０；， 孑长逐德 东方电气集团东方汽轮机有限公司，ＩＥＩＪＩＩ德阳６１８∞篪 摘要：针对双冗余ＤＤＶ阀设计方案在汽轮机低压全电调控制系统中的应用。
从整个系统设计的基本原理、构成出发，结 合对关键部套～双冗余ＤＤＶ阀组、油动机等的油路特性进行理论计算和分析，充分论证了这种新型低压电调控制方式的 可行性和可靠性．并通过成功完成马来西亚古晋电厂１４（５０ＭＷ）机组的现场改造使该方案得到了验证，为今后汽轮机低压电 调系统的设计创建了一种全新的方案。
关键词：５０ＭＷ电液并存系统；双冗余ＤＤＶ阀组；特性分析 中图分类号：ＴＫ２６３．７＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－９００６（２００８）０２—００１４－０３ ＤｕａＩ
ＲｅｄｕｎｄａｎｔＤＤＶＶａｌｖｅＢｌｏｃｋｆｏｒＴｕｒｂｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ ｚＨＡＮＧＹｕｎ—ａｅ（ＤｏｎｇｆａｎｇＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ，６１８０００，Ｄｅｙａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｄｕａｌｒｅｄｕｎｄａｎｔＤＤＶｖａｌｖｅｄｅｓｉｇｎｆｏｒｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅＤＥＨｓｙｓｔｅｍｏｆｓｔｅａｍｔｕｒｈｉｎｅ．ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｋｅｓｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃｃｏＯ－ｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｂａｓｉｃｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｍａｋｅｕｐｏｆｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｉｌｐａｔｈｆｏｒｋｅｙ ｐａｒｔｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｕａｌｒｅｄｕｎｄａｎｔＤＤＶｖａｌｖｅｂｌｏｅｋａｎｄｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒｓ．ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｆｕｌｌｐｒｏｏｆｆｏｒｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｕｎｄｅｒｌＯＷｐｒｅｓｓｕｒｅ．ＴｈｅａｂｏｖｅｍｅｔｈｏｄｉＳａｌｓｏｐｒｏｖｅｄｔｈｔｏｎｇｈｔｈｅＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｏｆｓｉｔｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔｏｆｕｎｉｔ１。
ｏｆＫｕｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｉｎＭａｌａｙｓｉａ．ｃｒｅａｔｉｎｇａｎｅｗｓｉｔｕａｔｉｏｎｆｏｒＤＥＨｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ． ＫｅｙＷＯｒｄｓ：ＣＯ．ｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｏｆ５０ＭＷ；ｄｕＯＯｒｅｄｕｎｄａｎｔＤＤＶｖａｌｖｅｂｌｏｃｋ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ 随着我国电力工业的迅猛发展，以高压抗燃油全电调为主导地位的汽轮机电液调节系统在近十年内得到了快速发展，但同时高压全电调系统的缺点也逐渐暴露出来，如电厂设备投资很大，日常维护费用较高，抗燃油废油处理困难，污染环境等。
而以透平油为工质的低压全电调系统以其较高的性价比在国内外均占据了一定的市场份额，特别是在２００ＭＷ功率等级以下的汽轮机组中更得到了较为广泛地应用。
然而，在低压全电调控制系统中，电液转换器及功率放大器的长期运行的可靠性问题始终是困扰用户的一大难题。
由于调节系统与润滑系统共用油源，整个油系统的清洁度很难得到保证，而传统的电液转换器因运动部件间隙较小，极易因油液污染造成卡涩而引发故障，从而影响整个机组的安全运行。
２００５年底，东汽自控公司承接了马来西亚古晋电厂１。
机组（５０ＭＷ）电液系统改造的任务，用户要求保留原机组的电液并存模式，重点解决原系统存在的电 液转换器和功率放大器可靠性差的问题。
为此，经过认真的讨论分析，提出了以双冗余ＤＤＶ阀为核心元件，替代传统电液转换器的方案。
鬻≥液压控制系统工作原理蠢黧銎攀攀；鋈鬓鍪ｉ黍缀 工作原理如图１，用ＤＤＶ阀块替代原电液转换器，控制二次脉动油压，与调速器滑阀、切换阀等液压部套组成电液切换系统。
通过切换阀两个电磁铁带电或失电使切换阀滑芯处于上位或下位，从而使控制系统处于电调方式或液调方式；通过比较二次脉动油压和二次跟踪油压的压力，使电调或液调系统相互跟踪，以保证电调和液调系统无扰切换。
切换阀阀芯处于上位时，机组在电调方式控制运行，通过转速传感器或功率变送器获取电气信号，经ＤＥＨ控制系统加以综合处理，给出对调速系统执行机构（调节阀油动机）的指令信号。
该信号传送到ＤＤＶ阀的控制放大器上，‘ＤＤＶ阀的阀芯 收稿日期：２００７一ｌｏ－１８作者简介：张运德（１９６９一），男，高级工程师，副主任工程师。
主要研究方向：汽轮机调节保安系统。
１４ 　 圈１ 运动，使其所控制的二次脉动油压发生变化，引起调节阀油动机的断流滑阀偏离平衡位置上下运动，使油动机上下运动。
油动机上配有行程位移变送器，将油动机行程转换为电信号送到ＤＥＨ处理，平衡指令信号。
ＤＤＶ阀块就是这样通过调节二次脉动油压，从而调节油动机行程来调整机组进汽量，使汽轮机实现自动控制的目的。
羹鬻纂囊眇阕静态特幢ｉ＿“｜ｉ溪攀鋈瀵黍纛囊蘩蕤※ ＭＯＯＧ６３４阀压力流量曲线如下图２。
ｔ’蚕３８０ ≤２３０ 饕１Ⅲ５２ ｊ７６ Ｄ６３４系列的负载流量曲线 Ｆ＝彳＝耳＝＝Ｆ＝Ｆ＝＝Ｆ彳号耳牛Ｆ＝＝＝年＝＝ｆ＝Ｆ鼍 绨３８ １９ 图２ ＤＤＶ阀流量曲线 图３双边进油ＤＤＶ阀原理图 ＤＤＶ阀，采用并联控制方式实现大的流量梯度增
益模式。
蘸ｊ孵条荫移÷黼籼汹麟黧黍黧繁蒸绷 控制原理如图４。
０．７ Ｉ，４ ２．８４．９７ １４２１３５ 阀压降／ＭＰａ 显然，工作在透平油系统的ＤＤＶ阀阀边压差０．９８ＭＰａ。
从流量曲线图来看，在加载１００％额定信号下流量约为３８Ｌ／ｍｉｎ，此流量为阀口的单边流量。
为了充分发挥ＤＤＶ阀的通流能力，将ＤＤＶ阀的Ｐ口和Ｂ口同时引入控制油，形成双边进油油路如图３，ＤＤＶ阀流量可增大约一倍。
这样的设计不需要改变ＤＤＶ阀的型号，只是通过在油路上的简单改变就可以实现更好的控制效果，到达更大的流量适应性和较高的可靠性；同时阀组结构简单，易于制作，工艺性良好。
对于流量要求大的应用领域可以配置２只或３只 来脉动油 图４ ＤＤＶ阀为ＭＯＯＧ公司生产直接驱动高性能比例阀，通过外部油路将二位四通阀改为为二位二通阀，以增加阀的通流能力；２只ＤＤＶ阀并联在控制油路中，通过控制二次脉动油的排油面积进而控制二次脉动油压。
阀组中配有节流调整阀，通过节流调整阀可进行现场的静态调整。
在油路中增设了一组配有卸载阀的超速限制电磁阀，可接受ＯＰＣ信号快速卸掉脉动油，避免机组超速，保护机组安全。
１５ 　 缈？：ＤＤＶ嗍通流能力 憎Ｈ ４。
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“鹧 为了了解ＤＤＶ阀的通流能力，进行了以下试验来测量其有效的通流面积。
液压原理简图见图５。
厶 图５ 图中：．＾—试验断流滑阀进油面积，ｍｍ２；．俨 ＤＤＶ阀排油面积，ｍｍ２；，卜节流调整阀排油面积，ｎｌｌｎ２；只。
广脉动油，ＭＰａ；Ｂ＿排油油压魄＝０）。
根据流量连续性方程和液压系统特性有以下等式成立： 厂百————一厂ｉ————～ 听、／争（Ｐ＿确＝ｃ∽萌）、／争（Ｐｍ－Ｐｂ） 式中：ｃ为流量系数。
试验装置被设计为当Ｐｒ．＝Ｐ／２时断流滑阀处于稳定状态，所以在稳定工况下厶不变，从某一稳定工况到另一稳定工况，就有以下等式成立。
｛裔硝ｔ在稳定工况脉动油所有压力油进油面积之和等于脉动油总的排油面积；ＤＤＶ阀控制面积的变化引起试验断流滑阀进油面积的变化，且变化方向相同大小相等。
试验断流滑阀进油面积可以方便地测量出来。
通过试验得出，ＤＤＶ阀双边阀口面积总变化石。
黼．油动机特性 通过油动机特性参数计算可知：使用１只ＤＤＶ阀大约可控制脉动油总流量的７０％，而双只ＤＤＶ阀可有约４０％的冗余度。
鼢可靠性分析 （１）通过对ＤＤＶ阀同流能力测试及对油动机特性参数计算可知：采用双只ＤＤＶ阀可使系统有４０％的冗余度（备注：由于是改造项目，受特殊因数的影响，能保证整个系统的功能，且有４０％的冗余度已是不易，对于新的系统完全能做到１００％的冗余度），从而降低了单个元件故障对系统可靠性的影响。
为了保证ＤＤＶ阀工作在线性区域消除非线性影响，每个ＤＤＶ阀正常使用范嗣设定在控制面积的１０％一９０％这一区域。
通过这样的配置，双ＤＤＶ阀就保证既有良好的线形关系又有足够的 通油控制能力，提高了整个系统的可靠性。
（２）ＤＤＶ阀块上配有超速限制电磁阀，能在 机组转速达到１０３％额定转速时陕速动作泄掉二次 脉动油关闭调节阀油动机，有效地防止机组超速。
另外，由于ＤＤＶ阀快速响应性远远地高于原电液 转换器，因此，采用ＤＤＶ阀不论在调节品质还是 在安全性上均比原电液转换器高出许多。
留ＤＤＶ阀块的设计特点 ．船粕ｍ ” 一一－。
㈣ 在设计新型双ＤＤＶ阀组时，设计基本原则就
是使其布局尽量简洁、合理；同时充分考虑油路块的加工工艺性，最大程度地减少工艺孔的数量。
主要具有以下特点： 。
（１）两ＤＤＶ阀平行并列布置，有效地节约空间，减少流道阻力。
（２）超速电磁阀布置在卸载阀盖板上，布置合理。
（３）节流阀采用整体插装形式，能有效地保证节流阀使用性能。
（４）配置了必要的监视仪表。
双ＤＤＶ阀组件的外形图见图６。
黟缩谮 综上所述，通过分析计算和试验验证表明，双ＤＤＶ阀组设计方案完全可以满足汽轮机组低压电液并存系统的要求，并且进而可推广用于低压全电调汽轮机控制系统。
其特点是系统结构简单，电气部分省略了传统的伺服板或功率放大器，大大降低了制造成本；液压部分通过ＤＤＶ阀的双冗余配置充分提高了整个系统的可靠性、安全性。
双ＤＤＶ阀组设计成功并投入运行，为低压电调系统的设计创建了一种全新思路，能为工厂创造较大的经济效益，具有较广阔的市场前景。
图６ 双 ＤＤＶ 阀组件的外形圈