汽輪機液壓調速系統(tǒng)發(fā)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(tài)下，汽輪機液壓調速系統(tǒng)出現(xiàn)一定故障，如系統(tǒng)擺動故障的發(fā)生，直接影響到汽輪機的運行質量與穩(wěn)定。鑒于此，本文先分析了汽輪機液壓調速系統(tǒng)發(fā)生擺動的原因，然后對提升汽輪機液壓調速系統(tǒng)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(wěn)定性和安全性。

關鍵詞：汽輪機;液壓調速系統(tǒng);擺動;原因;措施

1汽輪機液壓調速系統(tǒng)發(fā)生擺動原因

1.1調節(jié)原件卡澀

當機組在空負荷運行的過程當中，調速系統(tǒng)的正常狀態(tài)保持正常，并且在操作同步器負荷出現(xiàn)變化之后則出現(xiàn)不同規(guī)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(xiàn)明顯的擺動不夠規(guī)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(fā)生明顯的變形，油動機除下脈動問題，導致調速系統(tǒng)無法正常維持運行。對故障進行排查及處理能夠發(fā)現(xiàn)，汽輪機啟動直到負荷出現(xiàn)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(xiàn)卡澀問題。電荷改變之后機組出現(xiàn)負荷，溫度就會越來越高，氣缸也持續(xù)膨脹，直至蒸汽室與三角形杠桿的縫隙消失，兩者之間發(fā)生卡頓的現(xiàn)象，調速系統(tǒng)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(xiàn)擺動當兩者之間卡死后，調速系統(tǒng)就會失去控制。

1.2油料系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)的遲緩率上升，負荷的運動量加劇。尤其是當油污的數(shù)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(tǒng)脫離控制，發(fā)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(jié)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(fā)生彈性變形是因為蒸汽作用。蒸汽作用在調節(jié)氣閥上，使得氣閥剛提起的時候出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)生偏離同時往下方位移而出現(xiàn)改變。在這一條件下調速氣閥并不會出現(xiàn)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(xiàn)位置方面的改變。杠桿彈性形變在達到特定數(shù)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(shù)值，導致油動機繼續(xù)工作，負荷激增。當閥門提起后，杠桿產(chǎn)生彈力，其方向與發(fā)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(fā)勢能變?yōu)閯幽埽軛U產(chǎn)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(jié)調速氣閥，直到其全部打開。在此狀態(tài)下會形成負荷上升，系統(tǒng)進行反調整，到反饋出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(tǒng)能夠正常完成工作。并網(wǎng)帶負荷之后，操作同步器在改變負荷時，出現(xiàn)大幅度的負荷擺動大情況。

2提升汽輪機液壓調速系統(tǒng)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(wěn)定等問題。如果經(jīng)檢查是因為這兩方面產(chǎn)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(jiān)測，查驗有無異響、油溫過高、油壓失穩(wěn)等情況，一旦出現(xiàn)此類情況，需要迅速停機。其次，檢驗油系統(tǒng)內是否有空氣混入?？諝庠谶M入到油系統(tǒng)時，由于空氣存在壓縮性，就會導致油在系統(tǒng)內流動不穩(wěn)，產(chǎn)生壓力波動，進而破壞系統(tǒng)的整體運行穩(wěn)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(tǒng)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(tǒng)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(wǎng)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(xiàn)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(jù)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(wěn)定

為了保證汽輪機機組轉速變動率的正常穩(wěn)定，需要不斷優(yōu)化和完善與之相關的各種設計，如果滑閥組件出現(xiàn)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(chǎn)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(tǒng)運行的安全穩(wěn)定。

2.4系統(tǒng)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(yǎng)。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(jù)具體運行情況定期更換汽輪機透平油;最后，做好系統(tǒng)密封的維護檢修，避免出現(xiàn)滲漏問題，降低零部件被腐蝕的風險。

2.5調節(jié)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(tǒng)靜載實驗來進行檢查和確定。調速系統(tǒng)靜態(tài)試驗。調速系統(tǒng)靜態(tài)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(shù)值和油動機參數(shù)進行記錄，進而就可以通過換算得到相應的汽輪機靜態(tài)特性曲線，如果其不是一條平滑的曲線，就說明調速系統(tǒng)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(tài)特性曲線呈現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)在汽輪機運行中的穩(wěn)定安全，從而為汽輪機的穩(wěn)定高效運行提供良好保障。

參考文獻

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