汽轮机液压调速系统发生摆动原因分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

汽轮机液压调速系统发生摆动原因分析

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：于明盛

[导读] 摘要：在人们对汽轮机的不断利用和汽轮机的不断发展中，产生了汽轮机液压调速系统，但是在操作该系统时，往往会出现一些问题。

        中国能源建设集团东北电力第二工程有限公司辽宁省大连市 116033
        摘要：在人们对汽轮机的不断利用和汽轮机的不断发展中，产生了汽轮机液压调速系统，但是在操作该系统时，往往会出现一些问题。怎样提高技术操作水平及分析突发事故，越来越被人们所重视。基于此，本文就对汽轮机液压调速系统摆动故障的原因进行了分析，并提出了排除措施，以供参考。
        关键词：汽轮机；液压调速系统；摆动；原因；措施
        1汽轮机调速系统组成分析
        汽轮机调速系统主要由液力执行机构、硬件和电子控制柜、控制系统软件共同组成。汽轮机调速系统电子控制柜由现场控制站、MACS-IIDCS系统组成。调速系统微处理器DPU是DEH核心，其是一个独立、完整的控制系统，具有CRT显示、打印记录、系统检验以及控制操作等功能。现场控制站由硬接线手操盘、冗余服务器、继电器盘、操作回路、通讯网站等组成，系统软件主要是由核心控制装置采用WindowsNT的MASC-II来控制，由QNX软件来操作主控单元，从而实现控制运算、自动切换、自诊断、通信以及信号处理和转换等功能。
        2调节系统发生摆动的主要因素分析
        调节系统的摆动是指：汽轮机孤立运行时转速摆动；并网运行时，负荷摆动；各个连接机构产生具有一定振幅和频率的摆动，以及由此而影响到调速汽门的窜动。汽轮机转速（或负荷）的摆动和连接机构的摆动虽然是两种不同的摆动现象，但它们是相互影响关联的。调节系统发生摆动的原因有很多且较为复杂，这里仅列举几种常见的情况，如下：
        2.1油压波动造成调节系统摆动
        因为对于全液压调节系统的机组而言，调节系统的脉冲信号取自主油泵的油压变化。当主油压变化时，脉冲信号也随之变化，经放大后的油压也随着波动，从而引起调速系统的负荷产生波动。通常来讲，引起调速系统油压波动的原因主要是主油泵本身工作不稳定造成的。另外当油系统混入空气时，由于空气的可压缩膨胀性能，导致油压波动，对调速系统的油压稳定影响较大。
        2.2油质不良
        油质不良主要包括油质不清洁、机械杂质多以及运行中进水造成的油质恶化等。由于油中有机械杂质而引起调速系统部件卡涩，使各个调节部件工作不协调，引起汽轮机负荷波动或甩负荷。特别是机组大修之后，由于清洗不净而引起的调速部件锈蚀和由于机械杂质引起的调速部件卡涩等情况容易发生，对安全稳定的生产造成很大的影响。
        2.3调节原件自生缺陷引起的负荷摆动
        （1）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时，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。由此可知，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。
        （2）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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

在此状态下会形成负荷上升，系统进行反调整，到反馈出现以后，再次进行负荷调整，在进行反调整的周期性的负荷摆动。
        （3）因为调速气阀的重迭度不恰当引发的负荷摆动。发现此问题是因为机组运行过程当中的空负荷试验结果提示调速系统能正常完成工作。并网带负荷之后，操作同步器在改变负荷时，出现大幅度的负荷摆动大情况。
        3汽轮机调速系统摆动的解决对策
        3.1油压波动的处理
        首先需要从主油泵和射油器方面入手来进行问题排查，检查其有无运行不稳定等问题。如果经检查是因为这两方面产生了故障，需要迅速停用油泵，并开启备用设备，避免影响汽轮机的正常运行。在日常运行中需要做好对主油泵的监测，查验有无异响、油温过高、油压失稳等情况，一旦出现此类情况，需要迅速停机。其次，检验油系统内是否有空气混入。对于此类情况，需要把油泵启动时的出口关闭，并采取相应的措施在运行过程中排出内部空气。在此过程中需要保证整个操作的缓慢性，只有这样才可以彻底排出油系统内的空气。如果空气无法彻底排出，则可能存在以下几方面的原因，例如回油管路过高、油量不足、油箱与排烟机存在配合故障等。所以为了彻底排出空气，需要选择弯管最高位置来进行钻孔。此外，也可以通过人为干预调试来排除空气。
        3.2透平油品质不良的处理
        为了能够妥善解决由于透平油品质不良的原因所造成的机组调速系统出现负荷波动，需要做的就是在油质生产和使用的过程中，按照说明书当中所规定的技术要求，进行科学性的系统调试工作，从而达到透平油的使用要求，一旦发现油质的质量出现问题，需要将存在缺陷油质清除出去，并进行油质的密封处理。
        3.3保持汽轮机机组转速变动率的正常稳定
        为了保持汽轮机机组转速变动率的正常稳定，需要不断优化和完善与之相关的各种设计，如果滑阀组件出现磨损或者破损等问题时，必须迅速对其进行处理，否则就会导致错油门密封等问题的发生，所以在日常生产运行管理中，需要强化在汽轮机机组方面的检修力度，及时找出和更换存在问题的调速设备，保证调速系统运行的安全稳定。
        3.4系统中相关零部件卡涩维修方法
        对于卡涩问题，最为有效的解决措施就是强化维修保养。首先工作人员需要定期对汽轮机上杂物油污的打扫清理；其次，根据具体运行情况定期更换汽轮机透平油；最后，做好系统密封的维护检修，避免出现渗漏问题，降低零部件被腐蚀的风险。
        3.5处理调节气门的重叠度
        对于重叠度问题，则需要通过调速系统静载实验来进行检查和确定。调速系统静态特性试验的具体操作方法如下：将多个同步器置于处于空负荷时的满负荷位置，然后就逐渐调整主汽门，使其不断变小，然后详细记录这一过程中油动机的位置和转速变化，然后再通过反复测定来计算出相应的迟缓率。之后再与汽轮机并列，再对负荷数值和油动机参数进行记录，就可以通过换算得到相应的汽轮机静态特性曲线，如果其不是一条平滑的曲线，就说明调速系统存在摆动。然后就需要通过相应的调整措施来对汽门进行调整，直到静态特性曲线呈现为平滑曲线。
        4结语
        总之，无论是在机组正常生产运行还是检修中，都应该给予足够的重视，力争把机组调节系统的缺陷消除在萌芽中，保证汽轮发电机组的安全稳定运行，为企业创造最大的经济效益。
        参考文献
        [1]张少康.汽轮机液压调速系统发生摆动原因分析及排除[J].建筑工程技术与设计，2020(4).
        [2]傅殿君.概述汽轮机液压调速系统发生摆动原因分析[J].科学与财富，2019(4).
        [3]任彤.试析汽轮机液压调速系统发生摆动原因分析及排除[J].南方农机，2018(10).