M701F燃气蒸汽联合循环热电联产发电机组控制油系统培训课件.doc

M701F燃气蒸汽联合循环热电联产发电机组控制油系统培训课件第一节 系统功能控制油系统的功能是给联合循环机组控制油系统各执行机构提供合格的高压控制油（11.8MPa），各执行机构接收位置电信号，操作天然气和蒸汽阀门，快速保护动作和正常运行中的机组出力的调节。控制油使用磷酸脂类，有高的安全性和可靠性，并且有适当的润滑性、粘性和防火特性。第二节 系统构成控制油系统主要由下列部分组成：¨ 高压控制油供油装置¨ 燃气轮机阀门油动机¨ 蒸汽轮机阀门油动机¨ 保护部套图7-1 控制油系统构成示意图一、高压控制油供油装置1、高压控制油装置功能高压控制油供油装置提供合格的高压油，作为阀门执行器位移的原动力。阀门执行器从机组控制装置接收电位置信号，控制天然气和蒸汽阀门的开和关。控制油储存在不锈钢控制油箱中，通过控制油泵升压后，经不锈钢管送到下表中的每一个阀门执行器。表7-1 控制油控制的阀门油动机名称序号燃气轮机阀门油动机名称序号蒸汽轮机阀门油动机名称1压气机进口可调导叶（IGV）油动机1高压主汽门油动机2燃烧室旁路阀油动机2高压调节阀油动机3值班燃料压力控制阀油动机3中压主汽门油动机4值班燃料流量控制阀油动机4中压调节阀油动机5主燃料压力控制阀A油动机5低压主汽门油动机6主燃料压力控制阀B油动机6低压调节阀油动机7主燃料流量控制阀油动机8燃料跳闸阀油动机2、高压控制油装置组成高压控制油装置由主油箱、两台控制油泵、滤油器、溢流阀、冷油器、油加热器、蓄能器、空气滤清器、液位计、温度传感器、磁性过滤器、油再生装置等及必备的监视仪表组成。图7-2 供油装置三维图图7-3 控制油管路油循环图3、高压控制油装置工作原理由交流电机驱动高压变量柱塞泵，通过滤网由泵将油箱中的抗燃油吸入，从油泵出口的油经过压力滤油器流入控制油母管及高压蓄能器，将高压控制油送到联合循环机组控制油系统各执行机构和高压遮断系统。溢流阀在控制油压力油母管压力达14.7±0.2MPa 时动作，起到过压保护作用。各执行机构的回油通过回油滤油器回至油箱。控制油压力油母管上的压力变送器PT 能对油压偏离正常值时提供报警信号并提供自动启动备用泵的开关信号；油箱内装有温度传感器用于油箱油温过高过低的报警；另外配有液位开关监控液位的高低。4、高压控制油装置主要构件4.1、控制油泵两台主控制油泵均为压力补偿式变量柱塞泵。当系统流量增加时，系统油压将下降，如果油压下降至压力补偿器设定值时，压力补偿器会调整柱塞的行程将系统压力和流量提高。同理，当系统用油量减少时，压力补偿器减小柱塞行程，使泵的排量减少。控制油系统采用双泵工作系统，当一台泵工作时，另一台泵备用，以提高供油系统的可靠性。二台泵布置在油箱的左下方，以保证正的吸入压头。循环泵为叶片泵。在放油、补油及油循环时投入。4.2、蓄能器二个高压蓄能器装在油箱旁边，此蓄能器通过蓄能器块与油系统相连，蓄能器块上有四个截止阀，可将蓄能器与系统隔绝, 并可放掉蓄能器中的高压EH 油，以进行在线维修。4.3、冷油器二台冷油器装在油箱下面。在正常工况下，系统回油的冷却由其中的一台冷油器完成，另一台备用。冷却水量是通过气动温控阀进行调节的，其工作原理是：温度控制器接受装于油箱内的热电偶（阻）温度信号，与设定的油温比较，其差值进行PID 运算后输出420mA 的模拟量信号，该电流信号作用于气动温控阀的电气定位器线圈上，使电气定位器产生调节动作，电气定位器的动作又被转换成气动定位器的调节动作，最终控制气动温控阀的开度以改变冷却水量，从而使油箱油温能控制在正常的工作温度范围之内。在非正常工况下（如夏季高温工况），打开另一个台冷油器的进油截止阀门和进水截止阀门，可以将油箱油温控制在正常的工作温度范围之内。4.4、抗燃油再生装置抗燃油再生装置是一种用来储存吸附剂和使抗燃油得到再生（使油保持中性、去除水份等）的装置。安装在独立循环滤油的管路上，打开再生装置前的截止阀，即可以使再生装置投入运行，再生装置前节流孔的作用是在线进行油的再生时不影响系统的供油量。油再生装置由硅藻土(白土)滤器和精密滤器（即波纹纤维滤器，过滤精度为3m）组成，硅藻土(白土)滤器的进出口分别装有一个压力表，压力表指示装置的工作压力。在精密滤器上装有压差指示器。当压差指示器动作时，表示滤器需要更换了。硅藻土(白土)滤器以及精密滤器均为可调换式滤芯，关闭再生装置前的阀门，打开滤油器盖即可调换滤芯。4.5、油箱油箱用不锈钢板焊接而成，密封结构，设有人孔板供维修清洁油箱时用。油箱上部装有空气滤清器和干燥器,使供油装置呼吸时对空气有足够的过滤精度,以保证系统的清洁度。油箱上还插有磁棒,用以吸附油箱中游离的铁磁性微粒。4.6、供油过滤器两个主泵出口处各装有过滤精度为3m的过滤器，其上装有压差发讯器和压差开关。适时监测过滤器压差。4.7、回油过滤器回油过滤器的过滤精度为3m，分别装在两个冷油器前，与冷油器相同，在运行工况下：两台过滤器一台运行、一台备用。为避免当过滤器堵塞时过滤器被油压压扁，在回油过滤回路上装有过载单向阀，当回油过滤器进出口间压差大于0.5MPa时，单向阀动作，将过滤器短路，同时打开备用过滤器。4.8、油加热器油加热器由两只管式加热器组成。当油温低于设定值时，启动加热器给油液加热，此时，循环泵同时(自动)启动，以保证油液受热均匀。温度控制器通过电气连接，使当油液被加热至设定温度值时，自动切断加热回路。4.9、循环系统本系统设有自成体系的油泵、过滤器和溢流阀。当油温低时，可启动该系统辅助油加热器进行油液加热、当油清洁度不高时，启动该系统对油液进行过滤，过滤器精度为3m。4.10、必备的监视仪表本装置还配有主泵进、出油口压力表、循环泵出口系统压力表、系统回油压力表和压力开关、液位开关、温度传感器等必备的监视仪表。这些仪表与集控室仪表盘、计算机控制系统、安全系统等连接起来，可对供油装置及液压系统的运行进行监视和控制。5、设备规范5.1、控制油油箱供货厂家：东方电气自动控制工程有限公司油箱容积：1300L额定压力：11.8MPa最大工作压力：14.7MPa最大流量：150L/min运行油温：30555.2、控制油泵电机供货厂家：额定功率：45kW额定电压：380V/额定电流：84.7A转速：1480r/mim频率：50Hz绝缘：F级5.3、控制油净化泵电机供货厂家：额定功率： kW额定电压：380V/额定电流：11.4A转速：1445r/mim频率：50Hz绝缘：F级二、阀门执行器天然气和蒸汽阀门执行器控制各自相关阀门的位置。单动式阀门执行器通过高压控制油提供打开阀门的动力，阀门弹簧提供反向的阀门关动力。阀门执行器的主要部件是小而强动力的液压缸和控制液压缸EH油进出的执行器模块。每个天然气和蒸汽阀门的开和关由一套阀门执行器部件控制，接收轮机控制系统的电位置信号。阀门执行器有二个类型：开关控制式和比例控制式。根据应用要求，选择阀门执行器的型式。每个阀门执行器装有逆止阀。逆止阀装在紧急跳闸回路中。当模块在运行或试验时，逆止阀装在紧急跳闸回路中维持跳闸油压，其它执行器将不影响这些阀门的动作。1、开关控制式执行器图7-4 再热截止阀执行器组件1.1、高、中压蒸汽截止阀应用开关控制式执行机构高、中压蒸汽截止阀是全开或全关式，没有中间位置。高压控制油通过节流孔板进入执行器模块，然后进入液压活塞。有一个预启卸压阀控制高压控制油的压力。当燃气轮机挂闸，卸压阀关闭，活塞下运行油压升高，蒸汽阀打开。当燃气轮机跳闸保护动作，执行器的卸压阀打开，释放活塞下运行油，快速关闭蒸汽阀。安装的电磁阀是为了阀门的在线试验。1.2、天然气截止阀和天然气排放阀的执行器天然气截止阀和天然气排放阀是开关型。执行器共用一支路高压油，高压油位于二个阀和卸压阀之间。高压控制油先进入天然气排放阀的液压缸，油压克服弹簧的压力，向下推动阀杆，保持阀门关闭。从天然气排放阀的液压缸流出的高压油进入天然气截止阀，克服弹簧的压力，向上推动阀杆，保持阀门打开。当紧急跳闸保护动作时，卸压阀打开，紧急跳闸油压消失，高压控制油压消失，系统排油，天然气截止阀全关，天然气排放阀全开。燃气轮机跳闸时，由天然气排放阀排掉被关在天然气截止阀和天然气流量控制阀间的天然气。安装有一个电磁阀是为了中压和低压截止阀的在线试验。当电磁阀带电，液压缸下方的高压油释放排出，中压和低压截止阀动作。图7-5 天然气截止阀和天然气排放阀执行器在正常运行期间，卸压阀的紧急跳闸液压油压力等于高压控制油压力。液压油压力克服卸压阀的弹簧力，保持液压缸活塞就位，维持执行器的运行油压。因燃气轮机跳闸，紧急跳闸液压油压力减小，液压缸活塞移动，导致液压缸的运行液压油立即排出。 2、比例控制式执行器2.1、蒸汽阀高压截止阀、高压调节阀、中压调节阀和低压调节阀应用比例控制式执行器。因为需要按蒸汽流量控制阀门位置，因此装设伺服阀和线型微分变送器（LVDT）。伺服阀的进口安装10m的滤网，提供干净的高压油。执行器伺服阀接收来自轮机控制盘的电控制信号，调节液压缸的流量。阀门位置信号对应液压缸的油流量，LVDT把阀门位置信号转换成模拟电信号，再反馈给轮机控制盘。反馈信号与阀门位置的命令信号比较，如果有差别，电子控制系统改变电信号，从而调节阀位。 执行器也装设卸压阀。当轮机跳闸或超速保护控制（汽机的OPC）动作，卸压阀打开，液压活塞下的运行液压油排出，阀门快速关闭。电磁阀也是阀门执行器组件的主要部件，在蒸汽阀执行器中，用来实现OPC和阀门的快速关闭。蒸汽阀执行器组件见下页图7-6所示:图7-6 调节阀执行器组件2.2、天然气阀2.2.1、天然气调节执行器（有紧急跳闸管路）值班燃料和主燃料控制阀应用有紧急跳闸管路的天然气调节阀执行器。高压控制油通过滤网，给伺服阀提供干净的运行油。伺服阀从控制器那里接收电信号，给液压缸提供运行油，按图示方向驱动活塞。弹簧按另一方向驱动活塞。活塞在运行油压和弹簧力间平衡。当轮机启动，通过卸压阀从液压缸中释放运行油，执行器阀门打开。这样，执行器能够按伺服阀的信号要求连续调节天然气。当轮机跳闸或OPC动作，紧急跳闸油失去，卸压阀打开，运行油排出，导致阀门快速关闭。由阀门自带的传感器将阀位信号反馈给控制器。如果阀门开度信号与实际位置信号有差别，误差信号将送到伺服阀，继续调节。天然气调节执行器（有紧急跳闸管路）见下页图7-7所示:图7-7 天然气调节阀执行器（带紧急跳闸管路）图7-8 天然气调节阀执行器（不带紧急跳闸管路）2.2.2、天然气调节执行器（不带紧急跳闸管路）燃料值班、主燃料A、主燃料B压力控制阀应用不带紧急跳闸管路的天然气调节阀执行器。高压控制油通过滤网，给伺服阀提供干净的运行油。伺服阀从控制器那里接收电信号，给液压缸提供运行油，按图示方向驱动活塞(见上页图7-8所示)，弹簧按另一方向驱动活塞。活塞在运行油压和弹簧力间平衡。由阀门自带的传感器将阀位信号反馈给控制器。如果阀门开度信号与实际位置信号有差别，误差信号将送到伺服阀，继续调节。2.2.3、IGV和燃烧器旁路阀执行器在这些执行器中，高压控制油通过滤网，给伺服阀提供干净的运行油。伺服阀从控制器那里接收电信号，给液压缸活塞的两侧提供运行油，按图示方向驱动活塞。活塞的位置由缸中的运行油确定。在紧急情况下，由伺服阀释放运行油排出，从而阀门关闭。由阀门自带的传感器将阀位信号反馈给控制器。如果阀门开度信号与实际位置信号有差别，误差信号将送到伺服阀，继续调节。2.3、其它组件作用2.3.1、滤网所有的高压控制油流经滤网。滤网的大小是10m（蒸汽阀）和17m（燃气阀）。通过过滤保持高压油运行中的干净，从而确保执行器伺服阀的性能。滤网是金属滤芯，至少每年更换一次。如果用高频清洗装置清洗，滤网可以再用。2.3.2、执行器伺服阀高压控制油从高压控制油单元流出，经10m或17m的滤网，进入执行器的液压缸，液压缸由伺服阀控制。伺服阀有一个喷嘴和挡板。其输出随着阀位偏差信号改变而改变。通过供控制油到液压缸中打开天然气阀和蒸汽阀。即使没有电信号输出到伺服阀，通过机械旁路机构，伺服阀渐渐关闭天然气阀和蒸汽阀。而不是快速关闭天然气阀和蒸汽阀。2.3.3、卸压阀在正常运行期间，卸压阀的紧急跳闸液压油压力等于高压控制油压力。液压油压力克服卸压阀的弹簧力，保持液压缸活塞就位，维持执行器的运行油压。因燃气轮机跳闸，紧急跳闸液压油压力减小，液压缸活塞移动，导致液压缸的运行液压油立即排出。2.3.4、电磁阀安装的一个电磁阀是为了中压和低压截止阀的在线试验。当电磁阀带电，液压缸下方的高压油释放排出，中压和低压截止阀关闭。三、保护部套保护部套（跳闸阀盘）由跳闸电磁阀模块和手动跳闸设备组成。1、跳闸电磁阀模块表7-2 机组的保护超速跳闸装置轴承油压低跳闸装置低真空跳闸装置推力轴承磨损跳闸装置远方控制跳闸装置紧急事故油压低润滑油温度高轴振高火焰消失天然气控制阀异常抽气阀异常排气温度高天然气压力高天然气压力低消防跳闸天然气泄漏检测跳闸轮机控制系统故障当这些保护装置动作，安装在跳闸电磁阀模块中的四个电磁阀带电，对蒸汽和天然气阀门的紧急事故油压释放，执行器卸压阀打开，快速关闭阀门。高、中、低压蒸汽调节阀的紧急跳闸油系统装有OPC电磁阀，OPC电磁阀由OPC动作。当轮机与发电机负荷偏差或轮机转速超过限制值，OPC电磁阀打开，仅高、中、低压蒸汽调节阀的紧急跳闸油释放，因此，这些阀门的执行器卸压阀打开，快速关闭蒸汽阀门。2、手动跳闸设备手动跳闸通过操作安装在紧急跳闸油路上的跳闸杆到跳闸位置。手动操作的转向阀原理简图如下图所示：图7-9 手动操作的转向阀原理简图正常位置：表明正常条件，压力口（P）与压力口（B）相通，排油口（T）与排油口（A）相通。跳闸位置：表明跳闸条件，压力口（P、B）与排油口（T、A）相通。紧急跳闸油从压力口排出，机组跳闸。第三节 系统操作和控制一、系统投运1、启动循环油泵（注意：循环油泵应尽早投入运行）。2、检查油泵工作正常，电机电流在正常范围，管道系统无异常泄漏。手动启动一台控制油泵将备用泵投入自动联锁。3、检查油泵及系统各设备工作正常，控制油母管压力正常，各远方及就地表计指示值正确，系统无漏油。二、系统正常运行时的维护与监视1、控制油油压为11.8MPa左右，当高于13.7MPa时应发出高报警，当低于8.8MPa时，油压低报警，当油压低于8.3MPa时备用油泵自启动。2、 控制油箱油温为50左右，油温调节阀工作正常，当油温低于30时应发出低报警，当油温高于70时应发出高报警，必要时手动调节运行冷却器出水门，调节油温至正常值。3、控制油油箱正常油位应为+50mm至-100mm之间, 当高于+70 mm时，应发出高报警，当低于-110 mm时，应发低油位报警,当低于-210 mm时，发出低低报警并且运行控制油泵自动跳闸；当油箱油位低于正常油位-70mm时，闭锁启动控制油泵。4、控制油循环油泵运行正常，滤网差压应小于0.5MPa。5、控制油泵出口滤网差压正常应小于0.4MPa，当达0.69MPa发出高报警，应切换至备用油泵运行并联系检修处理。6、控制油精过滤器及备用过滤器压差正常应小于0.24MPa，达0.24MPa时发出高报警。三、每周进行一次控制油泵联动试验1、确认控制油泵联锁在投入状态。2、就地关闭控制油母管压力开关的隔离阀(01MAY02 CP101 KA01)，打开压力开关的试验阀(01MAY02 CP101 KA02)。3、在LCD上检查控制油压低报警出现且备用泵自启动。4、关闭试验阀(01MAY02 CP101 KA02)，打开隔离阀(01MAY02 CP101 KA01)，在LCD上检查控制油压低报警消失,然后停止备用泵运行，检查控制油泵联锁仍在状态。四、控制油系统停运1、机组停运后，可以停控制油泵。2、解除控制油泵的联锁，手动停运控制油泵。3、如有必要，手动停运循油泵（循环油泵一般不停，以达到循环净化的效果）。五、控制油系统故障及处理1、控制油压晃动1.1、控制油压晃动时，应立即检查控制油过压阀及备用油泵出口逆止阀工作情况，必要时应及时联系检修处理。1.2、检查控制油箱油位，必要时联系加油。1.3、必要时切换到备用控制油泵运行。1.4、经处理仍不能消除控制油压晃动，难以维持机组正常运行，应故障停机。2、控制油压下降2.1、发现控制油压下降，立即查找原因并作出相应措施。2.2、当控制油压小于8.3MPa时，备用油泵自启动，否则手动启动。2.3、发现控制油系统泄漏，应在尽可能维持控制油压的前提下，隔离泄漏点，并及时联系检修补油。若泄漏严重不能隔离，应立即故障停机。2.4、检查过压阀动作情况，若误动应及时联系维修处理。2.5、若运行油泵出口滤网差压高，应切换至备用油泵运行并联系检修清理。2.6、运行油泵异常，应切换到备用油泵运行并联系检修处理。3、控制油箱油位下降3.1、控制油相油位下降，一般是控制油管路漏油或冷却器泄漏引起。3.2、发现控制油箱油位下降，应立即联系补油，同时进行隔离并联系检修处理。3.3、控制油箱油位无法维持，直至低-低时（-210 mm），控制油泵跳闸，导致机组跳闸。