新闻中心
News Center1.DEH系统中伺服阎的主要故障现象及原因
300 MW以上机组广泛采用数字电液调节系统(DEH),提高了汽轮机运行的可靠性和经济性。电液伺服阀是DEH系统的关键部件,其工作可靠性将直接影响到机组的安全稳定运行。通过对DEH系统的研究以及多年检测电液伺服阀的经验,发现DEH系统中的许多故障如气门摆动、拒开、拒关等均与电液伺服阀的工作状况有关。例如某电厂300MW机组一段时间里常发生气门摆动,引起机组负荷摆动,经检查是由于伺服阀高频振荡引起;再如某电厂300 MW机组起动过程中,由于伺服阀的卡涩,使汽轮机转速从l500r/min突然冲至3000r/min,非常危险。从统计分析看,引起伺服阀故障的原因较多,除与油质及其使用环境有关外,还与伺服阀自身结构形式、性能参数的稳定性有关。
DEH系统中电液伺服阀的常见故障见表4-2。
2.采取的技术措施
(1)加强油质管理。DEH系统普遍采用磷酸酯抗燃油,由于这类油是一种人工合成的物质,在使用过程中极易劣化,主要表现为污染颗粒度的增加和酸值升高。DEH系统用抗燃油一般要求达到MOOG2级,酸值应小于0.2mg KOH/g。抗燃油污染颗粒度增加,极易造成伺服阀卡涩;同时使阀心磨损,泄漏增加。通过对抗燃油的油质分析和处理,发现抗燃油酸值升高,对伺服阀部件产生腐蚀作用,特别是对伺服阀阀心及阀套锐边的腐蚀,是使伺服阀泄漏增加的主要原因。因此,必须定期化验油质,同时加强油液进货渠道管理,补油时要使用的滤油设备,在系统中安装在线运行的再生装置。
(2)加强对伺服阀的管理。伺服阀的规格型号较多,要根据机组DEH系统要求,
选用合适的伺服阀,尽量选用原机组中同规格型号的伺服阀。伺服阀在工作一定时间后,要定期利用试验设备进行检测,普通的冲洗台尽管也可以冲洗堵塞的伺服阀,但不能对伺服阀的性能进行定量分析,不能判断伺服阀的性能指标是否能满足运行要求,也不能解决伺服阀的其他故障。通过试验设备对伺服阀性能参数的调整及清洗,使伺服阀始终处于*工作状态,防止伺服阀突发事故,还可以延长伺服阀的使用寿命。
(3)改善伺服阀的工作环境。有些电厂伺服阀工作处的环境温度高达60℃以上,
伺服阀长期在高温下工作,对力矩马达的工作特性有较大影响,直接影响伺服阀的特性。
(4)严禁使用与抗燃油不相符的材质。有些电厂伺服阀使用丁腈橡胶密封件,不但引起伺服阀泄漏,同时使抗燃液变质。如某电厂DEH系统中蓄能器使用丁腈橡胶囊,同样造成抗燃油变质。
3.总结
电液伺服阀作为DEH系统的关键部件,其性能的优劣及稳定性直接影响机组安全
运行。加强对伺服阀的管理,对新购伺服阀进行检测与参数调整,对运行中的伺服阀定期检测并采用再生装置防止抗燃油老化变质,都对DEH系统乃至整个机组的安全运行非常重要。
简介
液控伺服阀是在伺服系统中将电信号输入转换为功率较大的压力或流量压力信号输出的执行元件。它是一种电液转换和功率放大元件。伺服阀的灵敏度高,快速性好,能将很小的电信号(例如10毫安)转换成很大的液压功率(如几十匹马力以上),可以驱动多种类型的负载。过去人们曾把喷嘴档板阀、射流管或滑阀伺服马达等液压放大装置都列入伺服阀范围内。20世纪70年代以来,伺服阀一般仅指电液伺服阀。
原理
典型的伺服阀由永磁力矩马达、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成(见图)。当输入线圈通入电流时,档板向右移动,使右边喷嘴的节流作用加强,流量减少,右侧背压上升;同时使左边喷嘴节流作用减小,流量增加,左侧背压下降。阀芯两端的作用力失去平衡, 阀芯遂向左移动。高压油从S流向C2,送到负载。负载回油通过 C1流过回油口,进入油箱。阀芯的位移量与力矩马达的输入电流成正比,作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡,因此在平衡状态下力矩马达的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向,则流量也反向。表中是伺服阀的分类。
伺服阀主要用在电气液压伺服系统中作为执行元件(见液压伺服系统)。在伺服系统中,液压执行机构同电气及气动执行机构相比,具有快速性好、单位重量输出功率大、传动平稳、抗干扰能力强等特点。另一方面,在伺服系统中传递信号和校正特性时多用电气元件。因此,现代高性能的伺服系统也都采用电液方式,伺服阀就是这种系统的必需元件。
伺服阀结构比较复杂,造价高,对油的质量和清洁度要求高。新型的伺服阀正试图克服这些缺点,例如利用电致伸缩元件的伺服阀,使结构大为简化。另一个方向是研制特殊的工作油(如电气粘性油)。这种工作油能在电磁的作用下改变粘性系数。利用这一性质就可通过电信号直接控制油流。
应用领域
电液伺服阀广泛地应用于电液位置,速度,加速度,力伺服系统,以及伺服振动发生器中.它具有体积小,结构紧凑,功率放大系数高,控制精度高,直线性好,死区小,灵敏度高,动态性能好以及响应速度快等优点.
参考书目 刘长年著:《液压伺服系统的分析与设计》,科学出版社,北京,1985。
类型
防滞伺服活门
该伺服阀属于两级阀,*级为喷嘴档板式,由控制信号控制其出口压力,第二级为滑阀式,执行控制级至刹车缸的压力。当无信号作用时, 由於压力喷嘴出口油压力的作用,使伺服阀挡板靠在回油喷嘴上,此时压力口的油压作用在滑阀阀芯上,使刹车口同计量油口直接连通,刹车口压力同飞行员控制的计量油压相等,当机轮角速度检测到滑行速度同基准滑行速度有偏差时,力矩马达接收到偏差电信号,此时力矩马达驱动档板向压力喷嘴偏转,使作用在阀芯上端油压下降,在阀芯下端油压作用下,阀芯上移,关小计量压力油口,这将导致控制口压力降低,控制口压力降低到某一值时,就有对应的制动压力。
空难
1991年3月3日,联合航空585号班机为波音737-291型客机,从丹佛机场前往科罗拉多泉机场途中,飞机垂直尾翼的方向舵突然不受控制转向右面,继而翻滚,之后直坠地面,机上20名乘客和5名机组人员全部遇难。
1994年9月7日,全美航空427号班机为波音737-300型客机,从芝加哥奥黑尔机场前往匹兹堡机场途中,突然不受控制转向,继而翻滚,之后直坠地面,机上127名乘客和5名机组人员全部遇难。它的坠机方式与联合航空585号班机与东风航空517号很相似。其后发现原来波音737客机的方向舵液压器在温差很大时(30,000呎的-50度到地面的30度,同时加入高温液压液体时)会卡住,并且会导致飞行员给方向盘控制后由反向偏转的严重后果。这种故障不会有磨损过的痕迹,也是NTSB(National Transportation Safety Board)有史以来调查时间zui长的一系列空难事故之一。这是波音737自运行以来发现的zui大的致命设计错误(国家地理《空中浩劫》中S04E04中详述)。
1996年6月9日,东风航空517号班机于准备降落在里奇蒙机场时,飞机突然发生故障,所幸只有一名空中服务员受轻伤。飞机亦成功降落。
发展过程
电液伺服阀技术诞生是液压控制技术和液压控制系统的发展的结果。
液压控制技术的历史zui早可追溯到公元前240年,当时一位古埃及人发明了人类历**个液压伺服系统——水钟。然而在随后漫长的历史阶段,液压控制技术一直裹足不前,直到18世纪末19世纪初,才有一些重大进展。在二战前夕,随着工业发展的需要,液压控制技术出现了突飞猛进地发展,许多早期的控制阀原理及均是这一时代的产物。如:Askania调节器公司及Askania-Werke发明及申请了射流管阀原理的。同样Foxboro发明了喷嘴挡板阀原理的。而德国Siemens公司发明了一种具有永磁马达及接收机械及电信号两种输入的双输入阀,并开创性地使用在航空领域。
在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀。然随着控制理论的成熟及军事应用的需要,伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。 1946年,英国Tinsiey获得了两级阀的;Raytheon和Bell航空发明了带反馈的两级阀;MIT用力矩马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好。1950年,W.C.Moog*个发明了单喷嘴两级伺服阀。1953年至1955年间,T.H.Carson发明了机械反馈式两级伺服阀;W.C.Moog发明了双喷嘴两级伺服阀;Wolpin发明了干式力矩马达,消除了原来浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题。 1957年R.Atchley利用Askania射流管原理研制了两级射流管伺服阀。并于1959年研制了三级电反馈伺服阀。
1959年2月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了12页的报道,显示了当时伺服阀蓬勃发展的状况。那时生产各种类型的伺服阀的制造商有 20多家。各生产厂家为了争夺伺服阀生产的霸权地位展开了激烈地竞争。回顾历史,可以看到zui终取胜的几个厂家,大多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀。我们可以看到1960年的伺服阀已具有现代伺服阀的许多特点。如:第二级对*级反馈形成闭环控制;采用干式力矩马达;前置级对功率级的压力恢复通常可达到50%;*级的机械对称结构减小了温度、压力变化对零位的影响。同时,由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的直动型两级闭环控制伺服阀也已出现。当时的伺服阀主要用于军事领域,随着太空时代的到来,伺服阀又被广泛用于航天领域,并研制出高可靠性的多余度伺服阀等产品。
与此同时,随着伺服阀工业运用场合的不断扩大,某些生产厂家研制出了专门使用于工业场合的工业伺服阀。如Moog公司就在1963年推出了*款专为工业场合使用的73系列伺服阀产品。随后,越来越多的专为工业用途研制的伺服阀出现了。它们具有如下的特征:较大的体积以方便制造;阀体采用铝材(需要时亦可采用钢材);独立的*级以方便调整及维修;主要使用在14MPa以下的低压场合;尽量形成系列化、标准化产品。然而Moog公司在德国的分公司却将其伺服阀的应用场合主要集中在高压场合,一般工作压力在21MPa,有的甚至到35MPa,这就使阀的设计专重于高压下的使用可靠性。而随着伺服阀在工业场合的广泛运用,各公司均推出了各自的适合工业场合用的比例阀。其特点为低成本,控制精度虽比不上伺服阀,但通过先进的控制技术和先进的电子装置以弥补其不足,使其性能和功效逼近伺服阀。1973年,Moog公司按工业使用的需要,把某些伺服阀转换成工业场合的比例阀标准接口。Bosch研制出了其标志性的射流管先导级及电反馈的平板型伺服阀。1974年,Moog公司推出了低成本、大流量的三级电反馈伺服阀。Vickers公司研制了压力补偿的KG 型比例阀。Rexroth、Bosch及其他公司研制了用两个线圈分别控制阀芯两方向运动的比例阀等等。
版权所有© 2025 yL23411永利官网 All Rights Reserved 备案号:沪ICP备18010475号-6
技术支持:化工仪器网 管理登录 sitemap.xml