汽轮机调速系统失控原因与处理措施

姚闻鹏

摘要：汽轮机调速系统是调节机组运行状态的主要环节，虽然在设计汽轮机期间已经特别重视调速系统结构优化，但该系统依然会受到保护误动、油压扰动或者是机械振动等因素干扰，引发调速系统故障。本文先讨论汽轮机调速系统的原理，然后分析调速系统失控的主要原因，最后给出改善调速系统失控故障的处理措施，期望通过维护和检修保证汽轮机调速系统稳定。

关键词：汽轮机;调速系统;失控原因;处理

前言：汽轮机的自动调速控制系统主要是具有两个基本方面的控制功能;将两台汽轮机在正常操作工况下连续运行的汽轮转速速度限制在系统规定的负载温度控制范围内;两个透平汽轮并联自动操作系统可以对两个透平的汽轮负载温度进行自动调节。汽轮机的三轴调速传动系统安全、稳定、经济性的运营直接就会影响到發电厂和水力火电厂的安全经济运营、甚至可能会直接影响水力电网的安全经济运营。所以，解决好机车汽轮机传动调速系统正常工作的传动稳定性不足问题已经迫在眉睫。现如今，由我国汽轮机整车工业生产厂家所研发生产的各种类型汽轮机车的调速液压传动系统大多数已经全部采用了完全自动化的调速液压传动控制，灵敏度高，动作灵活。但是，由于制造、安装、维修和运行中存在的一些问题，调速系统在运行过程中会出现不稳定，并分析了调速系统不稳定的可能原因和解决办法。

1 汽轮机调速系统原理概述

汽轮机调速系统主要由数字式调节器、调节汽阀、电液转换器、液压伺服机构等部分组成，其中数字式调节器是调速系统的核心模块，呈现出控制计算机的效果，依据用户所输入的具体运行参数，按照输入和输出口令，传递和接收调速信号，达到控制速度的目的。汽轮机调速系统之所以具备调速控制的作用，主要是因为系统当中安装可以感应到汽轮机转速参数的传感器，经过实时参数信息传递，将汽轮机的转速信号转换为对应的磁冲信号，该信号再继续经过SDP测速卡件，最终形成电信号进入到DPU单元当中，该单元对电信号进行处理，计算机后台接受到电信号后对比汽轮机原本设定的速度信号和传输过来的速度信号，发送速度调节指令[1]。

2 汽轮机调速系统失控原因分析

根据汽轮机调速系统失控实际情况，对导致失控问题的原因展开分析，发现汽轮机调速系统失控主要受到下述几个因素的影响：

第一，部分零件存在卡涩情况。调速系统的元件需要保持稳定运动状态，才能确保转速参数信号能够准确传递。而如果部分元件存在卡涩情况，必然会导致运动部件缓慢活动或者是直接静止，此时系统当中的控制油压出现异常。系统元件的卡涩所引起的脉冲油压变化影响机动活塞无法做同步运动，在未经过相应调节情况下，系统当中的气阀开度与DPU单元中所传输的信号指令发生偏差，此时调速系统会随之失控。

第二，上文原理分析中提到调速系统之所以会达到调速控制的功能，主要是因为系统当中所包含的电液控制转换器所进行的信号转换与控制，在将汽轮机的转速信号转化为电信号以后，通过对内部阀门位置以及脉冲油压的调控，达到调节转速的目的[2]。但是，如果调速系统中出现信号零点偏移的情况，调速系统必然因此出现失控问题。信号零点偏移意味着DPU单元在发送指令信号期间，指令信号与阀门位置所反映出的数据存在偏差，此时信号零点无法与机械零位达到重合，汽轮机的调解气阀开启功能无法达成。

第三，汽轮机润滑油、动力油都使用统一油箱的油质，因为油箱、油路系统密封不严，会致使氧化物进入油路，导致润滑油从黄色变成红褐色，而且会在汽轮机的前箱油挡处有可能因汽轮机前轴封不严发生串汽现象。从上述情况可以判定，油路系统中水分的存在，另外，润滑油在工作时也会存在机械磨削的混入造成油质变差[3]。

3 汽轮机调速系统失控问题的处理措施

3.1 元件卡涩问题处理

为了避免汽轮机的调速控制系统发生卡涩，汽轮机操作保养人员要定期进行汽轮机的清洁工作，避免尾渣出现累积;要按照规定，定期更换动力油、润滑油;要保证汽轮机油质的清洁、保证汽轮机汽水系统密封的正常工作;进而确保各个运动部件不发生腐蚀。

3.2 信号零点偏移问题处理

信号零点的偏移主要是因为：信号传感器线路质量存在问题、传感器线路与强磁场间隔过近、信号处理电路存在设计缺陷等。针对上述原因，首先在传感器线材选购时，要选择正规品牌、具有一定屏蔽功能的线材;其次在汽轮机线路铺设时，各传感器线路要远离动力线等强磁场区域、并进行单独敷设;最后要对信号处理电路进行必要的完善，使其具备一定的杂波处理能力，最终达到信号传输不失真的目的。

3.3 油质问题处理

汽轮机所用油质的好坏，直接关系着汽轮机调速系统的各项性能。因此，汽轮机用油采购必须选择统一标号的优质油料。操作人员必须进行定期、不定期的油质化验，为了保证油路系统的干净，必须定期油滤、并按周期进行更换。

结束语

综上所述，汽轮机的调速控制系统若是出现故障或者是失稳状态，就可能对机组正常的运行造成严重的影响，甚至可能会直接导致整个机组的振动乃至是崩溃。而我们又通过进行了一系列的市场调查和研究，发现影响汽轮机调速控制系统失稳的因素种类繁多，所以当汽轮机开始投入运行和工作之后，若是出现了失稳的现象，就需要经过维护人员的逐条检测和排查，才能最终判断出造成汽轮机调速控制系统失稳的真实原因。这样就可以做到及时进行处理，保障汽轮机运转的安全。汽轮机是在工业领域得到广泛应用。我国发展进步已达一定程度。相信在不久的将来，汽轮机的技术和发展必将会再上一层楼，而当今的某些时候，汽轮机调速和控制系统的失稳问题也已被全面地解决。希望本文通过对于汽轮机调速系统的失稳进行分析，将会对我国汽轮机技术的发展具有一些借鉴和指导意义。

参考文献

[1]侯岳.汽轮机调速系统失控原因分析及对策[J].电子乐园，2019（12）：0246-0246.

[2]左兴堂、柳丙轩、刘广于、杨会永.抽凝式发电机组汽轮机调速系统故障分析及处理[J].冶金动力，2020，No.250（12）：47-50.

[3]沙谦.55MW汽轮机调速汽门卡涩原因的分析及防范措施[J].科技风，2019，No.394（26）：128-128.