摘要:在火力发电厂汽轮机运行过程中,汽轮机调速系统非常重要,用来调节汽轮发电机组的转速、抽汽压力等,直接影响到汽轮机转速变化、负荷调节、发电机周波等,是影响发电厂安全经济运行的关键要素之一。汽轮机调速系统摆动的原因很多,系统长期摆动运行会缩短汽轮机的寿命,对安全生产及运行经济性带来严重影响。从调速系统常见故障入手,探究原因,提出解决办法,确保汽轮机安全稳定运行。
关键词:汽轮机;调速系统;摆动
引言
随着我国经济的快速发展,国民的环保意识逐步增强,热电联产的优势越来越明显。热电联供能够显著提高热能的利用率,节省煤、石油、天然气等一次能源消耗;同时可以减少对大气的污染,降低雾霾的发生几率,有利于环境保护;最重要的是可以为用户提供参数稳定、优质可靠的热源。由此可见,热电联供比热电分供更加具有优越性,因此,热电联供已成为我国能源工业发展的重点之一。在汽轮机运行过程中,如何提高技术操作水平以及分析处理突发事故,越来越被人们所重视。
1汽轮机组调速系统的结构分析
科技在不断的发展,随之汽轮机组单机容量也在不断的增加。在这一过程当中,在机组电网集中运行中也经常会出现调度问题,而且启停的次数也在不断的增加,这样便会出现了电液调节。电液调节是指整个调节系统都是由液压元件构成的,执行器也是这样。控制器是由机构元件构成的,其在闭环转速和超速跳闸中发挥着主要功能。在汽轮机组调速系统中,整个调节过程仅仅在一个狭窄的范围内开展的而且速度慢,导致这一现象出现的一大原因在于:静态特性在整个调节过程中是不变的,由于汽轮机组自身的问题导致调节系统不断的减慢,面对此种情形汽轮机组的静态特性就会保持原样。当今数字化和计算机技术的发展,推动了汽轮机组技术的改革和发展,人们开始将数字化和计算机技术运用到控制器调节中来,如此不仅保证了整个系统的平稳运行,而且大大提升了整个系统的速度。
2汽轮机调速的重要意义
汽轮机主要由4部分组成,分别是电子控制柜、系统软件、液力执行机构与相关硬件等。汽轮机调速系统中的DPU微处理器具有检验、打印、显示等功能。汽轮机调速系统在运行的过程中,要保证其内部的输出功率与负荷平衡,保持汽轮机内部的输出功率与负荷处于平衡状态。汽轮机调速系统在运行的过程中,工作人员合理调整其内部负荷,真正达到节约能源的目的。汽轮机内部机组在独立运行的过程中,一旦工况发生变化,工作人员可以调节汽轮机调速系统,保证汽轮机的安全运行。汽轮机是现代化工企业中应用最广泛的原动机,通过对汽轮机进行合理调速,能够减少化工安全事故的发生。由于汽轮机内部结构比较复杂,内部的叶片与叶轮会承受一定的离心力,由于转速的不断加快,叶片与叶轮的离心力会随之增大,当汽轮机转速过大时,叶片与叶轮等部件很容易出现破坏。通过在汽轮机内部安装调速系统,保证机组转速得到合理控制。
3汽轮机调速系统摆动原因分析
3.1系统部件卡涩,致使调速系统摆动
汽轮机调速系统部件卡涩是最常见、最容易出现的调速系统故障之一,当需要动作的活动部件运行缓慢甚至是静止不动,而其他参与调速系统的设备运行正常时,往往就是出现了调速系统配汽机构局部卡涩。比如阀杆、阀套结盐垢造成卡涩;连接销子间隙过小卡涩;因锈蚀或高温膨胀造成卡涩;油质不清洁造成滑阀及油动机卡涩等。
3.2调节原件自生缺陷引起的负荷摆动
第一个问题是杠杆缺乏足够的刚度。调查分析的结果显示,三角型杠杆发生弹性变形是因为蒸汽作用。蒸汽作用在调节气阀上,使得气阀刚提起的时候出现的弹性改变最为明显。因为开度增大影响到蒸汽的作用力,杠杆出现的挠度也随之下降。阀关闭之后,受自身重量以及蒸汽影响,杠杆并不会出现改变。操作同步器进一步加大负荷的情况下,杠杆因为油门的位置发生偏离同时往下方位移而出现改变。
在这一条件下调速气阀并不会出现改变,进一步操作就会使得油门偏离中心,油动机也随之出现位置方面的改变。杠杆弹性形变在达到特定数值之后,提起气阀就会加大机组的负荷。这一情况下脉冲油压偏离中心,无法立即回复正常数值,导致油动机继续工作,负荷激增。当阀提起后,杠杆产生弹力,其方向与发生弹性形变的方向截然相反,并且可以以势能的形式储存起来。蒸汽作用生成的力会随着阀的开大而下降,降低到杠杆变形力度的时候,就会使得作用到杠杆上的力降低同时激发势能变为动能,杠杆产生反弹变形,调速的气阀减少,负荷减少。由此可以明白,杠杆的弹性变化大则负荷摆动大,变化小则摆动也随之减小。第二是由于反馈消失进而引发负荷摆动的现象。因为油动机的使用在负荷为4.5~6.0的范围后,油窗的反馈彻底消失。在此之后进一步加大负荷会导致变换器的滑阀往下方移动,从而加大泄油面积而使得油压随之降低。在缺乏反馈的情况下,脉冲油压也无法恢复正常,错油门仍偏离中心位置,油动机则不停的调节调速气阀,直到其全部打开。在此状态下会形成负荷上升,系统进行反调整,到反馈出现后,再次进行负荷调整,在进行反调整的周期性的负荷摆动。
3.3调速汽门的重叠度不当
调节汽阀为群阀提板式结构,型线阀碟,负荷变动时,各个阀碟按照一定顺序开启。阀碟行程,出厂时已经调节好。但是经过长时间运行后,由于受高温高压蒸汽的冲蚀,相应行程下的开度发生改变,造成重叠度相应变化。调门的重叠度一般要求为10%。
4解决汽轮机调速系统摆动办法
4.1系统部件卡涩,致使调速系统摆动解决办法
如果卡涩部位在一定位置不变动,可以用铜棒轻轻敲打震动该处,直至调门与负荷保持对应,处理过程中要确保负荷晃动在可控范围内,以免造成安全事故。此外,为避免造成部件卡涩,要求在安装及大修过程中严格把控质量,所有滑动及旋转部件的配合间隙应符合设计和规范要求,油系统清理严格按规范要求,确保滤油油质达标。在日常运行过程中则要加强油品监督,把油品监督制度作为一项重要工作并委派专人负责,保证滤油及时、油质合格、设备在良好可用状态。
4.2对油系统进行检查
对油系统各处滤网进行清洗,按规定采集油样进行化验,定期开启过油机去除油中杂质及水分,根据情况补充新油,补充新油时应首先进行过滤。停机后清理油箱,检查各油路连接处堵塞情况、压力变换器滑阀和错油门滑阀通流面积等。
4.3重视汽轮机的维护保养,加强特护工作
汽轮机的维护保养包括:(1)机组的润滑油定期切水,过滤,和化验,确保润滑油不发生乳化,不产生杂质,从而保证调速系统的准确调整。(2)停运机组的定期盘车,防止转子变形。附属设备,尤其是机泵的定期切换,润换油更换,保证设备达到良好状态。(3)定期做机组的静态试验,尤其是长时间停机后,再开机。使机组调速系统和保安系统处于良好状态。(4)重视“机电仪管操”五位一体的特护巡检制度,及时处理发现的问题。
结语
总而言之,在汽轮组调速中,常见的各种问题都会影响整个调节系统的运行。因此,一定要做好这些问题的处理工作,将这些影响因素降到最低,进而保证汽轮机调速系统的平稳运行。
参考文献
[1]刘志强.谈汽轮机调速系统常见故障与处理技术[J].民营科技,2017(3):38.
[2]王晓鹏.浅谈汽轮机调速系统常见故障与处理技术[J].科技创业家,2015,(15):74.
[3]王俊英,李斌,张丹.汽轮机叶片多轴加工工艺与检测技术的研究[J].机床与液压,2017,45(14):64-66.