汽輪機液壓調速系統發生擺動原因分析

杜立哲

摘要：汽輪機的應用可有效提高能源的利用效率。但由于汽輪機長期處于高負荷運行狀態下，汽輪機液壓調速系統出現一定故障，如系統擺動故障的發生，直接影響到汽輪機的運行質量與穩定。鑒于此，本文先分析了汽輪機液壓調速系統發生擺動的原因，然后對提升汽輪機液壓調速系統運行質量的措施進行了探討，希望本文探討的內容能夠提高汽輪機的整體運行的穩定性和安全性。

關鍵詞：汽輪機;液壓調速系統;擺動;原因;措施

1汽輪機液壓調速系統發生擺動原因

1.1調節原件卡澀

當機組在空負荷運行的過程當中，調速系統的正常狀態保持正常，并且在操作同步器負荷出現變化之后則出現不同規律的低頻擺動，短時間內可以消除。當機組滿負荷后，操作同步器改變負荷后出現明顯的擺動不夠規律問題。這種負荷的擺動如果日益嚴重，在一段時間之后就是使得三角形發生明顯的變形，油動機除下脈動問題，導致調速系統無法正常維持運行。對故障進行排查及處理能夠發現，汽輪機啟動直到負荷出現的情況下，金屬溫度會越來越高，氣缸也隨之增大，這一時期，因為蒸汽室與杠桿框架之間仍然有縫隙的存在，并未出現卡澀問題。電荷改變之后機組出現負荷，溫度就會越來越高，氣缸也持續膨脹，直至蒸汽室與三角形杠桿的縫隙消失，兩者之間發生卡頓的現象，調速系統的遲緩率增大。由此可知，卡澀會使得調速的遲緩率升高甚至出現擺動當兩者之間卡死后，調速系統就會失去控制。

1.2油料系統污染

機組的前軸封間隙過大，使前軸承箱中進入蒸汽造成油質的惡化，產生的油污阻礙了滑動部件的運行，增大了摩擦阻力。進而導致了調速系統的遲緩率上升，負荷的運動量加劇。尤其是當油污的數量達到一定時，滑動的部件會被粘粘而無法運動，使得調速系統脫離控制，發生擺動，這就要求人們在使用汽輪機時要按時的清洗各個部件，確保機器的清潔。

1.3調節原件自身缺陷

1.3.1杠桿缺乏足夠的剛度

調查分析的結果顯示，三角型杠桿發生彈性變形是因為蒸汽作用。蒸汽作用在調節氣閥上，使得氣閥剛提起的時候出現的彈性改變最為明顯。因為開度增大影響到蒸汽的作用力，杠桿出現的撓度也隨之下降。閥門關閉之后，受自身重量以及蒸汽影響，杠桿并不會出現改變。操作同步器進一步加大負荷的情況下，杠桿因為油門的位置發生偏離同時往下方位移而出現改變。在這一條件下調速氣閥并不會出現改變，進一步操作就會使得油門偏離中心，油動機也隨之出現位置方面的改變。杠桿彈性形變在達到特定數值之后，提起氣閥就會加大機組的負荷。這一情況下脈沖油壓偏離中心，無法立即恢復為正常數值，導致油動機繼續工作，負荷激增。當閥門提起后，杠桿產生彈力，其方向與發生彈性形變的方向截然相反，并且可以以勢能的形式儲存起來。蒸汽作用生成的力會隨著閥的開大而下降，降低到杠桿變形力度的時候，就會使得作用到杠桿上的力降低同時激發勢能變為動能，杠桿產生反彈變形，調速的氣閥減少，負荷減少。由此可以明白，杠桿的彈性變化大則負荷擺動大，變化小則擺動也隨之減小。

1.3.2反饋消失

油動機的使用在負荷為4.5-6.0的范圍后，油窗的反饋將會徹底消失。在此之后進一步加大負荷會導致變換器的滑閥往下方移動，從而加大泄油面積而使得油壓隨之降低。在缺乏反饋的情況下，脈沖油壓也無法恢復正常，錯油門仍偏離中心位置，油動機則不停的調節調速氣閥，直到其全部打開。在此狀態下會形成負荷上升，系統進行反調整，到反饋出現后，再次進行負荷調整，進行反調整的周期性的負荷擺動。

1.3.3調速氣閥的重迭度不恰當

發現此問題是因為機組運行過程當中的空負荷試驗結果提示調速系統能夠正常完成工作。并網帶負荷之后，操作同步器在改變負荷時，出現大幅度的負荷擺動大情況。

2提升汽輪機液壓調速系統運行質量的措施

2.1避免油壓波動

首先需要從主油泵和射油器方面入手來進行問題排查，檢查其有無運行不穩定等問題。如果經檢查是因為這兩方面產生了故障和問題，需要迅速停用油泵，并開啟備用設備，避免影響汽輪機的正常運行。在日常運行中需要做好對主油泵的監測，查驗有無異響、油溫過高、油壓失穩等情況，一旦出現此類情況，需要迅速停機。其次，檢驗油系統內是否有空氣混入。空氣在進入到油系統時，由于空氣存在壓縮性，就會導致油在系統內流動不穩，產生壓力波動，進而破壞系統的整體運行穩定性。這是由于在油泵運行時，油門會自動打開，空氣就會趁著打開的瞬間進入到油系統內。對于此類情況，需要做好在油泵啟動時的出口關閉，并采取相應的措施在運行過程中排出內部空氣。在此過程中需要保證整個操作的緩慢性，只有這樣才可以徹底排出油系統內的空氣。如果空氣無法徹底排出，則可能存在以下幾方面的原因，比如回油管路過高、油量不足、油箱與排煙機存在配合故障等等。所以為了徹底排出空氣，需要在選擇彎管最高位置來進行鉆孔。除此以外，也可以通過人為干預調試來排除空氣。

2.2保證油質

需要從日常維護方面入手，及時清理殘留油脂、機械雜質，做好對濾網的清理清洗，并定期做好對油取樣檢驗，實時掌控油的質量。同時還需要定期利用濾油機來將油中所含有的雜質和水分進行剔除，并結合具體情況來選擇是否需要添加新油，在添加新油時也必須先過濾，避免新油中含有雜質。如果出現油質問題，則需要停機清理，并檢查各相關油路、壓力變換器滑閥等是否存在問題，然后再根據具體問題原因來采取有針對性的處理措施。

2.3保證汽輪機機組轉速變動率的正常穩定

為了保證汽輪機機組轉速變動率的正常穩定，需要不斷優化和完善與之相關的各種設計，如果滑閥組件出現磨損或者破損等問題時，必須迅速對其進行處理，否則就會導致錯油門密封等嚴重問題，所以在日常生產運行管理中，需要強化在汽輪機機組方面的檢修力度，及時找出和更換存在問題的調速設備，保證調速系統運行的安全穩定。

2.4系統中相關零部件卡澀的處理

對于卡澀問題，最為有效的解決措施就是強化維修保養。首先工作人員需要定期對汽輪機上雜物油污的打掃清理;其次，根據具體運行情況定期更換汽輪機透平油;最后，做好系統密封的維護檢修，避免出現滲漏問題，降低零部件被腐蝕的風險。

2.5調節氣門的重疊度的處理

對于重疊度問題，則需要通過調速系統靜載實驗來進行檢查和確定。調速系統靜態試驗。調速系統靜態特性試驗的具體操作方法如下：將多個同步器置于處于空負荷時的滿負荷位置，然后就逐漸調整主汽門，使其不斷變小，然后詳細記錄這一過程中油動機的位置和轉速變化，然后再通過反復測定來計算出相應的遲緩率。之后再與汽輪機并列，再對負荷數值和油動機參數進行記錄，進而就可以通過換算得到相應的汽輪機靜態特性曲線，如果其不是一條平滑的曲線，就說明調速系統存在擺動。然后就需要通過相應的調整措施來對汽門進行調整，直到靜態特性曲線呈現為平滑曲線。

3結束語

在汽輪機運行管理工作中，必須強化對液壓調速系統的重視，加強對其的檢修維護。尤其需要做好對擺動問題的分析和研究，明確掌握各方面不良因素的影響和原因，并采取切實有效的措施，切實保證液壓調速系統在汽輪機運行中的穩定安全，從而為汽輪機的穩定高效運行提供良好保障。

參考文獻

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