淺析中間再熱式汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

　　摘 要：汽輪是一種動(dòng)力機(jī)械，其構(gòu)造非常精密，其中的調(diào)節(jié)裝置在整機(jī)中起著控制指揮的作用，其主要調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，進(jìn)行安全保護(hù)的控制，從這個(gè)意義而言，調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性有著直接的影響。因此，本文就針對(duì)中間再熱式汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行研究。
　　關(guān)鍵詞：中間再熱式汽輪機(jī) 液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) 工作原理
　　中圖分類號(hào):TK263.72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：1672-3791(2011)08(c)-0076-01
　　
　　對(duì)于中間再熱式汽輪機(jī)而言，與凝汽式汽輪機(jī)、調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)等相比，它們之間的唯一不同就是中間再熱式汽輪機(jī)多出一個(gè)中間再熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)非常龐大。并且經(jīng)過再熱系統(tǒng)處理過的蒸汽通過中低壓缸所發(fā)出的功率，是整機(jī)功率的三分之二，所以汽輪機(jī)在甩負(fù)荷時(shí)會(huì)由于該原因而出現(xiàn)嚴(yán)重超速的現(xiàn)象?？梢娚钊肓私庵虚g再熱式汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理非常必要。
　　
　　1 汽輪機(jī)甩負(fù)荷后出現(xiàn)超速問題的原因
　　具體而言，汽輪機(jī)在甩負(fù)荷后會(huì)出現(xiàn)超速問題，不外是由于以下幾點(diǎn)原因造成的：第一，在甩負(fù)荷時(shí)夾住了配汽機(jī)構(gòu)，無法順利關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，于是進(jìn)汽量就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出維持空轉(zhuǎn)所需的蒸汽量，阻力矩與動(dòng)力矩相比過小，汽輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速就會(huì)快速提高，最終造成機(jī)組超速；第二，同步器、錯(cuò)油門或者壓力變換器等部件的滑閥，在甩負(fù)荷時(shí)被夾住，導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)無法將調(diào)節(jié)汽閥及時(shí)關(guān)閉，從而汽輪機(jī)中進(jìn)入大量的蒸汽，阻力矩大幅小于動(dòng)力矩，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速上升最終超速；第三，抽汽閥、抽汽逆止閥在甩負(fù)荷時(shí)未及時(shí)關(guān)閉，汽輪機(jī)中有抽汽管路中的蒸汽倒入，阻力矩大幅小于動(dòng)力矩，造成機(jī)組超速；第四，調(diào)節(jié)汽閥的嚴(yán)密性較大，維持汽輪機(jī)空轉(zhuǎn)所需的蒸汽量不足，漏汽量過大，主蒸汽管道中的蒸汽都流入汽輪機(jī)，造成機(jī)組超速；第五，抽汽機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，反調(diào)裝置出現(xiàn)故障問題，在甩負(fù)荷抽汽壓力有所下降時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到反調(diào)作用的影響，開大了調(diào)節(jié)汽閥，最終造成機(jī)組超速。
　　
　　2 中間再熱式汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理
　　2.1 工作原理圖
　　中間再熱式汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的前身是旋轉(zhuǎn)阻尼器液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)所采用的是分缸調(diào)節(jié)的模式。高壓缸的調(diào)節(jié)汽門是由高壓油動(dòng)機(jī)予以控制的；而中低壓缸調(diào)節(jié)汽門則由中低壓缸油動(dòng)機(jī)進(jìn)地控制。二次油壓經(jīng)過放大器的放大會(huì)分為兩路，其中一路與中低壓缸上的繼動(dòng)器相連通，對(duì)三次油壓以及中低壓缸的調(diào)節(jié)汽門等進(jìn)行控制；另外一路則直接進(jìn)入動(dòng)態(tài)校正器下部的波紋管，被動(dòng)態(tài)校正后再與高壓缸上部的繼動(dòng)器相連通，然后實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓調(diào)節(jié)汽門的控制。當(dāng)汽輪機(jī)處于正常動(dòng)行狀態(tài)時(shí)，要將校正器的進(jìn)口閥門與出口閥門均打開，另外一個(gè)閥門則關(guān)閉，這種情況下調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到動(dòng)態(tài)校正油壓的作用；如果汽輪機(jī)處于非正常狀態(tài)，則要將進(jìn)、出口閥關(guān)閉，將另外一個(gè)閥門打開，二次油壓經(jīng)過放大后會(huì)經(jīng)過該閥門與高壓缸油動(dòng)機(jī)上部的繼動(dòng)器相連通。不過當(dāng)汽輪機(jī)處于這種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，二次沒壓的動(dòng)態(tài)校正作用就沒有了。這種聯(lián)接形式即為動(dòng)態(tài)校正器的旁路系統(tǒng)，其能夠提高動(dòng)態(tài)校正器的靈活性，當(dāng)其發(fā)生故障或者無法投入工作時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)可能不受影響的繼續(xù)工作。
　　如果動(dòng)態(tài)校正器處于正常的工作狀態(tài)，這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)具體的工作過程為：外界的負(fù)荷如果有所提高，機(jī)組的轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)的降低，此時(shí)一次油壓會(huì)隨之降低，二次油壓會(huì)相應(yīng)的提高。當(dāng)二次油壓作用于動(dòng)態(tài)校正器時(shí)，會(huì)在其上產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)校正增量，將校正油壓輸出。較正油壓會(huì)提高高壓缸油動(dòng)機(jī)上的繼動(dòng)器活塞下降的速度，也會(huì)減小對(duì)三次油壓進(jìn)行控制的蝶閥的間隙，三次油壓升高。從而高壓缸油動(dòng)機(jī)的活塞開始向上運(yùn)動(dòng)，而錯(cuò)油門滑閥則向下移動(dòng)，此時(shí)高壓缸調(diào)節(jié)汽門就會(huì)快速的打開，機(jī)組所發(fā)出的功率也會(huì)相應(yīng)的增加，直到適應(yīng)外界的負(fù)荷要求。在這一過程不僅動(dòng)態(tài)校正油壓不斷的降低，直到等于二次油壓，而且因?yàn)橛蛣?dòng)機(jī)是向上運(yùn)動(dòng)的，受到杠桿反饋的作用，繼動(dòng)器的活塞會(huì)慢慢升高，一直升至新負(fù)荷與二次油壓穩(wěn)定在對(duì)應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)，才會(huì)全部結(jié)束整個(gè)調(diào)節(jié)過程。如果外界負(fù)荷有所降低，則調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作流程則剛好與上述內(nèi)容相反。
　　2.1 機(jī)組的主同步器
　　此外，機(jī)組的主同步器還有另外一種作用，即當(dāng)系統(tǒng)處于單機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速就會(huì)發(fā)生改變，并網(wǎng)運(yùn)行后可以對(duì)機(jī)組的負(fù)荷進(jìn)行改變。操作輔助同步器可以進(jìn)行機(jī)組超速試驗(yàn)。機(jī)組的逐步提速是由機(jī)組的起動(dòng)系統(tǒng)完成的，其轉(zhuǎn)速可達(dá)到每分鐘2800轉(zhuǎn)；這個(gè)速度還可以用同步器將其提升為每分鐘3000轉(zhuǎn)，其與電網(wǎng)頻率同步、并網(wǎng)、加負(fù)荷，最終完成整個(gè)起動(dòng)。
　　2.3 機(jī)組的液壓保護(hù)系統(tǒng)
　　汽輪機(jī)的液壓保護(hù)系統(tǒng)主要包括幾個(gè)部分：危急遮斷裝置、電超速保安裝置、超速保護(hù)裝置等等。液壓保護(hù)系統(tǒng)的主要作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，如果機(jī)組處于超速或者故障狀態(tài)時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)可以保證其馬上停機(jī)，其包括電動(dòng)、手動(dòng)以及超速三套脫扣裝置；第二，當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)保護(hù)系統(tǒng)可以保證機(jī)組維持空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。不過單純的液壓保護(hù)系統(tǒng)無法完全經(jīng)得起甩負(fù)荷，因此要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)?？梢栽鲈O(shè)一個(gè)液壓加速器，其主要目的有兩個(gè)：一方面當(dāng)機(jī)組負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升的加速度大于120r/(min·s-1)且其轉(zhuǎn)速上升的速度大于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，液壓加速器會(huì)開始動(dòng)作，將調(diào)節(jié)汽門的控制油壓完全泄去，并把高壓調(diào)節(jié)汽門與中低壓調(diào)節(jié)汽門同時(shí)關(guān)閉。在閉合5秒左右以后，即完全結(jié)束液壓加速器的作用，此時(shí)高壓調(diào)節(jié)汽門與中低壓調(diào)節(jié)汽門可以重新開啟。另一方面，如果機(jī)組的轉(zhuǎn)速提高，即使其加速度未超出額定轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速超出額定轉(zhuǎn)速7%時(shí)，液壓加速器同樣會(huì)將調(diào)節(jié)汽門完全關(guān)閉，直至轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速的7%，再將調(diào)節(jié)汽門再次打開。此外，在甩100%負(fù)荷時(shí)，為了保證機(jī)組可以維持空負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)不變，可以將電超速保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，促使該裝置在動(dòng)作后，不但可以將中壓油動(dòng)機(jī)的控制油泄去，而且可以往中壓油動(dòng)機(jī)繼動(dòng)器活塞下充壓力油，使得中壓調(diào)節(jié)汽門加快關(guān)閉的速度。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 魏毓華.200MW再熱式汽輪機(jī)的工作原理及異常振動(dòng)的防治[J].東北電