淺談小型汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的原因

引言

汽輪機(jī)組是整體系統(tǒng)的動力裝置，為整個系統(tǒng)的正常運行提供驅(qū)動保障，機(jī)組的調(diào)控系統(tǒng)所承擔(dān)的數(shù)值負(fù)荷狀況非常重要，它是保障整個機(jī)組正常、高效運行的重要基礎(chǔ)，可以促進(jìn)機(jī)組健康長久地運行，加強(qiáng)對機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)提升，科學(xué)控制機(jī)械負(fù)荷控制，對確保整體系統(tǒng)的質(zhì)量與性能高效發(fā)揮有著重要作用。

1 汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)運行的特點

現(xiàn)代汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要包括以下幾個主要部件，那就是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)、動力傳送系統(tǒng)、監(jiān)測反饋系統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng)組成。調(diào)整系統(tǒng)主要是通過對汽輪機(jī)的總體性能進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，使汽輪機(jī)組的輸出功率與供電負(fù)荷保持匹配，從整體上互相平衡，從而更好地促進(jìn)整個機(jī)組的性能發(fā)揮。

汽輪機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)由兩脈路油沖組成，就是高壓脈油沖與低壓脈油沖兩種。低壓脈沖油管的結(jié)構(gòu)細(xì)而且長，在工作中容易出現(xiàn)一些信號傳遞中的失真問題，出現(xiàn)系統(tǒng)工作故障問題，另方一面，由于低壓脈沖部件與機(jī)組的油泵組相連，在回油過程中由于系統(tǒng)管道的回油管細(xì)長，在管道的彎曲與彎扁管道處，油的運輸過程中易出現(xiàn)管內(nèi)壓力不夠，影響到系統(tǒng)的運行。同時彎曲的管道多也會讓回油管水平的高度與油箱內(nèi)的高度有差距，在油的傳輸過程中在管道內(nèi)不能形成正常的壓力，在回油過程中會出現(xiàn)油忽多忽少的現(xiàn)象，相應(yīng)的油壓會忽高忽低，造成調(diào)速系統(tǒng)紊亂，影響到機(jī)組的正常運轉(zhuǎn)。

實踐表明，在整個機(jī)組的實際運行中，由于制造、安裝、維護(hù)、檢修等一系列過程，會出現(xiàn)一些與具體要求標(biāo)準(zhǔn)不大相符的情況，給整個調(diào)速系統(tǒng)造成一些異常情況，造成機(jī)組調(diào)試系統(tǒng)中的負(fù)荷與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)不相符，從而在后期的系統(tǒng)運行中出現(xiàn)不穩(wěn)定性，影響到機(jī)組的可靠運行，因此在整個系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、檢修過程中，加強(qiáng)對基本設(shè)施的檢查與調(diào)試非常重要，特別是調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)值擺動現(xiàn)象，它是整個機(jī)組系統(tǒng)行運的最基本保障，處理不當(dāng)會給相關(guān)設(shè)備及安全運行帶來隱患。系統(tǒng)數(shù)值擺動是指機(jī)動輪轉(zhuǎn)機(jī)與負(fù)荷等不相匹配，不能形成穩(wěn)定的工作性能，產(chǎn)生了較大動力波動。引起調(diào)速系統(tǒng)油壓波動的原因主要是油泵本身工作不穩(wěn)定，在工作中受外界因素的影響，如當(dāng)機(jī)器吸入的空氣情況不同，造成在內(nèi)部的壓力不周，可能會導(dǎo)致油壓數(shù)據(jù)的波動，從而對調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性形成一定的影響，另外在機(jī)器運行中，潤滑器的運行情況，也是影響到調(diào)速器數(shù)值的一個重要因素。

2 引發(fā)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的要素分析

汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的原因很多，以下幾個方面是對汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動參數(shù)較大。

機(jī)組自身因素是影響調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的內(nèi)因：

2.1 透平油品質(zhì)是影響波動的重要因素

透平油的品質(zhì)對系統(tǒng)工作穩(wěn)定性至關(guān)重要，油質(zhì)優(yōu)劣既影響到機(jī)組系統(tǒng)的靜態(tài)特性，也對機(jī)體的動態(tài)性能有較大影響，對此要引起高度重視，從源頭上控制好機(jī)組系統(tǒng)中所運用到的透平油品質(zhì)，要將透平油品質(zhì)按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，實踐中可以通過主觀判定進(jìn)行選擇，如這種油的總體透明度較差，色澤灰暗，成分中的雜質(zhì)較多，通過肉眼可以發(fā)現(xiàn)有比較堅硬的固體顆粒摻雜其中，同時還能發(fā)現(xiàn)油中有少量的水分存在，與油體呈分離狀態(tài)，這樣的油質(zhì)中容易摻雜有灰塵、砂粒、金屬屑等異物，在使用中極易引起堵塞、卡澀等現(xiàn)象，造成動力不足等故障發(fā)生，從而影響到機(jī)組的整體運行。

在調(diào)試前一定要對油的質(zhì)量進(jìn)行檢查，一是看生產(chǎn)日期、標(biāo)號、廠家、合格證書等信息，確保是正規(guī)廠家生產(chǎn)全格產(chǎn)品，二是觀察平油的色澤度、手感度等因素，應(yīng)委托專業(yè)機(jī)構(gòu)或有資質(zhì)人員對油品質(zhì)各項指標(biāo)進(jìn)行化驗檢測，從油的質(zhì)量方面控制是防止出現(xiàn)故障的重要因素，在機(jī)組運行前還要對其進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，從整體運行情況進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)問題要及時采取措施進(jìn)行處理，防止在這一關(guān)中出現(xiàn)因油品質(zhì)不合格而引發(fā)故障，影響到機(jī)組的正常運行。

2.2 油壓波動也是造成調(diào)速系統(tǒng)波動的另一要素

在整個機(jī)組的運行過程中，穩(wěn)定的油壓是保證正常工作的基本條件，油壓平衡油路就會均速輸送，機(jī)械運行就會平衡，不會產(chǎn)生大的波動。當(dāng)主油泵的壓力出現(xiàn)變化時，對整個油道的壓力就會發(fā)生相應(yīng)的變化，引發(fā)機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)的變化，機(jī)器運行就會受到影響，從而引發(fā)機(jī)器故障，影響到整體系統(tǒng)的有序運行。實踐表明，引起調(diào)速系統(tǒng)油壓波動主要是因為主油泵本身性能的不穩(wěn)定所致，如果機(jī)組的供油系統(tǒng)中摻入空氣，空氣具有一定的可壓縮性，在油泵產(chǎn)生壓力時會對空氣形成壓力，對空氣而言就會產(chǎn)生反對抗力，導(dǎo)致壓力發(fā)生一系列的波動，繼而對機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性造成一定的影響。因此，在機(jī)組的運行中要注意注油器的工作狀態(tài)，通過相關(guān)數(shù)據(jù)及平時積累的經(jīng)驗可以作出初步判斷，從保證好機(jī)組主油泵入口壓力著手，更好的促進(jìn)機(jī)體的整體運行效果。此外還可以注意到在機(jī)組運行前先啟動機(jī)組的低壓潤滑油泵，讓低壓潤滑油泵先工作一段時間，機(jī)體經(jīng)過一段時間的運行，然后再啟動機(jī)組的高壓電動油泵，高壓電動油泵經(jīng)過一段時間的運行，除去系統(tǒng)中及相關(guān)部件的空氣，保障油路的暢通，確保機(jī)組的正常運行。

當(dāng)今機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)多采用兩路脈沖油式，高壓脈沖控制機(jī)組的調(diào)速器，低壓脈沖控制機(jī)組中旋轉(zhuǎn)隔板系統(tǒng)，由于系統(tǒng)調(diào)壓器距離隔板油動機(jī)距離較長，一些細(xì)長且彎曲的管道會給信號傳輸增加一定難度，這種情況下容易造成部分信號傳遞的失真。同時機(jī)組系統(tǒng)的低壓錯油門上部與回油泵相連，而回油管長度也較大，彎道較多，使得管道的回油不暢通，管內(nèi)的回油忽多忽少時，在管道產(chǎn)生的壓力也就會高低不定，這時控制的相關(guān)閥門就會發(fā)生規(guī)律上的錯亂，也會產(chǎn)生無節(jié)奏的脈沖壓力，造成機(jī)組工作紊亂，然后就會引發(fā)調(diào)速負(fù)荷波動，從根本上也就產(chǎn)生了機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，從而引發(fā)不同的機(jī)械故障。

2.3 機(jī)組中調(diào)門重疊度也是造成負(fù)荷波動又一因素

機(jī)組中的汽門重疊度調(diào)節(jié)可有效控制油體流量，如果流量過大或過小都會對機(jī)組運行穩(wěn)定性造成影響，要通過一些裝置來進(jìn)行有效控制，汽門重疊就是在機(jī)組中進(jìn)行流量控制的裝置，它可以較好對流量進(jìn)行有效控制，促進(jìn)機(jī)組的安全高效運行，保障整個機(jī)組系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果重疊度控制不當(dāng)，出現(xiàn)控制過大或過小都會對機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動產(chǎn)生一定的影響，控制過大會出現(xiàn)在在某段負(fù)荷內(nèi)有較大功率變化，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動?？刂菩Ч^小 出現(xiàn)動力供需不足，也會造成機(jī)體的擺動，同樣也會對調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動造成一定的影響。因此機(jī)給汽門的重疊度要控制在合適的位置，汽門的有效控制設(shè)置在后一氣門壓力的90%時最佳，效果也最為明顯。

2.4 機(jī)組的錯油門封閉度情況也是造成系統(tǒng)負(fù)荷波動的重要因素

機(jī)組中錯油門滑閥專門用于斷流、放大或減小的裝置，它的封閉度狀況對于機(jī)組的正常運行有著重要的作用，封閉性能的高低對機(jī)組的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生影響，封閉性好可能通過數(shù)據(jù)進(jìn)行有效控制，而封閉性不強(qiáng)時一些數(shù)據(jù)參數(shù)就不能準(zhǔn)確地反映出來，就不能非常準(zhǔn)確的對機(jī)組進(jìn)行控制，機(jī)組的運行速度便會出現(xiàn)偏高或偏低現(xiàn)象。機(jī)組的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生的內(nèi)部脈沖壓也就不穩(wěn)定，對調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動產(chǎn)生一定的影響，因此在實際上操作中也要關(guān)注到錯油門封閉度，掌握好這一方面的運行狀況，對有效控制輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的負(fù)荷波動有一定的作用，更好地保障機(jī)組運行。

2.5 機(jī)組中的油動機(jī)提升力狀況也是形成系統(tǒng)負(fù)荷波動的因素

機(jī)組中油動機(jī)的提升力在整體系統(tǒng)運行中有著重要作用，要結(jié)合具體實際選擇相對標(biāo)準(zhǔn)的油動機(jī)參數(shù)，不宜過大或過小，提升力過大會造成資源的浪費，而提升力偏小則會出現(xiàn)動力不足現(xiàn)象，影響機(jī)組的整體有效運行，可以通過查看機(jī)組的動機(jī)直徑，比對相關(guān)動力參數(shù)，科學(xué)選用油動機(jī)的提升力系數(shù)，讓機(jī)組運行保持一個穩(wěn)定、平衡中狀態(tài)中，減少機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的干擾因素，促進(jìn)機(jī)組整體有序、高效運行。

2.6 熱網(wǎng)因素也是造成系統(tǒng)負(fù)荷波動的另一因素

機(jī)組的供熱方式多數(shù)采用單機(jī)供熱和熱網(wǎng)供熱，兩種供熱方式各有優(yōu)缺點。單機(jī)供熱要比熱網(wǎng)供熱性能差點，在單機(jī)供熱方式運行中，產(chǎn)生的熱負(fù)荷變化是呈跳躍式，這種形式不利于調(diào)壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而熱網(wǎng)供熱采用的是蓄能器，對系統(tǒng)影響要小，整體性能與效果要好些。無論采用哪種形式的供熱方式，都要控制好內(nèi)部的壓力，壓力如果過高，與汽輪機(jī)內(nèi)部高壓分級壓差就會變小，二者不能較好地平衡就會在內(nèi)部產(chǎn)生對抗，形成常見的“阻塞”現(xiàn)象，給機(jī)組運行帶來不穩(wěn)定性，造成系統(tǒng)負(fù)荷波動。因此要求熱網(wǎng)壓力相對穩(wěn)定，為機(jī)組的平衡運行提供保障。

3 結(jié)束語

汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動對機(jī)組的整體運行有著極其重要的作用，它不僅會影響到汽輪機(jī)組本身的正常運行，還對整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運行有著重要作用。實踐中我們要加大研究力度，不斷提升汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的原因分析與解決水平，改善機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷均衡能力，更好地促進(jìn)機(jī)組整體性能的高效發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]王朝柱.汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定分析[J].黑龍江科技信息，2008.

[2]劉愛蓮.淺析汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)常見缺陷及解決方案[J].中國科技教育理論版，2011.

[3]張愛民.淺談小型汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的原因[J].科技視界，2012.