調速系統油動機難以開啟的原因及處理

黃 波

(廣東粵華發電有限責任公司，廣東 廣州 510000)

利用傳動放大、轉速感受、反饋和配汽等機構創建汽輪機調速系統。轉速感受系統利用汽輪機轉速感受變化，并且輸出物理量；放大傳動機構能夠放大較弱信號。和汽輪機調速系統故障結合，使用針對性措施，使檢修效率和質量得到提高，以此提高汽輪調速系統的安全性和穩定性。

1 燃氣輪機調速系統的構造

1.1 汽輪機轉速感受機構

汽輪機轉速能夠對汽輪機轉速變化全面掌握，利用物理量方式實現變化輸出，充分發揮傳動機構的作用。利用轉化差異性使用不同型式，包括電氣式、液壓式、機械式等，通過轉速變化離心力的原理，實現機械式、液壓式的工作。

1.2 配汽機構

高壓調節閥、主汽閥、再熱調節門、主汽門創建汽輪機調速系統配汽機構，使高汽主汽閥臥式布置。如果汽輪機出現緊急停機，立刻關閉主汽閥，將氣源切斷，再啟動時對汽缸內蒸汽流量控制。作為單座提升閥高壓調節閥，使閥門開度改變，從而掌握汽輪機進汽量。

1.3 放大傳動機構

通過油動機、反饋機構與滑閥創建放大傳動機構，由于降低調速器信號，無法直接啟動配汽機構，要求傳動放大機構放大信號，并且實現信號的轉移，充分發揮信號的作用。利用液壓式傳動放大，滑閥能夠控制流量大小，油動機包括旋轉式和往復式，放大功率對調速氣閥操縱為重點。

1.4 反饋機構

利用彈性反饋與剛性反饋實現反饋機構的創建，時間和反饋量的變化決定了反饋機構的設置。剛性反饋指的是在動作時存在反饋量，與時間并沒有太大的差別。利用有差調節方式實現彈性反饋的調節，從而使系統工作正常，使反饋量得到降低，靜態與動態的偏差表現不同，此方式在壓力不變供熱汽輪機中使用。

2 調速系統油動機異常描述

外部電網事故會對電廠造成沖擊，在機組甩負荷超速后，OPC觸動超速保護動作，在OPC動作復位后缺乏足夠高調門開度，機組轉速無法恢復并且降低，從而使機組跳閘，changin廠用電中斷，表1為過程數據。

表1

3 過程原因分析

3.1 錯油門工作原理

錯油門套筒和殼體腔室實現5擋不同功能油路的創建，動力油進油為中間部分，相鄰的2個分別和油缸活塞上下腔相同。在工作過程中，利用錯油門滑閥控制油流量，滑閥通過轉動盤和滑閥體構成，工況穩定時滑閥上端彈簧力和下端二次油作用力平衡，滑閥在中間的位置，滑閥凸肩將中間套筒油口封堵，使油缸進出油路阻斷，油缸就無法動作，氣閥開度沒有改變。如果工況改變會提高二次油壓，使滑閥力平衡改變。所以，如果油缸活塞上腔口存在動力油，活塞下腔與回油接通。由于油缸活塞是通過上腔進油，下腔排油，所以活塞下行，加大調節氣閥的開度，使汽輪機蒸汽流量增加，并且使機組轉速得到提高。另外，活塞下行，利用反饋板彎角杠桿等動作，使錯油門彈簧工作負荷得到增加，在滑閥作用的彈簧力平衡與二次油壓力時，滑閥為中間位置，氣閥開度在新位置。如果使二次油壓得到降低，各環節與上述過程中動作相反。為了使油動機動作靈敏敏度得到提高，將特殊結構錯油門在油動機中使用，錯油門滑閥在工作時轉動，并且上下顫振。以此，在滑閥體和轉動盤的油腔、油孔加工過程中，將推力球軸承設置到轉動盤上端。

3.2 電超速保護裝置

在甩負荷動態試驗過程中，電超速保護系統工作過程中，甩全負荷飛升到3445 r/min；切除電超速保護系統時甩全負荷轉速飛升到3480 r/min。以此可以看出來，不管是否使用電超速保護系統，都無法使機組甩掉全負荷。此機組轉速危急遮斷器動作轉速中，此汽輪機只能夠根據危機遮斷器避免出現超速事故，對機組安全運行造成了威脅。通過實踐表明，危機遮斷器狀態是靜態，會出現動作失常、卡澀等問題，那么通過危急遮斷器無法保證機組安全運行。

分析液壓控制系統、熱控回路、電氣等，表示液壓控制系統響應延遲，甩負荷時候預啟時間比較長，前0.5 s油動機沒有起動，高壓油動機從動作開始到結束只需要0.8 s。

3.3 調速氣閥重疊度不當

主要是降低負荷擺動，由于開啟調速氣閥過程中，初開階段的閥前閥后的壓差比較大，增加進汽量。在開閥門過程中，前后壓差會縮小。這個時候，增加了氣閥開度，進汽量增長比較緩慢。假如重疊度不當，那么油動機進程和流量關系曲線并不會出現不光滑連續曲線。3號機組檢修完成并且啟動，空負荷試驗調速系統正常工作。并網帶負荷之后，操作同步器對負荷有所改變的時候，機組會出現大幅度負荷擺動，個別工況能夠穩定負荷。

3.4 設備部件漏油

在燃氣輪機調速系統部件漏油的時候，會使調速系統油壓降低，以此使油動力不足，增加了調速系統的遲緩率，汽輪機調速系統出現晃動；另外，系統部件嚴重漏油會對汽輪機穩定、安全地運行造成危害。汽輪機調速系統液壓調節油路并不平整、系統部件嚴重磨損、腐蝕等，都會導致油系統零件漏油。和汽輪機油系統部件漏油情況結合，對汽輪機組油壓的變化情況密切重視，必要的時候停機調整汽輪機，并且針對汽輪機系統漏油時候及時使用堵漏和防火的措施。

4 治理措施

利用以上分析可以看出，油動機沒有正常動作主要是因為工作油源的油壓持續降低，對應DEH指令輸出二次油壓也在降低，從而導致油動機無法根據相應的指令達到相應開度。所以，要避免出現以上問題，穩定調速油壓，避免陷入到惡性循環中。針對以上問題，提出了以下治理措施：

(1)3臺機輔助油泵提前啟動，保證調速系統的油壓不會發生改變，并不會跟著汽輪機轉速的變化而出現改變，設置OPC動作后聯動輔助油泵，保證OPC復位之后的調速油壓比較穩定，使油泵機和DDV閥都能夠正常工作。此種措施比較簡單，只需要實現熱控對于輔助油泵自啟控制邏輯進行修改就能夠實現。

(2)設置獨立的高壓抗燃油站，從而使調節油系統能夠脫離主機轉速關系，穩定油源的壓力，使調速系統靈敏性得到提高。但是改造投資比較大，需要設置抗燃油箱，并且使整套調速部件進行更換。

(3)在二次油壓和調速系統中實現獨立油泵的設置，OPC動作之后和啟動油泵連鎖，通過此油泵能夠提供二次油壓力油，通過注油泵提供油動機動力油。

(4)在高壓油動機兩側機底安裝電磁閥，在機組甩負荷時使電磁閥通電，將二次油壓泄去并且進入到高壓油中。由于新加裝高壓油動機接近電磁閥，油管短，沒有不必要管件，有效縮短高壓油動機延時關閉時間，促進高壓油動機關閉。

5 結語

汽輪機調節系統屬于繁雜液壓傳動系統，因為系統部件比較多，所以增加了調節系統故障診斷難度。本文和調速系統的結構特點結合，針對調速系統常見故障，要求檢修人員的安全責任意識得到強化，針對性地采取相應解決措施，并且熟練掌握調速系統故障的檢修方法，使工業生產日常需求得到滿足，使安全隱患全面消除，從而能夠保證汽輪機調速系統穩定、安全地運行。