調(diào)速系統(tǒng)油動(dòng)機(jī)難以開(kāi)啟的原因及處理

黃 波

(廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510000)

利用傳動(dòng)放大、轉(zhuǎn)速感受、反饋和配汽等機(jī)構(gòu)創(chuàng)建汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速感受系統(tǒng)利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速感受變化，并且輸出物理量；放大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠放大較弱信號(hào)。和汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)故障結(jié)合，使用針對(duì)性措施，使檢修效率和質(zhì)量得到提高，以此提高汽輪調(diào)速系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

1 燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)造

1.1 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速能夠?qū)ζ啓C(jī)轉(zhuǎn)速變化全面掌握，利用物理量方式實(shí)現(xiàn)變化輸出，充分發(fā)揮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用。利用轉(zhuǎn)化差異性使用不同型式，包括電氣式、液壓式、機(jī)械式等，通過(guò)轉(zhuǎn)速變化離心力的原理，實(shí)現(xiàn)機(jī)械式、液壓式的工作。

1.2 配汽機(jī)構(gòu)

高壓調(diào)節(jié)閥、主汽閥、再熱調(diào)節(jié)門(mén)、主汽門(mén)創(chuàng)建汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)配汽機(jī)構(gòu)，使高汽主汽閥臥式布置。如果汽輪機(jī)出現(xiàn)緊急停機(jī)，立刻關(guān)閉主汽閥，將氣源切斷，再啟動(dòng)時(shí)對(duì)汽缸內(nèi)蒸汽流量控制。作為單座提升閥高壓調(diào)節(jié)閥，使閥門(mén)開(kāi)度改變，從而掌握汽輪機(jī)進(jìn)汽量。

1.3 放大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

通過(guò)油動(dòng)機(jī)、反饋機(jī)構(gòu)與滑閥創(chuàng)建放大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于降低調(diào)速器信號(hào)，無(wú)法直接啟動(dòng)配汽機(jī)構(gòu)，要求傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)放大信號(hào)，并且實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)移，充分發(fā)揮信號(hào)的作用。利用液壓式傳動(dòng)放大，滑閥能夠控制流量大小，油動(dòng)機(jī)包括旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式，放大功率對(duì)調(diào)速氣閥操縱為重點(diǎn)。

1.4 反饋機(jī)構(gòu)

利用彈性反饋與剛性反饋實(shí)現(xiàn)反饋機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建，時(shí)間和反饋量的變化決定了反饋機(jī)構(gòu)的設(shè)置。剛性反饋指的是在動(dòng)作時(shí)存在反饋量，與時(shí)間并沒(méi)有太大的差別。利用有差調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)彈性反饋的調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)工作正常，使反饋量得到降低，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的偏差表現(xiàn)不同，此方式在壓力不變供熱汽輪機(jī)中使用。

2 調(diào)速系統(tǒng)油動(dòng)機(jī)異常描述

外部電網(wǎng)事故會(huì)對(duì)電廠(chǎng)造成沖擊，在機(jī)組甩負(fù)荷超速后，OPC觸動(dòng)超速保護(hù)動(dòng)作，在OPC動(dòng)作復(fù)位后缺乏足夠高調(diào)門(mén)開(kāi)度，機(jī)組轉(zhuǎn)速無(wú)法恢復(fù)并且降低，從而使機(jī)組跳閘，changin廠(chǎng)用電中斷，表1為過(guò)程數(shù)據(jù)。

表1

3 過(guò)程原因分析

3.1 錯(cuò)油門(mén)工作原理

錯(cuò)油門(mén)套筒和殼體腔室實(shí)現(xiàn)5擋不同功能油路的創(chuàng)建，動(dòng)力油進(jìn)油為中間部分，相鄰的2個(gè)分別和油缸活塞上下腔相同。在工作過(guò)程中，利用錯(cuò)油門(mén)滑閥控制油流量，滑閥通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)和滑閥體構(gòu)成，工況穩(wěn)定時(shí)滑閥上端彈簧力和下端二次油作用力平衡，滑閥在中間的位置，滑閥凸肩將中間套筒油口封堵，使油缸進(jìn)出油路阻斷，油缸就無(wú)法動(dòng)作，氣閥開(kāi)度沒(méi)有改變。如果工況改變會(huì)提高二次油壓，使滑閥力平衡改變。所以，如果油缸活塞上腔口存在動(dòng)力油，活塞下腔與回油接通。由于油缸活塞是通過(guò)上腔進(jìn)油，下腔排油，所以活塞下行，加大調(diào)節(jié)氣閥的開(kāi)度，使汽輪機(jī)蒸汽流量增加，并且使機(jī)組轉(zhuǎn)速得到提高。另外，活塞下行，利用反饋板彎角杠桿等動(dòng)作，使錯(cuò)油門(mén)彈簧工作負(fù)荷得到增加，在滑閥作用的彈簧力平衡與二次油壓力時(shí)，滑閥為中間位置，氣閥開(kāi)度在新位置。如果使二次油壓得到降低，各環(huán)節(jié)與上述過(guò)程中動(dòng)作相反。為了使油動(dòng)機(jī)動(dòng)作靈敏敏度得到提高，將特殊結(jié)構(gòu)錯(cuò)油門(mén)在油動(dòng)機(jī)中使用，錯(cuò)油門(mén)滑閥在工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且上下顫振。以此，在滑閥體和轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的油腔、油孔加工過(guò)程中，將推力球軸承設(shè)置到轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上端。

3.2 電超速保護(hù)裝置

在甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中，電超速保護(hù)系統(tǒng)工作過(guò)程中，甩全負(fù)荷飛升到3445 r/min；切除電超速保護(hù)系統(tǒng)時(shí)甩全負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升到3480 r/min。以此可以看出來(lái)，不管是否使用電超速保護(hù)系統(tǒng)，都無(wú)法使機(jī)組甩掉全負(fù)荷。此機(jī)組轉(zhuǎn)速危急遮斷器動(dòng)作轉(zhuǎn)速中，此汽輪機(jī)只能夠根據(jù)危機(jī)遮斷器避免出現(xiàn)超速事故，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行造成了威脅。通過(guò)實(shí)踐表明，危機(jī)遮斷器狀態(tài)是靜態(tài)，會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作失常、卡澀等問(wèn)題，那么通過(guò)危急遮斷器無(wú)法保證機(jī)組安全運(yùn)行。

分析液壓控制系統(tǒng)、熱控回路、電氣等，表示液壓控制系統(tǒng)響應(yīng)延遲，甩負(fù)荷時(shí)候預(yù)啟時(shí)間比較長(zhǎng)，前0.5 s油動(dòng)機(jī)沒(méi)有起動(dòng)，高壓油動(dòng)機(jī)從動(dòng)作開(kāi)始到結(jié)束只需要0.8 s。

3.3 調(diào)速氣閥重疊度不當(dāng)

主要是降低負(fù)荷擺動(dòng)，由于開(kāi)啟調(diào)速氣閥過(guò)程中，初開(kāi)階段的閥前閥后的壓差比較大，增加進(jìn)汽量。在開(kāi)閥門(mén)過(guò)程中，前后壓差會(huì)縮小。這個(gè)時(shí)候，增加了氣閥開(kāi)度，進(jìn)汽量增長(zhǎng)比較緩慢。假如重疊度不當(dāng)，那么油動(dòng)機(jī)進(jìn)程和流量關(guān)系曲線(xiàn)并不會(huì)出現(xiàn)不光滑連續(xù)曲線(xiàn)。3號(hào)機(jī)組檢修完成并且啟動(dòng)，空負(fù)荷試驗(yàn)調(diào)速系統(tǒng)正常工作。并網(wǎng)帶負(fù)荷之后，操作同步器對(duì)負(fù)荷有所改變的時(shí)候，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)大幅度負(fù)荷擺動(dòng)，個(gè)別工況能夠穩(wěn)定負(fù)荷。

3.4 設(shè)備部件漏油

在燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)速系統(tǒng)部件漏油的時(shí)候，會(huì)使調(diào)速系統(tǒng)油壓降低，以此使油動(dòng)力不足，增加了調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率，汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)晃動(dòng)；另外，系統(tǒng)部件嚴(yán)重漏油會(huì)對(duì)汽輪機(jī)穩(wěn)定、安全地運(yùn)行造成危害。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)油路并不平整、系統(tǒng)部件嚴(yán)重磨損、腐蝕等，都會(huì)導(dǎo)致油系統(tǒng)零件漏油。和汽輪機(jī)油系統(tǒng)部件漏油情況結(jié)合，對(duì)汽輪機(jī)組油壓的變化情況密切重視，必要的時(shí)候停機(jī)調(diào)整汽輪機(jī)，并且針對(duì)汽輪機(jī)系統(tǒng)漏油時(shí)候及時(shí)使用堵漏和防火的措施。

4 治理措施

利用以上分析可以看出，油動(dòng)機(jī)沒(méi)有正常動(dòng)作主要是因?yàn)楣ぷ饔驮吹挠蛪撼掷m(xù)降低，對(duì)應(yīng)DEH指令輸出二次油壓也在降低，從而導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)無(wú)法根據(jù)相應(yīng)的指令達(dá)到相應(yīng)開(kāi)度。所以，要避免出現(xiàn)以上問(wèn)題，穩(wěn)定調(diào)速油壓，避免陷入到惡性循環(huán)中。針對(duì)以上問(wèn)題，提出了以下治理措施：

(1)3臺(tái)機(jī)輔助油泵提前啟動(dòng)，保證調(diào)速系統(tǒng)的油壓不會(huì)發(fā)生改變，并不會(huì)跟著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而出現(xiàn)改變，設(shè)置OPC動(dòng)作后聯(lián)動(dòng)輔助油泵，保證OPC復(fù)位之后的調(diào)速油壓比較穩(wěn)定，使油泵機(jī)和DDV閥都能夠正常工作。此種措施比較簡(jiǎn)單，只需要實(shí)現(xiàn)熱控對(duì)于輔助油泵自啟控制邏輯進(jìn)行修改就能夠?qū)崿F(xiàn)。

(2)設(shè)置獨(dú)立的高壓抗燃油站，從而使調(diào)節(jié)油系統(tǒng)能夠脫離主機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系，穩(wěn)定油源的壓力，使調(diào)速系統(tǒng)靈敏性得到提高。但是改造投資比較大，需要設(shè)置抗燃油箱，并且使整套調(diào)速部件進(jìn)行更換。

(3)在二次油壓和調(diào)速系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立油泵的設(shè)置，OPC動(dòng)作之后和啟動(dòng)油泵連鎖，通過(guò)此油泵能夠提供二次油壓力油，通過(guò)注油泵提供油動(dòng)機(jī)動(dòng)力油。

(4)在高壓油動(dòng)機(jī)兩側(cè)機(jī)底安裝電磁閥，在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)使電磁閥通電，將二次油壓泄去并且進(jìn)入到高壓油中。由于新加裝高壓油動(dòng)機(jī)接近電磁閥，油管短，沒(méi)有不必要管件，有效縮短高壓油動(dòng)機(jī)延時(shí)關(guān)閉時(shí)間，促進(jìn)高壓油動(dòng)機(jī)關(guān)閉。

5 結(jié)語(yǔ)

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)屬于繁雜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)橄到y(tǒng)部件比較多，所以增加了調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障診斷難度。本文和調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合，針對(duì)調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)故障，要求檢修人員的安全責(zé)任意識(shí)得到強(qiáng)化，針對(duì)性地采取相應(yīng)解決措施，并且熟練掌握調(diào)速系統(tǒng)故障的檢修方法，使工業(yè)生產(chǎn)日常需求得到滿(mǎn)足，使安全隱患全面消除，從而能夠保證汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。