汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失控原因與處理措施

姚聞鵬

摘要：汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的主要環(huán)節(jié)，雖然在設(shè)計(jì)汽輪機(jī)期間已經(jīng)特別重視調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，但該系統(tǒng)依然會(huì)受到保護(hù)誤動(dòng)、油壓擾動(dòng)或者是機(jī)械振動(dòng)等因素干擾，引發(fā)調(diào)速系統(tǒng)故障。本文先討論汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的原理，然后分析調(diào)速系統(tǒng)失控的主要原因，最后給出改善調(diào)速系統(tǒng)失控故障的處理措施，期望通過維護(hù)和檢修保證汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);調(diào)速系統(tǒng);失控原因;處理

前言：汽輪機(jī)的自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)主要是具有兩個(gè)基本方面的控制功能;將兩臺(tái)汽輪機(jī)在正常操作工況下連續(xù)運(yùn)行的汽輪轉(zhuǎn)速速度限制在系統(tǒng)規(guī)定的負(fù)載溫度控制范圍內(nèi);兩個(gè)透平汽輪并聯(lián)自動(dòng)操作系統(tǒng)可以對兩個(gè)透平的汽輪負(fù)載溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)的三軸調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)營直接就會(huì)影響到發(fā)電廠和水力火電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)營、甚至可能會(huì)直接影響水力電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)營。所以，解決好機(jī)車汽輪機(jī)傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)正常工作的傳動(dòng)穩(wěn)定性不足問題已經(jīng)迫在眉睫。現(xiàn)如今，由我國汽輪機(jī)整車工業(yè)生產(chǎn)廠家所研發(fā)生產(chǎn)的各種類型汽輪機(jī)車的調(diào)速液壓傳動(dòng)系統(tǒng)大多數(shù)已經(jīng)全部采用了完全自動(dòng)化的調(diào)速液壓傳動(dòng)控制，靈敏度高，動(dòng)作靈活。但是，由于制造、安裝、維修和運(yùn)行中存在的一些問題，調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，并分析了調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)定的可能原因和解決辦法。

1 汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理概述

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要由數(shù)字式調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)汽閥、電液轉(zhuǎn)換器、液壓伺服機(jī)構(gòu)等部分組成，其中數(shù)字式調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的核心模塊，呈現(xiàn)出控制計(jì)算機(jī)的效果，依據(jù)用戶所輸入的具體運(yùn)行參數(shù)，按照輸入和輸出口令，傳遞和接收調(diào)速信號(hào)，達(dá)到控制速度的目的。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之所以具備調(diào)速控制的作用，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)當(dāng)中安裝可以感應(yīng)到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)的傳感器，經(jīng)過實(shí)時(shí)參數(shù)信息傳遞，將汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的磁沖信號(hào)，該信號(hào)再繼續(xù)經(jīng)過SDP測速卡件，最終形成電信號(hào)進(jìn)入到DPU單元當(dāng)中，該單元對電信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算機(jī)后臺(tái)接受到電信號(hào)后對比汽輪機(jī)原本設(shè)定的速度信號(hào)和傳輸過來的速度信號(hào)，發(fā)送速度調(diào)節(jié)指令[1]。

2 汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失控原因分析

根據(jù)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失控實(shí)際情況，對導(dǎo)致失控問題的原因展開分析，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失控主要受到下述幾個(gè)因素的影響：

第一，部分零件存在卡澀情況。調(diào)速系統(tǒng)的元件需要保持穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，才能確保轉(zhuǎn)速參數(shù)信號(hào)能夠準(zhǔn)確傳遞。而如果部分元件存在卡澀情況，必然會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件緩慢活動(dòng)或者是直接靜止，此時(shí)系統(tǒng)當(dāng)中的控制油壓出現(xiàn)異常。系統(tǒng)元件的卡澀所引起的脈沖油壓變化影響機(jī)動(dòng)活塞無法做同步運(yùn)動(dòng)，在未經(jīng)過相應(yīng)調(diào)節(jié)情況下，系統(tǒng)當(dāng)中的氣閥開度與DPU單元中所傳輸?shù)男盘?hào)指令發(fā)生偏差，此時(shí)調(diào)速系統(tǒng)會(huì)隨之失控。

第二，上文原理分析中提到調(diào)速系統(tǒng)之所以會(huì)達(dá)到調(diào)速控制的功能，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)當(dāng)中所包含的電液控制轉(zhuǎn)換器所進(jìn)行的信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制，在將汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)以后，通過對內(nèi)部閥門位置以及脈沖油壓的調(diào)控，達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的[2]。但是，如果調(diào)速系統(tǒng)中出現(xiàn)信號(hào)零點(diǎn)偏移的情況，調(diào)速系統(tǒng)必然因此出現(xiàn)失控問題。信號(hào)零點(diǎn)偏移意味著DPU單元在發(fā)送指令信號(hào)期間，指令信號(hào)與閥門位置所反映出的數(shù)據(jù)存在偏差，此時(shí)信號(hào)零點(diǎn)無法與機(jī)械零位達(dá)到重合，汽輪機(jī)的調(diào)解氣閥開啟功能無法達(dá)成。

第三，汽輪機(jī)潤滑油、動(dòng)力油都使用統(tǒng)一油箱的油質(zhì)，因?yàn)橛拖?、油路系統(tǒng)密封不嚴(yán)，會(huì)致使氧化物進(jìn)入油路，導(dǎo)致潤滑油從黃色變成紅褐色，而且會(huì)在汽輪機(jī)的前箱油擋處有可能因汽輪機(jī)前軸封不嚴(yán)發(fā)生串汽現(xiàn)象。從上述情況可以判定，油路系統(tǒng)中水分的存在，另外，潤滑油在工作時(shí)也會(huì)存在機(jī)械磨削的混入造成油質(zhì)變差[3]。

3 汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失控問題的處理措施

3.1 元件卡澀問題處理

為了避免汽輪機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)生卡澀，汽輪機(jī)操作保養(yǎng)人員要定期進(jìn)行汽輪機(jī)的清潔工作，避免尾渣出現(xiàn)累積;要按照規(guī)定，定期更換動(dòng)力油、潤滑油;要保證汽輪機(jī)油質(zhì)的清潔、保證汽輪機(jī)汽水系統(tǒng)密封的正常工作;進(jìn)而確保各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件不發(fā)生腐蝕。

3.2 信號(hào)零點(diǎn)偏移問題處理

信號(hào)零點(diǎn)的偏移主要是因?yàn)椋盒盘?hào)傳感器線路質(zhì)量存在問題、傳感器線路與強(qiáng)磁場間隔過近、信號(hào)處理電路存在設(shè)計(jì)缺陷等。針對上述原因，首先在傳感器線材選購時(shí)，要選擇正規(guī)品牌、具有一定屏蔽功能的線材;其次在汽輪機(jī)線路鋪設(shè)時(shí)，各傳感器線路要遠(yuǎn)離動(dòng)力線等強(qiáng)磁場區(qū)域、并進(jìn)行單獨(dú)敷設(shè);最后要對信號(hào)處理電路進(jìn)行必要的完善，使其具備一定的雜波處理能力，最終達(dá)到信號(hào)傳輸不失真的目的。

3.3 油質(zhì)問題處理

汽輪機(jī)所用油質(zhì)的好壞，直接關(guān)系著汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。因此，汽輪機(jī)用油采購必須選擇統(tǒng)一標(biāo)號(hào)的優(yōu)質(zhì)油料。操作人員必須進(jìn)行定期、不定期的油質(zhì)化驗(yàn)，為了保證油路系統(tǒng)的干凈，必須定期油濾、并按周期進(jìn)行更換。

結(jié)束語

綜上所述，汽輪機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)若是出現(xiàn)故障或者是失穩(wěn)狀態(tài)，就可能對機(jī)組正常的運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，甚至可能會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組的振動(dòng)乃至是崩潰。而我們又通過進(jìn)行了一系列的市場調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)影響汽輪機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)失穩(wěn)的因素種類繁多，所以當(dāng)汽輪機(jī)開始投入運(yùn)行和工作之后，若是出現(xiàn)了失穩(wěn)的現(xiàn)象，就需要經(jīng)過維護(hù)人員的逐條檢測和排查，才能最終判斷出造成汽輪機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)失穩(wěn)的真實(shí)原因。這樣就可以做到及時(shí)進(jìn)行處理，保障汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全。汽輪機(jī)是在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國發(fā)展進(jìn)步已達(dá)一定程度。相信在不久的將來，汽輪機(jī)的技術(shù)和發(fā)展必將會(huì)再上一層樓，而當(dāng)今的某些時(shí)候，汽輪機(jī)調(diào)速和控制系統(tǒng)的失穩(wěn)問題也已被全面地解決。希望本文通過對于汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的失穩(wěn)進(jìn)行分析，將會(huì)對我國汽輪機(jī)技術(shù)的發(fā)展具有一些借鑒和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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