伍德沃德(WOODWARD)8237-1247 是一款广泛应用于燃气轮机、蒸汽轮机及大型柴油发动机调速控制系统的电动液压执行机构(Electro-Hydraulic Actuator, EHA)。它作为调速器(如WOODWARD 505/NetCon等)的最终功率放大与执行单元,接收来自控制器的电信号指令,将其转换为精确的直线位移或角位移输出,直接驱动燃油调节阀、进气阀或蒸汽阀等,从而精确控制原动机的转速与负荷。
应用场景:
在北美某大型天然气联合循环电厂,一台航改型燃气轮机担任着电网调峰的重任。其负荷响应速度和稳定性至关重要。该机组的燃料控制执行机构正是 WOODWARD 8237-1247。在一次电网频率突然下降,需要机组快速增加出力的紧急情况下,调速控制器在毫秒内计算出大幅增加的燃油需求信号。8237-1247 以其卓越的动态响应性能,驱动燃油阀快速、平稳地开大,机组出力在15秒内增加了60MW,有效支撑了电网稳定。日常运行中,该执行机构凭借其内部的精密位置反馈(LVDT)和闭环控制,将阀位控制精度长期保持在±0.1%以内,确保了机组在各种工况下的高效、平稳运行。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | 8237-1247 |
制造商 | 伍德沃德 (Woodward) |
产品类别 | 电动液压执行机构 (EHA) |
驱动方式 | 电信号控制,液压驱动(需外部提供洁净的控制液压油) |
输入信号 | 通常为 4-20 mA DC 或 ±10 V DC (来自调速控制器) |
输出形式 | 线性位移输出(推杆)或旋转角度输出(取决于具体设计) |
行程/转角 | 具体行程或转角范围(需根据应用确定,如 0-100 mm 或 0-90°) |
输出力/扭矩 | 高推力/扭矩输出,足以克服阀门阻力(具体数值查阅手册) |
位置反馈 | 集成高精度线性可变差动变压器(LVDT),提供实时位置信号 |
线性度与滞环 | 高线性度(通常 > 99.5%),低滞环(通常 < 0.1%) |
响应时间 | 全行程响应时间快(通常 < 200 ms),满足动态调节需求 |
工作压力 | 要求稳定的液压油源压力(通常为 1000-2000 psi / 70-140 bar 范围) |
工作温度 | -40°C 至 +80°C(适用于大多数工业环境) |
防护等级 | 通常为 IP65 或更高,防尘防水 |
安装方式 | 法兰或底座安装,与驱动对象刚性连接 |
技术原理与创新价值:
WOODWARD 8237-1247 的核心在于其将电信号的灵活性与液压动力的强劲、精确性完美结合。
创新点1:力马达直接驱动与高精度闭环定位。 8237-1247 采用先进的力马达(Force Motor)作为电-机械转换元件。力马达直接将输入的电信号成比例地转换为机械力,推动先导级液压阀芯,从而控制主功率活塞的运动。其核心是集成了高分辨率、高可靠性的LVDT位置传感器,构成一个内置的、高速的本地位置闭环。这意味着执行机构本身就是一个智能的定位单元,能够快速、精确地到达并保持控制器设定的任何位置,对外部负载变化(如油压波动、阀门摩擦力变化)具有很强的抗干扰能力。
创新点2:模块化集成与失效安全设计。 该执行机构将力马达、先导阀、主活塞、LVDT传感器及必要的过滤组件高度集成在一个紧凑、坚固的壳体内。这种模块化设计不仅简化了现场安装和管路连接,还提高了整体可靠性。同时,其设计通常包含失效安全模式(Fail-Safe)。例如,在失去控制信号或液压油压力时,内部弹簧或液压回路会驱动输出轴至预设的安全位置(全关或全开),确保被控设备(如燃料阀)进入安全状态,防止事故扩大。
应用案例与行业价值:
案例:远洋集装箱船主机(低速二冲程柴油机)燃油共轨系统执行机构
一艘航行于亚欧航线的超大型集装箱船,其主机采用电控燃油喷射系统以实现高效低排放。每个气缸的喷油量由高压燃油轨上的执行器精确控制,该执行器即为 WOODWARD 8237-1247。
应用流程: 主机控制系统根据转速、负荷和排放要求,计算每个循环的最佳喷油量和正时,并向对应的 8237-1247 发送毫秒级的脉冲指令。8237-1247 以极高的重复精度和速度驱动燃油计量单元阀芯,控制进入喷油器的高压燃油量。在整个航程中,所有气缸的 8237-1247 必须保持高度一致的性能,以确保发动机运行平稳、油耗最低。带来的改进: 船舶轮机长反馈:“自从使用 WOODWARD 8237-1247 作为燃油计量执行器以来,主机各缸排温均匀性显著改善,燃油消耗率降低了约3克/千瓦时。其卓越的可靠性和一致性,对于保障长达数月的海上航行安全与经济性至关重要。即使在恶劣海况下,其性能也毫无衰减。”


相关产品组合方案:
一套完整的基于 WOODWARD 8237-1247 的调速执行系统,通常包括以下协同组件:
WOODWARD 调速控制器(如 505/505XT, NetCon 5000, ProTech 系列):系统的大脑,生成控制指令。
液压动力单元(HPU):提供稳定、洁净、压力可控的液压油源,是 8237-1247 的动力来源。
伺服放大器(必要时):对控制信号进行功率放大,以驱动 8237-1247 的力马达。
位置变送器/显示器:用于现场指示阀位或执行机构位置。
燃油调节阀或进气阀:执行机构的驱动对象,直接控制工质流量。
液压油滤清器与冷却器:确保进入 8237-1247 的液压油清洁度和温度在允许范围内。
安装支架与连接件:确保执行机构与阀门之间的刚性、对中连接。
WOODWARD ToolKit 或 Compass 软件:用于对配套的调速控制器进行配置和诊断,间接监控执行机构回路性能。
安装维护与全周期支持:
WOODWARD 8237-1247 的安装需由专业人员进行。确保安装基座牢固,与驱动阀门的连接对中良好,避免侧向力。液压管路必须彻底清洗,并使用合适的密封件。电气接线需正确连接输入信号线和LVDT反馈线,并做好屏蔽。首次投运前,必须进行严格的行程校准和零点、满度设置,确保电信号与机械位置的准确对应。
日常维护重点是监控液压油品质(定期取样分析)、保持油滤清洁、检查所有连接有无泄漏。执行机构本身可靠性高,应定期检查其动作是否平滑、有无异响,并通过控制器监控其LVDT反馈信号是否平稳。若需拆卸或更换,必须记录所有校准参数。