一种水泵小机高背压控制系统的制作方法

本发明涉及水泵汽轮机控制系统领域，具体为一种水泵小机高背压控制系统。

背景技术：

锅炉给水泵汽轮机，采用的是电液并存的低压透平油控制系统，控制系统逐渐老化，控制精度已不能满足要求。

技术实现要素：

为了克服目前锅炉给水泵汽轮机，采用的是电液并存的低压透平油控制系统，控制系统逐渐老化，控制精度已不能满足要求的问题，本发明提供了一种水泵小机高背压控制系统，该发明采用高压抗燃油的控制系统利用每台小机meh液压控制系统中的高压主汽阀执行机构、高压调节阀执行机构、低压主汽阀执行机构、低压调节阀执行机构、危急遮断装置、高低压蓄能器组件和油路隔离块组件的配合，有效的解决了控制精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水泵小机高背压控制系统，包括两个meh液压控制系统和eh供油系统；

两个所述meh液压控制系统分别为a小机meh液压控制系统和b小机meh液压控制系统，所述a小机meh液压控制系统和所述b小机meh液压控制系统的控制系统相同，且并联在一起；

所述eh供油系统为所述a小机meh液压控制系统和所述b小机meh液压控制系统供油；

所述a小机meh液压控制系统和所述b小机meh液压控制系统均包括高压主汽门油动机、高压调节门油动机、低压调节门油动机、低压主汽门油动机、危急遮断装置、蓄能器组件、油管路系统和隔离块组件，所述高压主汽门油动机、所述高压调节门油动机、所述低压调节门油动机和所述低压主汽门油动机并联在一起，所述高压主汽门油动机、所述高压调节门油动机、所述低压调节门油动机、所述低压主汽门油动机、所述危急遮断装置、所述蓄能器组件和隔离块组件均通过油管路系统链接在一起；所述蓄能器组件用于储存油路中多余的油量；所述危急遮断装置用于保护系统；所述隔离块组件用于隔离meh液压控制系统和eh供油系统。

进一步，所述主汽门油动机和所述低压主汽门油动机均设置有三个截止阀，且所述截止阀安装在管路上；所述高压调节门油动机和所述低压调节门油动机均安装有两个截止阀，且所述截止阀安装在管路上。

进一步，所述蓄能器组件包括高压蓄能器、低压蓄能器和截止阀，所述高压蓄能器安装在所述eh供油系统高压管路上；所述低压蓄能器安装在低压回油管路上；所述高压蓄能器和所述低压蓄能器的进出油管上均安装有所述截止阀。

进一步，所述危急遮断装置包括电磁阀组件和手动打闸阀，所述电磁阀组件和手动打闸阀相并联。

进一步，所述电磁阀组件包括ast电磁阀、压力开关组件、节流孔、压力表、压力变送器及集成块，所述ast电磁阀为四个，其中两个所述ast电磁阀并联，另两个所述ast电磁阀串联；所述节流孔为两个，且安装在油路上；所述压力表为两个，用于显示液压油压力；所述压力变速器用于将系统ast安全油压，实时传送到控制系统；所述集成块用于控制所述ast电磁阀、压力开关组件和压力表；所述压力开关组件用于判断挂闸是否成功。

进一步，所述压力开关组件设置有若干压力开关。

进一步，所述手动打闸阀包括手动阀和主阀芯，当挂闸时，所述手动阀将所述主阀芯上部的控制油腔和无压回油隔断。

进一步，所述高压调节门油动机和所述低压调节门油动机均包括滤芯、电液伺服阀和线性位移传感器，所述滤芯用于过滤油液；所述电液伺服阀包括力矩马达和两级液压放大和机械反馈系统所组成；所述两级液压放大分别为第一级液压放大和第二级液压放大；所述第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统；所述第二级放大是滑阀系统；所述线性位移传感器用于感受汽阀的开度。

进一步，所述高压主汽门油动机和所述低压主汽门油动机包括油缸、液压集成块、二位四通电磁阀、快速卸荷阀和弹簧操纵座；所述液压集成块用于将零部件安装连接在一起；所述二位四通电磁阀用于在运行中遥控关闭阀门，且能够进行定期的阀杆活动试验；所述快速卸荷阀用于把液压油快速释放；所述弹簧操纵座用于为主汽阀关闭阀门提供动力来源。

本发明具有的有益效果包括：

meh系统主要由供油系统、执行机构和危急遮断装置三大部分组成。供油系统从大机的eh油供油装置引过来，利用隔离块组件可以切断大机和小机的油路，方便维护检修；执行机构中的高压主汽门油动机、高压调节门油动机、低压调节门油动机、低压主汽门油动机通过从meh送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度；危急遮断装置是由汽轮机的遮断参数所控制，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，以保证汽轮机正常安全运行；利用两个meh液压控制系统的双机容错系统、互为备用、自动切换、在线维修。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的水泵小机高背压控制系统的液压控制原理图；

图2是本发明所述的水泵小机高背压控制系统的a小机meh液压控制系统的液压原理图；

图3是本发明所述的水泵小机高背压控制系统的a小机meh液压控制系统中电磁阀组件的液压原理图；

图4是本发明所述的水泵小机高背压控制系统的a小机meh液压控制系统中危急遮断装置的液压原理图。

1、高压主汽门油动机；2、高压调节门油动机；3、低压调节门油动机；4、低压主汽门油动机；5、危急遮断装置；6、蓄能器组件；7、油管路系统；8、隔离块组件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1-图4所示，本发明提供了一种水泵小机高背压控制系统，包括两个meh液压控制系统和eh供油系统；

两个所述meh液压控制系统分别为a小机meh液压控制系统和b小机meh液压控制系统，所述a小机meh液压控制系统和所述b小机meh液压控制系统的控制系统相同，且并联在一起；

所述eh供油系统为所述a小机meh液压控制系统和所述b小机meh液压控制系统供油；

所述a小机meh液压控制系统和所述b小机meh液压控制系统均包括高压主汽门油动机1、高压调节门油动机2、低压调节门油动机3、低压主汽门油动机4、危急遮断装置5、蓄能器组件6、油管路系统7和隔离块组件8，所述高压主汽门油动机1、所述高压调节门油动机2、所述低压调节门油动机3和所述低压主汽门油动机4并联在一起，所述高压主汽门油动机1、所述高压调节门油动机2、所述低压调节门油动机3、所述低压主汽门油动机4、所述危急遮断装置5、所述蓄能器组件6和隔离块组件8均通过油管路系统7链接在一起；所述蓄能器组件6用于储存油路中多余的油量；所述危急遮断装置5用于保护系统；所述隔离块组件8用于隔离meh液压控制系统和eh供油系统。

所述主汽门油动机和所述低压主汽门油动机4均设置有三个截止阀，且所述截止阀安装在管路上；所述高压调节门油动机2和所述低压调节门油动机3均安装有两个截止阀，且所述截止阀安装在管路上。

所述蓄能器组件6包括高压蓄能器、低压蓄能器和截止阀，所述高压蓄能器安装在所述eh供油系统高压管路上；所述低压蓄能器安装在低压回油管路上；所述高压蓄能器和所述低压蓄能器的进出油管上均安装有所述截止阀。

所述危急遮断装置5包括电磁阀组件和手动打闸阀，所述电磁阀组件和手动打闸阀相并联。

所述电磁阀组件包括ast电磁阀、压力开关组件、节流孔、压力表、压力变送器及集成块，所述ast电磁阀为四个，其中两个所述ast电磁阀并联，另两个所述ast电磁阀串联；所述节流孔为两个，且安装在油路上；所述压力表为两个，用于显示液压油压力；所述压力变速器用于将系统ast安全油压，实时传送到控制系统；所述集成块用于控制所述ast电磁阀、压力开关组件和压力表；所述压力开关组件用于判断挂闸是否成功。

所述压力开关组件设置有若干压力开关。

所述手动打闸阀包括手动阀和主阀芯，当挂闸时，所述手动阀将所述主阀芯上部的控制油腔和无压回油隔断。

所述高压调节门油动机2和所述低压调节门油动机3均包括滤芯、电液伺服阀和线性位移传感器，所述滤芯用于过滤油液；所述电液伺服阀包括力矩马达和两级液压放大和机械反馈系统所组成；所述两级液压放大分别为第一级液压放大和第二级液压放大；所述第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统；所述第二级放大是滑阀系统；所述线性位移传感器用于感受汽阀的开度。

所述高压主汽门油动机1和所述低压主汽门油动机4包括油缸、液压集成块、二位四通电磁阀、快速卸荷阀和弹簧操纵座；所述液压集成块用于将零部件安装连接在一起；所述二位四通电磁阀用于在运行中遥控关闭阀门，且能够进行定期的阀杆活动试验；所述快速卸荷阀用于把液压油快速释放；所述弹簧操纵座用于为主汽阀关闭阀门提供动力来源。

应用上述的水泵小机高背压控制系统时：

高压调节门油动机2和所述低压调节门油动机3的调节阀的开启与关闭均由抗燃油压力来驱动。伺服机构的油缸，属双侧进油的油缸，液压油缸与一个液压集成块连接，在这个液压集成块上装有高压滤芯和电液伺服阀。另外，在油动机快速关闭时，为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围内，在油动机活塞关闭侧采用液压缓冲装置，可以将动能累积的主要部分在冲击发生的最后瞬间转变为流体的能量。此类型的油动机属于控制型，可以将汽阀控制在行程的任意位置上，成比例地调节进汽量以适应需要。

其工作原理如下：

经计算机运算处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号由伺服放大器放大后，在电液转换器—伺服阀中将电气信号转换成液压信号，使伺服阀主阀移动，并将液压信号放大后控制高压油的通道，使高压油进入油缸活塞上腔，油缸活塞下腔接通回油。使活塞向下移动，经杠杆带动汽阀使之增加开度，或者压力油进入活塞下腔，活塞上腔经伺服阀接通回油，活塞上移，减少汽阀开度。当活塞移动时，同时带动两个线性位移传感器的拉杆(即lvdt)，位移传感器将油动机活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号在meh计算机内部与指令信号相加，由于两者的极性相反，实际上是相减，只有在原输入信号与反馈信号相加后，使输入伺服放大器的信号为零后，这时伺服阀的主阀回到中间位置，油动机上腔、下腔不再与进油、回油相通，此时汽阀便停止移动，并保持在一个新的工作位置。调节阀油动机的集成块上有一个伺服阀，在汽轮机发生故障需要迅速停机时，meh跳闸电磁阀失电，泄去主汽阀油动机的ast安全油，或操作就地抗燃油手动打闸阀使tp安全油泄去，打开ast安全油的泄油通道，使主汽阀油动机迅速关闭；同时meh接受跳闸信号并给调节阀油动机的伺服阀一个大的关闭电流信号，迅速将高压油通往油缸活塞下腔，油缸活塞上腔接通回油，迅速地带动杠杆关闭调节阀门。

电液伺服阀是由一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统所组成。第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统；第二级放大是滑阀系统，其原理如下：当有欲使油动机动作的电信号由伺服放大器输入时，则伺服阀力矩马达中的电磁铁线圈中就有电流通过，并在两旁的磁铁作用下，产生一旋转力矩使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷嘴中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷嘴的距离相等，使两侧喷咀

的泄油面积相等，则喷嘴两侧的油压相等。当有电气信号输入，衔铁带动挡板转动时，则挡板移近一只喷嘴，使这只喷嘴的泄油面积变小，流量变小，喷嘴前的油压变高，而对侧的喷嘴与挡板间的距离变大，泄油量增大，使喷嘴前的油压力变低，这样就将原来的电信号转变为力矩而产生机械位移信号，再转变为油压信号，并通过喷嘴挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷嘴前油压与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷嘴前的油压不等时，则滑阀两端的油压也不相等，两端的油压差使滑阀移动并由滑阀上的凸肩控制的油口开启或关闭，以控制高压油通向油动机活塞上腔，油动机活塞下腔与回油接通，打开汽阀；或者将高压油通向油动机活塞下腔同时活塞上腔通向回油，使汽阀关闭。为了增加调节系统的可靠性，在伺服阀中设置了反馈弹簧并在伺服阀调整时设有一定的机械零偏，这样，假如在运行中伺服阀控制线圈突然发生断电或失去电信号时，借机械力量使滑阀最后偏移一侧，使伺服阀主阀芯负偏，汽阀关闭。

线性位移传感器是由芯杆、线圈、外壳等所组成。td系列位移传感器是用差动变压器原理组成的位移传感器，无锡河埒供货。

当铁芯与线圈间有相对移动时，例如铁芯上移，次级线圈感应出的电动势经过整流滤波后，便变为表示铁芯与线圈间相对位移的电信号输出，作为负反馈。在具体设备中，外壳固定不动，铁芯通过杠杆与油动机活塞杆相连，输出的电信号便可模拟油动机的位移，也就是汽阀的开度，为了提高控制系统的可靠性，每个调节阀油动机中安装二支位移传感器，在meh计算机部分推荐采用高选。

高压主汽阀油动机和低压主汽阀油动机的高压和低压主汽阀油动机都是开关型油动机，阀门在全开或全关位置上工作。meh安全油(ast)未建立时（即给水泵小汽机未挂闸时）油动机的高压进油经过节流孔进入到油缸下腔，但此时由于安全油未建立，卸荷阀主阀无法关闭，所以进油经过卸荷阀通往有压回油，油缸下腔不能建立压力油，油动机无法开启；meh挂闸后安全油（ast）建立，卸荷阀主阀关闭，高压进油得以进入油缸下腔，油动机缓缓开启直至全开。该节流孔的通径大小影响油动机的开启时间。

主汽阀油动机与操纵座安装于主汽门蒸汽室的支架上，它的活塞杆、操纵座杆与阀杆相连。因此，活塞向上运动开启阀门，向下运动关闭阀门，油动机是单侧作用的，打开汽门靠油动机的推力，关汽门靠操纵座的弹簧力。

液压集成块用来将所用部件安装及连接在一起，也是所有电气接口及液压接口的连接件。

二位四通电磁阀用于在运行中遥控关闭阀门以进行定期的阀杆活动试验。给电磁阀线圈带220伏交流电压时，它将主汽阀油动机油缸下腔与压力回油的通道打开，将油缸下腔的压力油经该电磁阀和节流孔释放到压力回油去，使油缸下腔的压力缓缓降低使主汽阀阀杆缓缓关下。该节流孔的通径大小影响阀门活动试验时阀杆的关闭速度和最后的关闭位置。

快速卸荷阀安装在油动机液压集成块上，它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机时，串并联的4只跳闸电磁阀失电，导致meh安全油ast失压，使卸荷阀主阀打开，油动机活塞下腔的压力油经卸荷阀快速释放，在阀门关闭弹簧力作用下，使阀门快速关闭。在卸荷阀中有一个杯状滑阀，在滑阀下部的腔室与油动机活塞下的高压油路相通。滑阀上部的复位油室一路与危急遮断油ast相通，而另一路是经一针阀与油动机活塞上腔及回油通道相连。节流孔是产生该阀的复位油的，一旦该节流孔堵死，则会产生复位油降低或失压的现象，卸荷阀主阀就会打开，将会直接影响油动机的正常控制，影响小汽机的运行。调试时，该针阀用调节手柄完全压死在阀座上，仅在现场用于手动卸荷时才拧开此针阀。在正常运行时，滑阀上部的油压作用力加上弹簧力将大于滑阀下高压油的作用力，杯状滑阀压在底座上，使高压油与油缸回油相通的油口关闭。油缸活塞下腔的高压油建立。油动机开启。阻尼孔是对滑阀起稳定作用，以免在系统油压变化时产生不利的振荡。粗滤网可以防止大的颗粒进入堵塞阻尼孔。

弹簧操纵座是主汽阀关闭阀门的动力来源，作为保安部套的主汽阀油动机采用单侧油动机，避免了双侧油动机当驱动油压丧失后无法关闭阀门的问题。弹簧操纵座在与阀杆装配后保证弹簧操纵座内部的弹簧座离在其下部的支撑面有适当的间隙，以保证其弹簧作用力始终加载在阀杆和阀门上。

液压系统利用蓄能器在某段时间将油泵输出的部分液压能贮存起来，短期地或周期性地给执行机构输送压力油液，或用作应急的动力源，或用来在油泵卸荷时使某部分液压系统保持恒压。这样可以减少电机功率消耗，降低系统温升，提高系统液压能利用率；具有补偿压力和流量损失以及补充系统内的漏油消耗的功能。

当吸收油泵因突然启动或停止等而产生的脉动，减少因液压阀突然关闭或换向等所产生的系统冲击力。

高压蓄能器安装在高压eh油进油管路上，充氮气理论整定值为9.1-8.4mpa，在线更换时，只需关闭蓄能器前的常开进油截止阀shv25，然后，打开其常闭回油截止阀shv6.4卸荷，等卸荷结束拆下蓄能器即可。

低压蓄能器安装在低压回油管路上，充气整定值为0.21-0.17mpa，其作用主要是吸收回油系统中的脉动冲击力。在线更换时，只需关闭蓄能器前的常开进油截止阀shv25，然后，打开其常闭回油截止阀shv6.4卸荷，等卸荷结束拆下蓄能器即可。

电磁阀组件模块主要由四个ast电磁阀、压力开关组件、二只节流孔、两个压力表、一个压力变送器及一个集成块组成，四个ast电磁阀采用两并两串结构，可防止误动和拒动，具有极高的安全稳定性。

在正常运行时，它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断母管上的抗燃油泄油通道，使主汽阀油动机卸荷阀处于关闭状态，从而使高压和低压主蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。

ast电磁阀是组成串并联布置，这样就有多重的保护性。每个通道中至少须一只电磁阀打开，才可导致停机。同时也提高了可靠性，四只ast电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。

压力开关组件由五个压力开关及一些附件组成。其中，ps1、ps2、ps3监视高压安全油压，其作用是：当机组挂闸后，压力开关组件发出给水泵汽轮机高压安全油建立与否的信号给控制系统，作为控制系统判断挂闸是否成功的一个条件。当机组遮断时后，系统高压安全油失去，ps1、ps2、ps3发出机组已遮断信号给控制系统，该信号并作为小机再复位的一个条件。ps4、ps5为四个ast电磁阀在线试验所用。

一个压力变送器，将系统ast安全油压，实时传送到控制系统。

手动打闸阀是一个手动阀控制一个主阀芯。在挂闸的情况下，手动阀将主阀芯上部的控制油腔和无压回油隔断，主阀芯控制油腔经下部的节流孔来形成压力油将主阀芯靠在阀座上切断了ast安全油和dv无压力回油。在手动打闸时，手动阀动作，将主阀芯控制油腔与dv无压力回油导通，卸压。使主阀芯在下部的高压油的作用力下迅速打开，使ast安全油卸压。该阀的油路和ast跳闸电磁阀的油路是并联的。

其中图2中的x代表压力油；y代表压力回油；z代表无压力回油；w代表安全油。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。