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浅谈汽轮机运行中调速汽门伺服阀的作用

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：贺秋云

[导读] 摘要：基于调速汽门而言，其工作原理主要基于拉杆结构，并结合密封部件，来对气体流量进行控制，该部件源于调速器箱体，进而基于汽轮机，对其运行状况进行保护，且对生产节奏进行有效控制。

        四川广安发电有限责任公司四川广安 638000
        摘要：基于调速汽门而言，其工作原理主要基于拉杆结构，并结合密封部件，来对气体流量进行控制，该部件源于调速器箱体，进而基于汽轮机，对其运行状况进行保护，且对生产节奏进行有效控制。在汽门被启动之后，蒸汽在通过汽门之后，进入到气缸，进而作用至转子，促使其运转，最终结束对能量的转换。
        关键词：调速汽门；部件卡涩；杠杆系统；汽轮机运行
        引言
        汽轮机是可以将热能有效转化为动能的机械设备，其已经广泛应用于发电厂的生产工作之中，并体现了较高的实用价值。汽轮机组的调速系统是可以保证汽轮机组工作效率并满足不同汽轮机功率要求的重要系统。在长期使用过程中，汽轮机的调速系统可能会出现各种问题与故障，这不仅会影响汽轮机组调速系统的正常使用，也会影响汽轮机的工作效益。因此，要提高汽轮机调速装置与系统的故障处理水平，应用先进的故障处理技术，从而保证汽轮机组的安全运行。
        1汽轮机的组成和基本工作原理
        在分析汽轮机的常见故障和应对策略前，需要熟知汽轮机的内部构造和工作原理，有针对性地解决汽轮机运行过程中的多种故障。汽轮机也被叫作蒸汽透平发动机，是一种旋转式的蒸汽动力装置，其工作原理是高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子转动，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，在发电系统中发挥重要的作用。汽轮机由转动部分和静止部分组成，内部主要有汽缸、转子、联轴器静叶片、动叶片、汽封和轴承等构件，每个部件会因不同的因素在运行过程中产生许多故障。解决汽轮机的故障首先应明确汽轮机的工作原理。在锅炉的蒸汽进入汽轮机后，一次通过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中会以不同的方式进行能量转换，构成了不同工作原理的汽轮机。
        2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。
        3汽门伺服阀的作用
        对于伺服阀来讲，主要被应用在自动控制系统中，其作用是把功率较小的电信号转换为大功率的液压输出，借助于液压执行机构，来达到自动化控制机械设备的目的。对于YJ型的伺服阀来说，前置放大采用的结构为滑阀式，基于用途的不同，而存在不同的阀口形式。如电炉型，伺服型，分流型等。该阀的结构并不复杂，抗污染能力较强，具备一定的可靠性，适用于冶金设备的多尘和高温环境。对于YJ74，86L型的伺服阀来讲，主要被应用于电渣炉、铁合金炉等系统。对于YJ74，86S，F型而言，可用于柱塞缸为执行机构的伺服控制，或者是同步控制系统。伺服阀主要基于输入模拟量，来调节液压阀的输出量，例如压力、流量、方向。伺服阀依靠调节电信号，控制力矩马达的动作，使衔铁产生偏转，带动前置阀动作，前置阀的控制油进入主阀，推动阀芯动作。伺服阀的结构非常复杂，前置阀有喷嘴挡板式，有射流管式，主阀芯还带有位移反馈。伺服阀太精细，对液压油的污染很敏感，主阀芯尺寸小，不适合高压大流量的系统，但可实现精确控制，而且可以做多余度控制。伺服阀价格很高，是相同压力和流量的比例阀的8倍左右。对于伺服而言，其目的就是对功率进行放大、变换与调控等，以便于控制驱动装置输出的力距、速度和位置。可自动判断阀的开闭状态，无需人为的介入。机械式的稳压阀，稳流阀等皆可以视为伺服阀。

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        4汽轮机组调速系统的常见故障及其处理技术分析
        4.1活动电磁阀上带电而所有主汽门无动作
        在进行主汽门的活动试验时出现活动电磁阀上带电当主汽门却没有活动的故障，其主要原因在于主汽门的活动试验遇到了油路阻碍，电磁阀带电之后阀体活塞无法进行活动。主气门的活动速度的节流孔出现油路问题以及主气门油动机的活塞下部存在高压油排油路的不通畅问题也可能引起活动电磁阀上带电而所有主汽门无动作的故障。这种故障的处理需要首先检测A侧的高压主汽门的活动电磁阀是否处于正常的运行状态，并拆开活动电磁阀，接入220V交流电进行活动试验，如果电磁阀可以正常运动，则可以排除是电磁阀自身的故障。然后要检查油动机的活塞下部高压油与主汽门排油路上是否存在故障和问题。一般来说，螺丝过长是堵住油管、导致油路不通的主要原因，这就需要对螺丝规格进行处理，完成之后在进行下一步的活动试验，确保排油路的畅通无阻。
        4.2调节系统的油压波动
        在整个汽轮机组运行中，由于油压波动影响调节系统的时候，首先要考虑的是注油器和注油泵自身性能是否稳定，因油压波动影响调节系统工作的时候，必须启动备用的油泵，在启动过程中还要认真听声音是否是注油泵自身的转动，此外还要注意油的温度，看是否需要做停机处理。其次，空气混入油系统中，这些空气可能是系统管路油压出现不稳定的一大因素，由此导致调节系统出现问题。面对这种情况，如果采用高压油泵的方式开展工作，那么油系统便会自动开启从而导致气泡的出现。要想解决这一问题，在调节系统运行之前必须做好出口门的关闭工作，一直到油泵开始工作再重新开启。在开启的过程中，一定要循序渐进的升高油压，切不可操之过急，这样便会排出里面的空气，保证整个系统的平稳运行。而如若空气无法排除，这一影响因素可能有如下几个方面：回油管路布置的不合理（太高）、油箱油位低于标准水平、油箱容积大等，要想排除油里面的空气，可以考虑在弯管的最高处开设排气孔，这样空气便能顺利抽离出去。
        4.3系统部件的卡涩故障
        汽轮机的调速系统部件卡涩是经常出现的故障之一，会影响活动部件的正常运行。如果活动部件出现运行迟滞、缓慢或者无动作，很大程度上是出现了部件卡涩问题。一般来说，造成系统部件出现卡涩的主要原因是部件的活动间隙存在结垢问题，例如调节门的阀杆与阀套就很容易出现盐垢，油质不纯、调节主件发生锈蚀也很容易引起部件的卡涩故障。如果汽轮机组的系统放大器出现了卡涩问题，会导致开机以后二次油压没有变化，且空负荷的活动无法得到有效控制，单机运行状态下无法控制转速，并列运行时无法保证调节负荷的稳定状态。汽轮机调速系统故障处理工作中的系统卡涩处理相对比较简单，其主要在于加强系统设备的日常维护与保养。
        5抗燃油油质分析
        当在汽轮机调节系统运行的过程中，选用磷酸酯抗燃油当中主要的工作介质之后，其油质的优劣性，能够直接导致伺服阀是否能够正常运行下去，为此需要对其燃油的水分、酸度以及电阻率等进行有效的控制。在本文的分析过程中，所选择的研究对象，出现了油泵电流的异常增大问题，之后便及时进行了停机处理，使得对其抗燃油进行了更环保，之后又增设了一套相应的改性氧化铝，旁路再生装置。在这样的处理之后，使得能够很好的控制住抗燃油酸值，使得能够都处于0.12mg/g以内。
        结束语
        综上所述，汽轮机在日常使用中可能会发生各种各样的调速系统异常与故障，这就需要对故障的原因进行分析和试验，并利用故障处理技术做出迅速反应，加强设备故障和问题的预防及处理效益，强化汽轮机的维修保养质量，从而保证汽轮机组运行的安全可靠。
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        [3]严少锋.电厂汽轮机运行优化方法浅析[J].中国设备工程，2019（18）：76-77.