概述汽轮机液压调速系统发生摆动原因分析

傅殿君

摘  要：随着我国经济的快速发展，国民的环保意识不断加强，热电联产的优势越来越明显，热电联供可以明显提高热能的利用率，节省煤、石油、天然气等一次能源消耗，还可以减少对大气的污染，降低雾霾的发生几率，为用户提供参数稳定、优质可靠的热源。在汽轮机运行过程中，怎样提高技术操作水平及分析出来突发事故，越来越被人们所重视。本文对汽轮机液压调速系统摆动原因查找及处理方法进行研究。

关键词：汽轮机;液压调速系统;汽门;摆动

一、汽轮机调速系统组成

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、系统检验、打印记录、控制操作等功能。现场控制站由硬接线手操盘、冗余服务器、操作回路、继电器盘、通讯网站等组成，系统软件主要是由核心控制装置采用Windows NT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。

二、调节系统发生摆动的主要因素

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：

1.油质不良是影响调节系统摆动的主要因素

油质不良主要包括油质不清洁、机械杂质多、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的调速系统部件卡涩，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隐患和阻碍。因此保证透平油合格和油质合格是解决此类问题的主要方法。

2.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。一般来讲，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;另当油系統混入空气时，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。

3.调节系统迟缓率过大

迟缓率过大，使得调节系统的动作严重滞后于转速变化，造成负荷摆动（或孤立时转速摆动）。因此为保证调节系统工作的稳定性，对迟缓率提出严格要求。引起迟缓率过大的原因有：传动机构连接处发生磨损;错油门弹簧作用力偏斜，使滑阀移动的阻力增加;错油门、蝶阀、油动机等发生卡涩或锈蚀等。因此，为避免系统的迟缓率过大，主要依靠严格的检修维护工作。

三、汽轮机调速系统摆动的相应的解决对策

1.透平油品质不良的因素

为了能够妥善地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，同时需要做的就是在油质生产和使用的过程中，必须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。

2.调速系统转速的变动率以及迟缓率因素

为了能够更好地完善汽轮机机组的转速变动率，还需要加强对机组转动速度迟缓率的创新改进设计，当汽轮机传动机组的转承处出现破损等情况时，如果不能对其加以施工注意和重视的话，还会导致更多的油动机和错油门密封等问题，因而需要在今后的生产过程中，提升对汽轮机机组设备的维修检测力度，及时修理并更新老旧的调速系统设备。

3.调节气门的重叠度因素影响

造成小型汽轮机机组中调速系统的负荷波动值过大的另一点原因，主要是因为机组中调节气门的重叠度太大或是太小所导致的调速系统出现不稳定性。从技术层面上来看，如果调节气门的重叠度太大了的话，就会出现两个一模一样的生产流量调节气门控制模型，不过这种流量的控制主要是在一定的负荷压力水平下进行的，当调节气门的重叠度不高时，也会造成汽轮机机组调速系统出现比较大的生产功率变化值，同理假如调节气门能够有效地进行开源节流，也就可以尽可能解释调节气门在流量控制活动中的重要性，此时如果有两个邻近的调节气门，在它们气门的连接范围内将会产生一定的负荷波动，假如负荷波动的范围超过了这一连接范围的最大值的话，自然也就无法保证汽轮机机在生产操作中不会受到负荷波动的影响，必须将调节气门的重叠度掌控在一定范围之内，才能够更好地调节并改善系统的波动性。

4.错油门过封度的影响

而错油门过封度的影响，主要针对的是汽轮机机组在调速转动的过程中，系统的稳定性相对较差，对于断流流量进行放大的时候，错误地使用了油门的滑阀，并且没有针对错油门进行相应的过封度设计，但实际上错油门的封闭度会对调速系统转速产生一定的影响，如果闭封性比较好的话，能够通过计算机运算系统进行更为有效的控制，如果错油门的封闭性非常差的话，自然也就不能够将调速系统的参数结果显示出来，无法对小型汽轮机的机组开展有效的控制。

为了有效地避免出现错油门封闭性方面的问题，应当在汽轮机的施工过程中，尽可能地避免让油动机发生机械摆动，尽管一定程度的错油门过封度是存在价值的，但是过封的程度不应过大，避免汽轮机调速系统出现较大的迟缓率。

5.其他方面因素影响

除了上述几点原因将会造成汽轮机中调速系统的负荷波动以外，还有像是热网因素以及汽轮机机组当中的油动机提升能力，都会或多或少对汽轮机的调速系统转动能力造成影响，如果油动机的提升能力较大的话，就会出现很多的资源浪费，而油动机的提升能力比较小的话，就会发生汽轮机动力较低的问题。在汽轮机运行过程中，将会产生大量的热量，采用单机供热的方式，将会产生跳跃式的热负荷变化值，是使用热网供热的方式，也需要在使用的过程中，对汽轮机内部的压力进行有效的控制，进而避免“阻塞”问题的发生。为了保证汽轮机调控系统可以有效地工作运行，一定要选择适当的油动机提升能力值，并且定期对其进行维护管理。

结语

汽轮机调节系统在运行中肩负着非常重要的作用，因此无论是在机组正常生产运行中还是在检修中，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、长周期、经济的运行，为企业创造最大的经济效益。通过一系列检测和处理方法，采用分段筛减试验方法，从复杂的机构中找出故障原因并进行处理，创造经济效益，希望文章对从事相关行业的工作人员有所参考。

参考文献

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