服服阀阀剖剖视视图图阀阀杆杆在在某某一一位位置置电电液液伺伺服服阀阀剖剖视视图图阀阀杆杆向向左左移移动动电电液液伺伺服服阀阀剖剖视视图图阀阀杆杆向向右右移移动动电电液液伺伺服服阀阀剖剖视视图图3 3、电液伺服转换阀、电液伺服转换阀 ( (9090TVTV）三个线圈：绕在扭力器的中心杠上，中心杆置于永久磁铁的磁场中。三个线圈信号来自三个控制器（R）、(S)、（T）的经过运算和放大后的电流。扭力器：线圈中有电流通过，扭力器在电磁场作用下发生偏转，偏转角与通电电流成正比，方向与电流方向对应。扭力器的射流管随扭力器一起偏转，射流管射出的高速油流，面对两对称布置的扩压通道。反馈弹簧：在射流

6、管和断流滑阀之间，抑制滑阀移动效果。迫使射流管向中间位置靠拢，减缓断流阀移动速度。如，当射流管逆时针偏转，断流阀左移，弹簧起到不让断流阀有过大的左位移作用。反馈弹簧增加了调节的稳定性。位置反馈：LVDT是伺服阀的信息来源。LVDT随时反馈瞬时IGV的位置，该信号与基准信号基准信号比较。线性可变差动变压器线性可变差动变压器Linearity variety differential transformer (for short, LVDT) LVDT 功能：反馈位置信号。（原理如下图）位置反馈信号图位置反馈信号图4 4、位置反馈装置、位置反馈装置（LVDTLVDT）9696TV-1,-2 TV-

7、1,-2 基准信号: 调调整IGV角位置设计值设计值：DA-CARGVDA-CARGV； ； 瞬态位置: IGV调节过程中值，设为：x IGVx IGV；这两个信号不一致时，调节IGV的过程动作始终在进行； 当96TV-1，-2两个反馈信号被送入（R）、(S)、(T)控制器的HSAA卡上，对比实际IGV位置反馈信号，经高选电路，选选出高的信号出高的信号，和基准信号基准信号作加法运算； 运算后的模拟量经功放器，向90TV电磁阀线圈输入，使伺服阀动作，改变进入油缸的油量，实施调整IGV，直调到机组运行状态所需位置x1 IGVx1 IGV 。（注：因基准信号也在变化中。）偏置偏置增益增益确保动确保动

8、作适当作适当数数/模模位置反馈信号获取(调节方法与过程) 若基准位置DA-CARGV与瞬态位置x IGVx IGV在HSAA卡上运算值为零，功放器输出为零，IGV不动作，处于平衡态； 当IGV处在最小位置时，芯杆处在线圈外，二次线圈输出为：0.5V1 ，二次线圈输出信号与芯杆深入到线圈里的位置成正比。芯杆全部伸入线圈，二次线圈输出信号是：0.5V1+V1，二次线圈输出范围(0.51.5) V1； 输出信号经检波器后，成为与DA-CSRGV表示的IGV相反的直流信号，进三个控制器（R）、（S）、（T）； 位置开关，33TV-1检测IGV的打关或关闭的状态。当其闭合时，IGV闭合，发信号给程序逻辑

9、控制保护与显示系统，允许主保护继电器L4带电，机组可投运。IGVIGV的调节与运行的调节与运行 IGV角度，即基准信号的来源： 为防喘振调节IGV，当所要求的IGV位置和IGV反馈信号相加不为零时，调整动作不停。IGV角度的基准信号，来自下面四个基准信号中选出的一个最小信号； 四个基准信号: 最大角度信号CSRGVMAX，限制IGV最大角度位置（84），不能随意调整，机组清洗时除外； 手动基准信号CSRGVMAN，可用控制盘上的软开关L43GVPS(F2)调整，注意，调整范围是：（5784）;IGV的调节与运行（续的调节与运行（续1） 部分转速基准信号CSRGVPS，用压气机进气温度对机组转速

10、作修正得到修正转速，公式如下： 用修正转速作参数，给出IGV的部分转速基准信号来对IGV调节。540TNHCOR= n460进气温度部分转速信号解释部分转速信号解释 在启动与停机过程中，为了防止压气机喘振致使机组遭受损坏，必须使通过压气机的空气的容积流量与机组的转速之间有良好的匹配关系，保证在压气机叶片通道中不发生能够造成旋转失速现象的严重的脱流。压气机压缩空气的容积流量与机组的转速之间的良好的匹配关系是靠下面条件保证的：式中，n和T0*分别是压气机的转速和进气温度，T*0设是选择的设计参考温度，n修正称修正转速。它用压气机进气温度对机组转速作修正得到的。 *00nnTT修 正设IGV的调节与

11、运行（续2） 温度控制基准信号CSRGVTC； 注意：要区别对机组的温度控制，FSR温控； FSR温度基准信号与排气温度信号运算，通过控制燃料伺服阀改变进入燃烧室燃料量。 对进口可转导叶的温度控制，IGV温控； IGV温度基准信号与排气温度信号运算，用伺服阀90TV对IGV进行控制，在机组低负荷运行状态下，将机组排气温度维持在合理水平。提高联合循环效率。此处，指后者。燃料冲程基准（FSR） 燃机对燃料量的控制是由启动控制、加速度控制、转速控制、同期控制及温度控制等系统来控制的。这些控制系统或在不同阶段，或在同时提出对燃料量的要求，由一个最小选择电路选出它们当中的最小燃料需求信号送给燃料系统，燃

12、料系统按照这个信号向机组提供燃料，这个燃料信号叫做： Fuel Stroke Reference. 译成“燃料冲程基准”，简写为“FSR”。IGVIGV控制的基准信号图控制的基准信号图修正转速、IGV位置及部分转速基准曲线图部分部分转速转速基准基准信号信号 修正转速修正转速IGVIGV位置部分转速基准曲线位置部分转速基准曲线正常启动时， IGV为34度，打开防喘放气阀，对应修正转速（按百分比给出）范围：084。对应部分转速基准的计算机计数略大于零，见图的右座标；当修正转速84时，修正转速斜率变化为：IGV开大6.670/；当机组达额定转速时，修正转速约为91.5%，IGV达最大值840并保持它

13、，此时防喘放气阀关闭；停机过程，修正转速斜率：IGV关小6.670 / ；在发电机断路器打开时，防喘放气阀打开。当14HA脱落时，轮机被遮断，IGV全关，关在340位置。FSR与IGV温控系统关系注意： 要区别对机组的温度控制和对IGV的温度控制！p对机组的温度控制是通过把FSR温度基准信号和排气温度信号作运算，通过燃料控制阀和伺服阀来改变燃料量。p对IGV进行温度控制是通过IGV温度基准信号和排气温度信号进行运算，用伺服阀对IGV控制，以维持较高排气温度，通常运行在低工况状态下，目的是抬高排气温度，以便提高装置的联合循环总的热效率。FSR与IGV两套温控系统关系（续）当机组不处于FSR温控态

14、时，选IGV温控，允许IGV关小到最小值57，提高排出燃气的温度。当机组不处在FSR温控态，又没选IGV温控，可将IGV以一定速率开大到最大值84 (IGV=57-84)0。如机组处在FSR温控态，不在IGV温控态，IGV应以最快速度打开到全开位置，降低燃气温度。IGV温度基准是1035 ;FSR温度基准是1045。 FSR控制优先于IGV控制。如机如机组处组处于于FSRFSR温控，温控，则则不允不允许许IGVIGV温控关小温控关小IGVIGV来提高排气温度来提高排气温度！总之，在对温度的控制上，两个温度控制系统保护机组不超温是最重要的。IGVIGV报警与保护报警与保护当IGV实际位置与所要求

15、的角度位置相差7.5时的时间超过30秒，控制盘上CRT显示“进口导叶控制故障报警”；当上述情况超过60秒时，显示报警信息，遮断机组；手动控制IGV没有达到84时，显示报警信息；机组n50%N0, IGV反馈信号大于35，持续5秒，显示报警信息；如IGV32, 持续5秒，显示报警信息；显示IGV温度控制方式或导叶控制信息等等。IGV报警与保护如果在额定转速的50%以下，位置开关没有检测到可转导叶处在最小位置时，将显示出信息“INLET GUIDE VANE POSITION TROUBLE（进口导叶位置故障）”。在屏幕上还会显示出可转导叶的状态信息。当可转导叶处于温度控制方式时，显示出信息“IGV TEMP CONTROL（进口导叶温度控制）”。当可转导叶处于手动控制方式时，显示出信息“IGV MANUAL CONTROL（进口导叶手动控制）”。当可转导叶打开到最大角度位置时，显示出信息“IGV FULL OPEN（进口导叶完全打开）。说明可转导叶所处的位置状态，等等。 本系统知识温习要点1、系统功能？2、系统中主要部件？3、IGV控制方式？4、电液伺服阀的工作原理？5、LVDT工作原理？6、IGV角度基准信号的来源？7、什麽是燃料冲程基准“FSR”？8、解释修正转速、部分转速与I