概述汽輪機液壓調速系統發生擺動原因分析

傅殿君

摘? 要：隨著我國經濟的快速發展，國民的環保意識不斷加強，熱電聯產的優勢越來越明顯，熱電聯供可以明顯提高熱能的利用率，節省煤、石油、天然氣等一次能源消耗，還可以減少對大氣的污染，降低霧霾的發生幾率，為用戶提供參數穩定、優質可靠的熱源。在汽輪機運行過程中，怎樣提高技術操作水平及分析出來突發事故，越來越被人們所重視。本文對汽輪機液壓調速系統擺動原因查找及處理方法進行研究。

關鍵詞：汽輪機;液壓調速系統;汽門;擺動

一、汽輪機調速系統組成

汽輪機調速系統主要由液力執行機構、硬件和電子控制柜、控制系統軟件共同組成。汽輪機調速系統電子控制柜由現場控制站、MACS-IIDCS系統組成。調速系統微處理器DPU是DEH核心，其是一個獨立、完整的控制系統，具有CRT顯示、系統檢驗、打印記錄、控制操作等功能。現場控制站由硬接線手操盤、冗余服務器、操作回路、繼電器盤、通訊網站等組成，系統軟件主要是由核心控制裝置采用Windows NT的MASC-II來控制，由QNX軟件來操作主控單元，從而實現控制運算、自動切換、自診斷、通信以及信號處理和轉換等功能。

二、調節系統發生擺動的主要因素

調節系統的擺動是指：汽輪機孤立運行時轉速擺動;并網運行時，負荷擺動;各個連接機構產生具有一定振幅和頻率的擺動，以及由此而影響到調速汽門的竄動。汽輪機轉速（或負荷）的擺動和連接機構的擺動雖然是兩種不同的擺動現象，但它們是相互影響關聯的。調節系統發生擺動的原因有很多且較為復雜，這里僅列舉幾種常見的情況，如下：

1.油質不良是影響調節系統擺動的主要因素

油質不良主要包括油質不清潔、機械雜質多、運行中進水造成的油質惡化等。由于油中有機械雜質而引起的調速系統部件卡澀，使各個調節部件工作不協調，引起汽輪機負荷波動或甩負荷。特別是機組大修之后，由于清洗不凈而引起的調速部件銹蝕和由于機械雜質引起的調速部件卡澀等情況容易發生，對安全穩定的生產造成很大的隱患和阻礙。因此保證透平油合格和油質合格是解決此類問題的主要方法。

2.油壓波動造成調節系統擺動

因為對于全液壓調節系統的機組而言，調節系統的脈沖信號取自主油泵的油壓變化。當主油壓變化時，脈沖信號也隨之變化，經放大后的油壓也隨著波動，從而引起調速系統的負荷產生波動。一般來講，引起調速系統油壓波動的原因主要是主油泵本身工作不穩定造成的;另當油系統混入空氣時，由于空氣的可壓縮膨脹性能，導致油壓波動，對調速系統的油壓穩定影響較大。

3.調節系統遲緩率過大

遲緩率過大，使得調節系統的動作嚴重滯后于轉速變化，造成負荷擺動（或孤立時轉速擺動）。因此為保證調節系統工作的穩定性，對遲緩率提出嚴格要求。引起遲緩率過大的原因有：傳動機構連接處發生磨損;錯油門彈簧作用力偏斜，使滑閥移動的阻力增加;錯油門、蝶閥、油動機等發生卡澀或銹蝕等。因此，為避免系統的遲緩率過大，主要依靠嚴格的檢修維護工作。

三、汽輪機調速系統擺動的相應的解決對策

1.透平油品質不良的因素

為了能夠妥善地解決由于透平油品質不良的原因所造成的機組調速系統出現負荷波動，同時需要做的就是在油質生產和使用的過程中，必須按照說明書當中所規定的技術要求，進行科學性的系統調試工作，從而達到透平油的使用要求，一旦發現油質的質量出現問題，需要將存在缺陷油質清除出去，并進行油質的密封處理。

2.調速系統轉速的變動率以及遲緩率因素

為了能夠更好地完善汽輪機機組的轉速變動率，還需要加強對機組轉動速度遲緩率的創新改進設計，當汽輪機傳動機組的轉承處出現破損等情況時，如果不能對其加以施工注意和重視的話，還會導致更多的油動機和錯油門密封等問題，因而需要在今后的生產過程中，提升對汽輪機機組設備的維修檢測力度，及時修理并更新老舊的調速系統設備。

3.調節氣門的重疊度因素影響

造成小型汽輪機機組中調速系統的負荷波動值過大的另一點原因，主要是因為機組中調節氣門的重疊度太大或是太小所導致的調速系統出現不穩定性。從技術層面上來看，如果調節氣門的重疊度太大了的話，就會出現兩個一模一樣的生產流量調節氣門控制模型，不過這種流量的控制主要是在一定的負荷壓力水平下進行的，當調節氣門的重疊度不高時，也會造成汽輪機機組調速系統出現比較大的生產功率變化值，同理假如調節氣門能夠有效地進行開源節流，也就可以盡可能解釋調節氣門在流量控制活動中的重要性，此時如果有兩個鄰近的調節氣門，在它們氣門的連接范圍內將會產生一定的負荷波動，假如負荷波動的范圍超過了這一連接范圍的最大值的話，自然也就無法保證汽輪機機在生產操作中不會受到負荷波動的影響，必須將調節氣門的重疊度掌控在一定范圍之內，才能夠更好地調節并改善系統的波動性。

4.錯油門過封度的影響

而錯油門過封度的影響，主要針對的是汽輪機機組在調速轉動的過程中，系統的穩定性相對較差，對于斷流流量進行放大的時候，錯誤地使用了油門的滑閥，并且沒有針對錯油門進行相應的過封度設計，但實際上錯油門的封閉度會對調速系統轉速產生一定的影響，如果閉封性比較好的話，能夠通過計算機運算系統進行更為有效的控制，如果錯油門的封閉性非常差的話，自然也就不能夠將調速系統的參數結果顯示出來，無法對小型汽輪機的機組開展有效的控制。

為了有效地避免出現錯油門封閉性方面的問題，應當在汽輪機的施工過程中，盡可能地避免讓油動機發生機械擺動，盡管一定程度的錯油門過封度是存在價值的，但是過封的程度不應過大，避免汽輪機調速系統出現較大的遲緩率。

5.其他方面因素影響

除了上述幾點原因將會造成汽輪機中調速系統的負荷波動以外，還有像是熱網因素以及汽輪機機組當中的油動機提升能力，都會或多或少對汽輪機的調速系統轉動能力造成影響，如果油動機的提升能力較大的話，就會出現很多的資源浪費，而油動機的提升能力比較小的話，就會發生汽輪機動力較低的問題。在汽輪機運行過程中，將會產生大量的熱量，采用單機供熱的方式，將會產生跳躍式的熱負荷變化值，是使用熱網供熱的方式，也需要在使用的過程中，對汽輪機內部的壓力進行有效的控制，進而避免“阻塞”問題的發生。為了保證汽輪機調控系統可以有效地工作運行，一定要選擇適當的油動機提升能力值，并且定期對其進行維護管理。

結語

汽輪機調節系統在運行中肩負著非常重要的作用，因此無論是在機組正常生產運行中還是在檢修中，都應該給予足夠的重視，力爭把機組調節系統的缺陷消除在萌芽中，保證汽輪發電機組的安全、穩定、長周期、經濟的運行，為企業創造最大的經濟效益。通過一系列檢測和處理方法，采用分段篩減試驗方法，從復雜的機構中找出故障原因并進行處理，創造經濟效益，希望文章對從事相關行業的工作人員有所參考。

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