1、作用與構(gòu)成
調(diào)速器液壓系統(tǒng)由高壓油壓裝置和控制閥組兩大部分組成。主要用于向調(diào)速器、操作器等提供清潔、可靠而穩(wěn)定的高壓油。由于調(diào)速器工作時所需操作油瞬間流量較大,為保證其快速動作,高壓油壓裝置采用帶有足夠容量的蓄能器的恒壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可滿足瞬間大流量的要求,還可減少油泵和電機(jī)的容量??刂崎y組主要作用是調(diào)節(jié)油量的大小并控制油路的通斷,進(jìn)而控制接力器的動作,實現(xiàn)導(dǎo)葉的開啟與關(guān)閉。
高油壓調(diào)速器液壓系統(tǒng)主要有回油箱、電機(jī)泵組、油源閥組、囊式蓄能器、壓力表計和液壓閥組等部分構(gòu)成?;赜拖溆糜趦Υ嬉簤河停⒆鳛殡姍C(jī)泵組、油源閥組、蓄能器、壓力表計、控制閥組等的安裝機(jī)體。電機(jī)泵組由電機(jī)、高壓齒輪泵、吸油濾油器等組成,用于產(chǎn)生壓力油。油源閥組由安全閥、濾油閥、單向閥及主供油閥等組成,電機(jī)泵組輸出的壓力油經(jīng)油源閥組控制、過濾后,輸入囊式蓄能器備用。囊式蓄能器是一種油氣隔離的壓力容器,鋼瓶上部有一只充有壓縮氮氣的丁晴橡膠囊,壓力油從下部輸入鋼瓶后,壓縮囊內(nèi)氮氣,從而儲存能量。壓力表用于指示油源壓力,電接點壓力表用于控制油泵電機(jī)的啟停。
2、結(jié)構(gòu)與布置
(圖一)高油壓調(diào)速器布置圖
調(diào)速器液壓系統(tǒng)以回油箱作為電機(jī)泵組、油源閥組、蓄能器、壓力表計、控制閥組等的安裝機(jī)體。當(dāng)高油壓調(diào)速器液壓系統(tǒng)的蓄能器多余 3 個 100L 時,蓄能器將不再以回油箱作為安裝機(jī)體,而是安裝在專門支架上構(gòu)成蓄能器組。較大的蓄能器組由 200L 或是 300L的蓄能器單元組合而成,蓄能器組可布置在回油箱旁,也可布置在其它適當(dāng)?shù)奈恢?,用高壓油管與回油箱相連接。
對于中、小型高油壓調(diào)速器、操作器及閥門控制裝置,油壓裝置通常與電氣控制部分(電控柜)、液壓控制部分做成一個整體,構(gòu)成完整的調(diào)速器、操作器及閥門控制裝置(見上圖)
3、典型系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理
下面是以 YWT-1800~7500-16 型高油壓調(diào)速器液壓系統(tǒng)為例(見下圖),簡要說明其系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。
(圖二)高油壓調(diào)速器液壓系統(tǒng)原理圖
1.油箱;2.電機(jī);3.油泵;4.溢流閥;5.單向閥;6.放油閥;7.壓力過濾器;8.截止閥;9.壓力開關(guān)(截止閥);10 壓力變送器;11.電接點壓力表;12.壓力表;13.蓄能器;14.主供油閥;15.行程閥;16.分段關(guān)閉閥組;17.插裝閥;18.單向節(jié)流閥;19.大波動關(guān)閥;20.單向閥;21.緊急停機(jī)閥;22.小波動開關(guān)閥;23.雙向節(jié)流閥;24.液控單向閥;25.接力器;26.放油口;27.液位計;28.吸油濾油器;29.加油口;
該系統(tǒng)由回油箱、 兩套電機(jī)泵組及油源閥組、控制閥組、3 個蓄能器及一組壓力表計(個別配置壓力變送器)構(gòu)成。電機(jī)為液壓系統(tǒng)的動力源,當(dāng)蓄能器和系統(tǒng)的油壓降至工作壓力的下限時,電接點壓力表動作,通過控制電路使電機(jī)啟動運轉(zhuǎn),經(jīng)傳動裝置帶動油泵開始工作,自回油箱內(nèi)吸油。液壓油經(jīng)吸油濾油器濾去較大顆粒的機(jī)械雜質(zhì),經(jīng)油泵獲得能量成為壓力油,再經(jīng)濾油器精濾成為清潔的壓力油。壓力油經(jīng)單向閥和高壓管路向蓄能器中充油,壓縮氣囊而蓄能、升壓,當(dāng)蓄能器和液壓系統(tǒng)的油壓升至工作壓力的上限時,電接點壓力表動作,通過控制電路使電機(jī)泵組停止工作。單向閥隔在蓄能器和濾油器之間,既可防止電機(jī)停轉(zhuǎn)時壓力油倒流導(dǎo)致電機(jī)泵組反轉(zhuǎn),又使得在蓄能器保持油壓的條件下,可以進(jìn)行濾油器的清洗等工作。安全閥的整定壓力稍高于工作壓力上限值,如果電接點壓力表或控制回路出現(xiàn)故障,造成油壓升至工作壓力上限值后電機(jī)泵組仍不能停止工作,安全閥即開啟泄油,確保系統(tǒng)壓力不會過度升高而導(dǎo)致事故。
蓄能器內(nèi)的壓力油經(jīng)主供油閥與控制閥組連接,主供油閥在需要用油時打開,在不需要用油時關(guān)閉。放油閥處于常閉狀態(tài),只是在油壓裝置需要放空壓力油時才需要打開?;赜拖渖系挠臀挥嬘糜谥甘净赜拖渲械挠臀患坝蜏?。
4、各部件功能與作用(見圖二)
( 圖三 )調(diào)速器實圖 1 ( 圖四 ) 調(diào)速器實圖 2
1.蓄能器;2.電控柜;3.檢修窗口 I;4.數(shù)字閥組;5.液位計;6.檢修窗口 II;7. 壓力變送器;8. 電接點壓力表;9. 普通壓力表;10.位計;11.油混水信號計;12. 電機(jī)油泵組; 13. 放油閥;14. 銘牌;15. 壓力油口;16. 備用油口;17. 截止閥;18 濾油器;19 溢流閥
1. 回油箱
長方形的回油箱是用油系統(tǒng)工作后回油的匯集處,也是用油系統(tǒng)清潔油的油源,它由鋼板焊接而成。回油箱的底部用槽鋼焊成剛性框架,可直接安放或固定在廠房的樓板上。主要功能是:有足夠的容積儲存系統(tǒng)工作所需的液壓油;散發(fā)工作過程中產(chǎn)生的部分熱量;促進(jìn)液壓油中的空氣分離及消除泡沫;作為相關(guān)部件的安裝機(jī)體。
2 和 3.電機(jī)油泵組
電機(jī)為油泵工作提供動力;油泵為齒輪泵,齒輪泵與電機(jī)通過聯(lián)軸器聯(lián)接,電機(jī)帶動齒輪泵轉(zhuǎn)動,將回油箱中的清潔液壓油通過濾網(wǎng)過濾后吸入液壓系統(tǒng)中。
4.溢流閥
主要作用是使系統(tǒng)中多余的液壓油通過該閥溢出,從而維持其進(jìn)口壓力近于恒定的壓力控制閥。在高油壓調(diào)速器液壓系統(tǒng)用做系統(tǒng)的安全閥,防止液壓系統(tǒng)過壓而導(dǎo)致事故。
5.單向閥
單向閥的作用是:只允許油往一個方向流動,不允許油往反向流動。通常用于油泵的出口,以防止停泵時壓力油倒流。單向閥為錐閥式結(jié)構(gòu),液阻壓力損失小,其對外方式有管式、板式、插入式三種。
6.放油閥
調(diào)速器處于工作狀態(tài)時放油閥處于常閉狀態(tài),只是在油壓裝置需要放空壓力油時才需要打開。
7.壓力過濾器
壓力過濾器裝設(shè)在液壓泵的出油口的壓力管道上,以濾除液壓油中混入的機(jī)械雜質(zhì)和液壓油本身化學(xué)反應(yīng)變化所產(chǎn)生的膠質(zhì)、瀝青、炭渣等,從而防止閥芯卡死、空隙堵塞以及液壓元件過快磨損等故障的發(fā)生。
8.截止閥
截止閥通常使用高壓球閥,裝設(shè)在油源閥組及蓄能器之間,用來控制油路的通斷。
9.壓力表開關(guān)(截止閥)
用于控制壓力表計和系統(tǒng)的油路的通斷。
10.壓力變送器
壓力變送器是把氣體或液體的壓力轉(zhuǎn)換為可使用的電信號的器件。隨著壓力的升高,壓力變送器有 4~20mA 逐步線性增加的電流變送信號輸出至后臺,以用于后臺的壓力測量顯示。壓力變送器工作電源為 DC 24V。接線方式可參見壓力變送器使用手冊。
11.電接點壓力表
一方面電接點壓力表用于觀察液壓系統(tǒng)壓力,另一方面電接點壓力表的輸出節(jié)點串到油泵控制箱的控制回路中以用來自動控制油泵電機(jī)的啟停。將電接點壓力表輸出節(jié)點的上下限調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置,油泵電機(jī)打油到一定位置(或液壓系統(tǒng)壓力下降至某一位置),常開點變成常閉點,控制回路接通,油泵電機(jī)停止(或啟動)。
12.壓力表
用于觀察液壓系統(tǒng)壓力。
13.蓄能器
囊式蓄能器是高油壓調(diào)速器液壓系統(tǒng)的重要組成部分,它具有儲存能量、穩(wěn)定壓力、吸收沖擊和消除震動的作用。
14.主供油閥
通常為高壓球閥,用來控制油路的通斷。
15.行程閥
行程閥裝設(shè)在分段關(guān)閉閥組的控制回路中,用于控制分段關(guān)閉動作。
16.分段關(guān)閉閥組
分段關(guān)閉閥組是由主接力器的預(yù)定位置開始直到全關(guān)閉位置(不包括接力器端部的延緩段),使接力器關(guān)回速度減緩的裝置。
17.插裝閥
插裝閥采用錐閥結(jié)構(gòu),具有液阻小,通流能力大、動作快、泄露少等優(yōu)點,適用于高壓大流量場合,實現(xiàn)方向、壓力、流量的多種控制。
18.單向節(jié)流閥
單向節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)流量的大小,從而調(diào)整接力器動作的快慢。單向節(jié)流閥只能單方向節(jié)流,要么進(jìn)口節(jié)流,要么是出口節(jié)流。
19.大波動關(guān)閥
大波動關(guān)閥的流量遠(yuǎn)大于小波動開關(guān)閥流量,在小波動關(guān)閥不能滿足迅速關(guān)機(jī)情況下動作,實現(xiàn)大流量關(guān)機(jī)動作,使液壓缸迅速關(guān)閉,主要用于機(jī)組甩負(fù)荷和事故停機(jī)情況下,使水輪機(jī)導(dǎo)葉迅速關(guān)回。
20.單向閥
單向閥的作用是:只允許油流向一個方向流動,不允許油流反向流動。通常用于油泵的出口,以防止停泵時壓力油倒流。單向閥為錐閥式結(jié)構(gòu),液阻壓力損失小,其對外方式有管式、板式、插入式三種。
21.緊急停機(jī)閥
緊急停機(jī)閥用于機(jī)組或調(diào)速器事故時,使液壓缸迅速關(guān)閉,機(jī)組迅速停機(jī)。緊急停機(jī)閥用帶手動按鈕的電磁換向閥或電磁球閥實現(xiàn)。
22.小波動開關(guān)閥
小波動開關(guān)閥采用電磁換向閥,用來直接控制主油路的通斷和切換,實現(xiàn)小流量調(diào)節(jié)的作用。
23.雙向節(jié)流閥
雙向節(jié)流閥同樣是用來調(diào)節(jié)流量的大小,從而調(diào)整接力器動作的快慢。但雙向節(jié)流閥能雙方向節(jié)流。
24.液控單向閥
在電磁閥動作完成后復(fù)位到中間位置,接力器有桿腔和無桿腔的壓力將持續(xù)不平衡狀態(tài),此時液控單向閥將不平衡壓力相互轉(zhuǎn)換,防止接力器竄動,維持接力器在不操作情況下不動狀態(tài)。
25.接力器
接力器就是液壓缸,接力器的作用是將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,實現(xiàn)往復(fù)運動,以推動水輪機(jī)的導(dǎo)葉機(jī)構(gòu)、槳葉、噴針及折向器、進(jìn)水閥等負(fù)載。
26.放油口
放油口設(shè)在油箱最底部,可在不要時排空油箱內(nèi)液壓油。
27.液位計
回油箱上的液位計用于指示回油箱中的油位及油溫。
28.吸油濾油器
安裝在液壓泵的吸油口,其作用是保護(hù)液壓泵,防止吸油時將大顆粒污染物吸入泵內(nèi)。吸油濾油器一般采用 100~180μm 的網(wǎng)式或線隙式濾芯,最高過濾精度不小于 50μm。29.加油口回油箱頂部設(shè)有加油口,用來向回油箱灌輸液壓油,可在加油口上裝設(shè)一高壓球閥,以便隨時開啟加油。
5、安裝與維護(hù)
調(diào)速器所有零部件在工地安裝前,必須先用煤油清洗,然后將所有零部件用壓縮空氣吹凈,再用 46#汽輪機(jī)油為潤滑油,按圖紙進(jìn)行裝配,在調(diào)速器安裝時施工單位應(yīng)在管中預(yù)串鋼絲,以便于電纜敷設(shè)。清洗時只能用紗布或絲綢,不能用棉紗等易掉毛物品擦拭零件。
6、油泵的啟動
油泵的首次啟動前,應(yīng)先確認(rèn)蓄能器內(nèi)的氮氣已達(dá)到規(guī)定的充氣壓力;主供油閥及放油閥均已關(guān)閉 ;溢流閥手輪逆時針旋轉(zhuǎn)退出,溢流閥壓力降至最低;電機(jī)電源和油泵控制回路已全部接好。
將油泵切為手動控制,用點動的方式啟動油泵電機(jī),同時觀察電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。如旋轉(zhuǎn)方向有誤,將電機(jī)電源線任意兩相對換,即可改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。手動啟動油泵電機(jī)后,溢流閥應(yīng)很快的開始溢流。將油泵空轉(zhuǎn)幾分鐘后,順時針旋轉(zhuǎn)溢流閥手輪,溢流閥之溢流壓力逐漸升高,電接點壓力表開始指示油壓。將溢流閥調(diào)整到規(guī)定溢流壓力下開始溢流。然后手動關(guān)停油泵電機(jī)。
7、電接點壓力表的整定
用螺絲刀推入電接點壓力表中心的調(diào)節(jié)針桿,撥動表針來整定其動作壓力。整定時需注意,只有停泵壓力為上限控制,其余壓力整定值為下限控制。
8、調(diào)整安全閥
關(guān)閉輸出壓力油閥門,通過旋轉(zhuǎn)安全閥的調(diào)節(jié)螺釘使其油壓高于名義工作壓力上限 2%以上時開始排油,當(dāng)油壓高于名義工作壓力上限的 16%以前,安全閥應(yīng)全部開啟,并使壓力罐中油壓不再升高。當(dāng)油壓低于名義工作下限以前,安全閥應(yīng)完全關(guān)閉。
9、回油箱的油位信號器及油積水信號器
1)油位信號器可按總裝圖標(biāo)注尺寸進(jìn)行整定濕簧點;
2)油積水信號器當(dāng)回油箱的油混入水,會可靠發(fā)出信號,通知運行人員處理。
10、 調(diào)速器液壓系統(tǒng)的維護(hù)
1)本油壓裝置選用 46 #氣輪機(jī)油,其質(zhì)量應(yīng)符合 GB11120 中的有關(guān)規(guī)定;
2)調(diào)速器液壓系統(tǒng)首次投入運行一個月后,需要重新更換清潔油或?qū)⒃瓉硎褂玫挠徒?jīng)過仔細(xì)過濾后使用,以后定期(如三個月)進(jìn)行油的物理、化學(xué)性能化驗分析,根據(jù)化驗結(jié)果決定充添部分新油或全部更換新油;
3)回油箱中的濾油網(wǎng)需按規(guī)定 7 天或按實際使用情況決定清洗或更換;
4)工作油泵和備用油泵應(yīng)定期交替使用。(一般 7 天交替使用一次)。
11、注意事項
1)調(diào)試時,鎖定裝置處于“退”的位置時才能進(jìn)行液壓系統(tǒng)調(diào)試,接力器若為外置式接力器,建議拆除鎖定裝置后再進(jìn)行調(diào)試;
2)調(diào)試過程中,拆卸閥塊前,一定要卸掉油壓;
3)調(diào)試過程中要認(rèn)真仔細(xì)。
4)電機(jī)在第一次打油時,建議空轉(zhuǎn) 7-10 分鐘;
5)油壓表安裝時一定要用兩個扳手安裝,不要用手去扳表頭,以免損壞壓力表;
6)現(xiàn)場調(diào)試時,建議將油壓表多余的上限指示并在“油壓正常”上面,以免油壓正常接點損壞后油壓正常時不能停止打油。
7)第一次打油時一定要將溢流閥調(diào)試好
8)廠內(nèi)調(diào)試時,電磁閥要多動作,以免油道里面有鐵屑導(dǎo)致卡閥。
12、安裝接線檢查(設(shè)備位置擺放是否正確)
1)檢查屏內(nèi)聯(lián)絡(luò)端子間的接線是否正確。
2)檢查設(shè)備與外部(工作電源、自動化及采樣信號等)的接線是否正確。
3)檢查內(nèi)部接線是否有松動。
4)檢查各元器件是否完好。
5)通電前必須認(rèn)真核對回路中各器件電壓等級是否與所提供的電壓相符(如 DC220、DC等)。
6) 操作、信號、保護(hù)回路檢查:
①試驗?zāi)康?br />
a)熟悉操作信號保護(hù)回路
b)驗證操作信號保護(hù)回路正確性、可靠性
②工作電源檢查
a)合保險之前測量外部提供的工作電源是否符合工作范圍。
b)直流電源的極性是否正確。
c)接入廠用電相序相位應(yīng)正確。
d)上電后測量各開關(guān)電源是否工作正常。
e)交直流電源單獨供電時,相應(yīng)的弱電操作電源 DC24V 電壓;
f)交直流電源并列供電時弱電操作電源 DC24V 電壓;
g)測得的結(jié)果應(yīng)符合以下要求:
h)廠用電偏差不超過-15%~+15%,三相電壓不對稱度不大于 5%;
i)直流操作電源偏差不超過-20%~+20%;
j)弱電操作電源 DC24V 電壓偏差不大于±10%;
③信號回路檢查
a)利用調(diào)試軟件檢查可編程控制器輸入輸出信號正確性。在試驗單上詳細(xì)列出試驗項目,其完整性應(yīng)符合圖紙要求。通過模擬試驗記錄其結(jié)果。
b)通過模擬試驗并結(jié)合其它實驗,檢查故障信號和狀態(tài)信號正確性。在試驗單上詳細(xì)列出試驗項目,其完整性應(yīng)符合設(shè)計要求。通過實驗記錄其結(jié)果。
c)通過相關(guān)試驗,檢查監(jiān)控信號正確性。在試驗單上詳細(xì)列出試驗項目,其完整性應(yīng)符合圖紙要求,通過試驗記錄相應(yīng)輸出端子號的試驗結(jié)果。
d)照明燈和加熱器檢查,通過通電試驗,驗證照明燈和加熱器工作正常,并記錄其結(jié)
13、位移傳感器的安裝調(diào)整
1) 零點調(diào)整
用機(jī)械手動將導(dǎo)葉全關(guān),松開緊固螺釘,調(diào)節(jié) W1(5KΩ圓形電位器)中心軸,測量 a 與 b 間的電壓,使該電壓值為 0.3V,然后鎖緊緊固螺釘,注意不要完全調(diào)為 0V,否則自動運行時接力器不能壓緊行程。
2) 滿度調(diào)整
用機(jī)械手動將導(dǎo)葉全開,調(diào)節(jié) W2(10KΩ電位器,在調(diào)理板中),測量 a 與 b 間的電壓,使該電壓值為 9.8V--10V 之間,注意不要超過 10V,否則自動時接力器不能開到全開位置。注:D1 為零點遷移二極管,防止電位器零點翻轉(zhuǎn)。
(注意:以上步驟均應(yīng)在無水條件下進(jìn)行。)
14、電液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的介紹
1)調(diào)速功 1800 以下的油路控制如(右圖)左起依次為小波動閥、大波動閥、緊急(事故)停機(jī)閥組成,另外還有一個剎車閥。
調(diào)節(jié)數(shù)字閥下邊的雙單向節(jié)流閥即可改變調(diào)速器的開關(guān)機(jī)時間。
(注意:如果現(xiàn)場調(diào)速器的接力器是外置式的接力器,而且是推出去為關(guān)機(jī)的情況下,請將雙單向節(jié)流閥反過來裝。)
調(diào)速功在 1800 以上的控制回路
說明:
1)插裝閥的作用:放大油路提高推力輸出的功能。
2)左邊單個的是進(jìn)油口控制閥,右邊里邊的為總油口控制閥,外邊的為出油口控制閥,調(diào)節(jié)這三個插裝閥及雙向節(jié)流閥均可以調(diào)節(jié)接力器的動作速度。
3)事故停機(jī)時:緊急停機(jī)閥、大波動閥、小波動閥將同時工作。緊急停機(jī)導(dǎo)葉關(guān)閉速度(時間)的調(diào)節(jié)方法:機(jī)組無水條件下用內(nèi)六角扳手調(diào)節(jié)左邊單個的進(jìn)油口控制閥。
4)正常開關(guān)機(jī)時間調(diào)整:根據(jù)機(jī)組不同,全關(guān)到全開時間建議在 20-30S,開機(jī)速度的調(diào)節(jié)方法:機(jī)組無水條件下用內(nèi)六角扳手調(diào)節(jié)小波動閥下面的雙向截流閥(即開機(jī)時線圈點亮的那端),關(guān)機(jī)速度調(diào)節(jié)對應(yīng)端的截流閥。
注:當(dāng)在全關(guān)位置接力器往開的方向溜時,一般是進(jìn)油口插裝閥問題;在全開位置往關(guān)的方向溜時是出油口插裝閥問題。