采用DDV阀的汽轮机透平油纯电调系统简介

我公司的deh产品以前主要以高压抗燃油全电调为主。随着公司的发展及市场的需要，近几年我们又推出了以力矩马达式电液转换器为电液接口的低压透平油全电调系统，该系统已在多台中小机组上投运。出于对市场的开拓及用户的要求，我们近期又开发了一种以直线马达驱动的电液转换器（ddv阀）为电液接口的低压透平油全电调系统。现将该系统做一简介，供大家参考。
1、ddv阀的特点
ddv伺服阀是moog公司研制成功的新型电液伺服阀（见附图），它是一种直接驱动式伺服阀，简称ddv（directdriveservovalue的缩写），这种阀用集成电路实现阀芯位置的闭环控制。阀芯的驱动装置是永磁直线力马达。对中弹簧使阀芯保持在中位，直线力马达克服弹簧的对中力使阀芯在二个方向都可偏离中位，平衡在一个新的位置。它与传统的moog伺服阀相比，其zui大的区别在于在结构上取消了喷嘴--挡板前置级、用大功率的直线力马达替代了小功率的力矩马达、用先进的集成块与微型位置传感器替代了工艺复杂的机械反馈装置--力反馈杆与弹簧管，从而简化了结构，提高了可靠性，却保持了带喷挡前置级的两级伺服阀的基本性能与技术指标。
ddv伺服阀的特点：
1）采用高能的永磁直线马达，自带放大、驱动力大。
2）停电、电缆损坏或者紧急停车的情况下伺服阀均能自行回中，无需外力推动。
3）动态性能指标与供油压无关。
4）低的滞环、高的分辨率。
5）具有极性接反保护功能与超压保护功能。
6）电子零位调节来补偿负载飘移。
2、ddv伺服阀的工作原理
ddv阀主要由阀位控制器（集成电子线路）、位移传感器、阀套、阀芯、直线马达、对中弹簧等组成。当一个电指令信号施加到阀芯位置控制器时，直线马达产生一个脉宽调制电流，震荡器就使阀芯位置传感器（lvdt）励磁。经解调以后的阀芯位置信号和指令位置信号进行比较，使阀芯位置控制器产生一个电流给力马达，力马达驱动阀芯，一直使阀芯移动到指令位置。阀芯的位置与指令信号成正比。伺服阀的实际流量q是阀芯位置与通过阀芯计量边的压力降的函数。
直线马达是一个永磁的差动马达，它具有中性的中位，产生的力和行程是与电流成正比的。
直线马达移动时必须克服高刚度弹簧所产生的对中力与外部的附加力（即液动力以及由污染引起的磨擦力）。在直线马达返回中位时，对中弹簧力是和马达产生的力同方向的，这就等于给阀芯提供了附加的驱动力。因此这就使ddv伺服阀对污染的敏感性大为下降。直线马达借助对中弹簧回中，不需外加电流。
ddv阀有p、a、b、t、y五个油口，a与b为流量控制口（节流口），由阀芯控制。p口接压力油，t、y为回油口。根据不同的接法，可构成滑阀机能：二位二通、三通、四通。
3、ddv阀主要性能指标
1）动作方式永磁力马达直动式
2）滑阀机能三通、四通、二位二通
3）阀zui大流量d633型75l/min，d634型85l/min
4）zui高工作压力35mpa
5）控制器电流24vdc
6）zui大输入信号时电流d633型0.1，d634型0.20a
7）指令信号±10vdc，±10ma，+4~+20ma
8）测量输出信号+4~+20ma
9）阶跃响应0~d633<12ms，d634<20ms
10）分辨率<0.1%
11）迟滞<0.2%
12）清洁度要求nas不低于6级
iso不低于15/11
4、采用ddv阀低压纯电调系统介绍
以哈汽型调速系统为例（见马鞍山电厂#5机25mw系统图），油动机为液压反馈。采用ddv阀的透平油纯电调系统时，对原液压调节保安系统的改造配置内容：
a调节部分
1）ddv阀与油动机必需一对一配置
2）将原油动机中的液压反馈滑阀和反馈杠杆拆去。（可用一个实心滑阀代替反馈滑阀，以切断反馈油路）
3）增加lvdt油动机位置反馈定位
4）增设一个节流阀，用以调整油动机的零位和滑阀机械偏置
5）增加双筒粗、细滤油器各一只
6）增设ddv调节装置，将ddv细滤油器，opc电磁阀组装。
b保安部分
1）增设双联opc电磁阀，以限制甩负荷动态超速
2）增设双联ast电磁阀1套。
3）增加安全油压力开关2只。
正常控制时，ddv阀接受deh阀位控制（vcc）的控制信号，使阀芯移动，改变a或b油口的排油面积，使脉动油压发生变化，通过油动机滑阀，控制油动机活塞上下运动，从而改变阀门的开度，以改变机组的转速或功率。
油动机活塞的位置通过lvdt反馈定位。
当发生遮断时，危急保安器滑阀动作，泄去脉动油压，以快速关闭油动机。
当发生甩负荷超速时，双联opc电磁阀动作，泄去脉动油压，关闭油动机，当opc复位后，使油动机维持机组的空转。
对于设置挂闸电磁阀的保安系统，则可遥控电磁阀使遮断滑阀复置，建立安全油，开主汽门。马鞍山电厂#5机保安系统中原设有启动滑阀，则就不用增设挂闸电磁阀，可由deh控制启动阀进行复置，建立安全油，开启主汽门。
系统中配置了粗、细滤油器，以防止油中颗粒等杂质进入ddv阀。
我公司用ddv阀的低压透平油纯电调系统已应用在马鞍山电厂#5机和邯郸10#机。
注：若只配有一个调节油动机的机组，则清单中的序号1、2、6项数量均为1，序号3数量为2。
5、存在的问题
1）ddv阀是moog公司高压系列的伺服阀，使用时要求透平油的清洁度为nas不低于6级。因此，系统中必须为其配置15μ精度的大流量滤油器。因为机组透平油润滑系统为开式系统，清洁度较差，所以运行过程中滤油器较易发生堵塞，而影响ddv阀正常工作。
2）对于为液压反馈式油动机配置的ddv阀，稳态时ddv阀处于中间位置。油动机的位置与ddv阀的位置没有一一对应的关系。在调节过程中，ddv阀一旦发生卡涩而不能回到平衡位置，油动机将会一直走到全开或全关位置为止，危及机组安全运行。
3）ddv阀价格较贵，订货周期较长。为了防止ddv阀发生损坏、卡涩等故障时能及时更换而少影响机组的运行发电。因此，必须经常有库存备品以应急之用，不然将会造成很大的影响。建议用户增定ddv阀备件。
6、我们的建议
上汽型低压透平油系统控制油压是变化的，它与油动机位置成正比，力矩马达电液转换器的输出油压可直接与油动机相连，采用力矩马达电液转换器方案较合理。对于哈汽型（包括北重、东汽）低压透平油系统，控制油压稳态是不变的，油动机位置与控制油口成正比。如果要用力矩马达电液转换器的话，必须增加控制滑阀将油压信号转换为控制窗口面积。这就增加滑阀环节。而采用ddv阀方案，不需控制滑阀，用ddv阀方案较为合理。


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