提高汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性的若干措施

萬光富

摘 要：本文主要是以某廠區(qū)車間自備電站為實踐研究案例，全面分析了汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)定性運行問題，進而分析了系統(tǒng)改進的兩種方式及提高穩(wěn)定性的相關(guān)措施。從而能夠通過這些措施的有效開展，切實地將汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)實際運行的穩(wěn)定性提高，確保汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)高效運行。

關(guān)鍵詞：汽輪機組；調(diào)速系統(tǒng)；提高；穩(wěn)定性；措施；

前言

以某廠區(qū)車間自備電站為本次實踐研究案例，汽輪發(fā)電機組共為3臺，均為液壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)、提板式調(diào)節(jié)閥。如圖1所示，為該調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體架構(gòu)。感應(yīng)機構(gòu)，將汽輪機的轉(zhuǎn)速變化通過高速彈簧調(diào)速器轉(zhuǎn)換成位移量，高速調(diào)速器調(diào)速塊改變隨動滑閥油口開度，從而產(chǎn)生一次脈沖油壓傳至放大機構(gòu)；傳動放大的機構(gòu)，主要是接受來自于感應(yīng)機構(gòu)所傳遞的一次脈沖油壓變化信號，對其做放大處理后傳遞給執(zhí)行機構(gòu)；執(zhí)行機構(gòu)通過油動機上下活塞的油壓變化，改變油動機的位移，從而改變汽輪機實際進汽量；反饋機構(gòu)，通過油動機的位移變化，改變反饋滑閥油口開度，使錯油門回中，關(guān)閉油動機的進出油口，致使調(diào)節(jié)系統(tǒng)達到一個新的平衡狀態(tài)。那么，該汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)自投放運行以來所出現(xiàn)的問題如下：

1、問題分析

其一，調(diào)節(jié)系統(tǒng)過大的擺動，比如2#機組負荷處于4000kw-6000kw運行狀態(tài)下，波動情況較為明顯，極易出現(xiàn)超負荷的運行狀況；其二，不光滑的調(diào)節(jié)曲線，較大的遲緩率，實際調(diào)節(jié)的精度及可靠性相對較低；其三，調(diào)速元件無法實現(xiàn)在線式的檢修維護，只能夠在停機狀態(tài)下才可實現(xiàn)；其四，液壓調(diào)整期間，潤滑油內(nèi)極易進水，且油質(zhì)有乳化現(xiàn)象出現(xiàn)，致使調(diào)速系統(tǒng)部件卡澀，出現(xiàn)異常擺動情況，穩(wěn)定性相對較差。

2、系統(tǒng)改進方式分析

通過以上對于該廠區(qū)車間自備電站內(nèi)部汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定性運行問題的綜合分析，全面了解到不穩(wěn)定性運行情況出現(xiàn)的根本原因。那么，目前針對于該廠區(qū)車間自備電站內(nèi)部汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)化改進方式，主要在于以下兩種。

2.1 用梨形閥門代替蝶閥

針對該廠區(qū)車間自備電站內(nèi)部汽輪機組的調(diào)速系統(tǒng)所在汽門蝶閥，可用梨形閥門來代替，以讓閥門流量的線性有效增加，進而提升靜態(tài)特性的曲線平滑度，將調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率縮小。該調(diào)速器實際遲緩率的公式為：ε=Δn/n *100%。在該公式當(dāng)中，Δn 代表機組處于同負荷狀態(tài)對應(yīng)轉(zhuǎn)速的差值（Δn =n1-n2，r/min）；n代表汽輪機額定的轉(zhuǎn)速值。該調(diào)速汽門當(dāng)中蝶閥利用梨形閥門替代后，蒸汽實際流量波動呈現(xiàn)著明顯的減少趨勢，轉(zhuǎn)速差值 Δn也逐漸縮小，進而調(diào)速系統(tǒng)實際遲緩率隨之降低。如圖2所示，調(diào)速汽門的特性曲線便也隨之發(fā)生變化情況，從上升的凹面曲線逐漸變化呈流量與開度正比例的關(guān)系曲線。

2.2 505E電液調(diào)節(jié)代替液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)

505E（如圖3所示），電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由測頻單元、測功單元、綜合放大器、PID校正單元、電液轉(zhuǎn)換器、液壓執(zhí)行機構(gòu)組成。測頻單元與其給定裝置與液調(diào)的調(diào)速器和同步器相類同，感受轉(zhuǎn)速與給定值的偏差并以之工作為調(diào)節(jié)信號。綜合放大器相當(dāng)于液壓調(diào)節(jié)中的液壓放大元件，將測頻單元和測功單元來的信號綜合放大后，去電液轉(zhuǎn)換器執(zhí)行。電液轉(zhuǎn)換器是將電調(diào)來的電壓信號轉(zhuǎn)變成液壓信號動作錯油門，控制調(diào)整油動機。

505E電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)提高負荷調(diào)整的可靠性及精準(zhǔn)性。實現(xiàn)DCS集中控制，505E組態(tài)模式，可調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)定參數(shù)，在一定范圍內(nèi)，改善了液壓調(diào)節(jié)和機械調(diào)節(jié)自身存在的不足。經(jīng)過本次改造優(yōu)化之后，汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)實際運行狀態(tài)較為穩(wěn)定，2#汽輪機組的負荷擺動情況逐漸消失，實際遲緩率也處于限定值范圍內(nèi)，更好地保證汽輪機組內(nèi)部調(diào)試系統(tǒng)處于穩(wěn)定性的運行狀態(tài)。

3、提高措施研究

3.1 結(jié)合系調(diào)速系統(tǒng)基本特性做好各項調(diào)整

為能夠切實地將汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)實際穩(wěn)定性提高，應(yīng)結(jié)合工藝參數(shù)的實際變化做出相應(yīng)的調(diào)整；合理地優(yōu)化設(shè)計汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)圖紙，嚴(yán)格按照該設(shè)計圖紙來開展相應(yīng)的安裝操作，確保油動機的活塞、汽門門桿、彈簧等均能夠處于同一線上，可允許存在的偏差需控制在0.20mm范圍內(nèi)。檢查汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)各個零部件，發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題必須予以及時調(diào)整或更換；結(jié)合實際運行要求及標(biāo)準(zhǔn)，合理升級汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)部件進度，以能夠提高汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)各項性能，增加汽輪機調(diào)速系統(tǒng)各個部件響應(yīng)精度。

3.2 加大檢修力度

通過加大日常檢修力度，從根本上改善該汽輪機組的原本運行性能，兩次檢修工作間隔時間段內(nèi)可確保該汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)處于穩(wěn)定性的運行狀態(tài)。大修時間應(yīng)當(dāng)在3年左右，小范圍檢修需依據(jù)實際情況合理設(shè)定。檢查內(nèi)容主要包含著校對調(diào)速系統(tǒng)各滑閥間隙及部件精度、油動機及錯油門檢查、研磨閥蝶、檢驗調(diào)度汽門的重疊度等。

3.3 注重保養(yǎng)維護

汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)油無獨立控制調(diào)節(jié)油箱，須加強主油箱油質(zhì)監(jiān)督，定期油質(zhì)化驗及排水處理，并設(shè)置主油箱潤滑油在線濾油凈化處理系統(tǒng)，以保證潤滑油不會有乳化、污染度在NAS1638標(biāo)準(zhǔn)8級以上，進而提高該汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)運行期間的穩(wěn)定性；定期更換潤滑油系統(tǒng)各濾網(wǎng)，提高濾網(wǎng)精度，嚴(yán)格按照巡檢流程開展日常巡檢工作，密切監(jiān)視油系統(tǒng)各濾網(wǎng)壓差，以確保能夠及時發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)破損的情況，致使油質(zhì)惡化；提高汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)油質(zhì)潔凈度，確保機組調(diào)速系統(tǒng)各部件控制調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。

4、結(jié)語

綜上所述，汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)實際運行期間的穩(wěn)定性，往往會影響著汽輪機組整體的運行狀態(tài)。為了確保汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性能夠逐漸提高，需要分析不穩(wěn)定性的客觀因素，合理采用相應(yīng)的優(yōu)化改進方式及提高策略，對汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)進行合理的調(diào)整，加大日常巡檢及檢修力度。從而讓汽輪機組內(nèi)部調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性能夠有所提升，確保汽輪機整體機組均可處于最為穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)。

參考文獻

[1]王永忠，李紅，李彬.汽輪機調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)定性案例淺析[C].清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)交流研討會.2015，17（12）：301-302.

[2]盧益，戚紅霞，林興俠.200MW汽輪機調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性的改進[J].汽輪機技術(shù)，2014，20（3）：184-185.

（作者單位：東莞金洲紙業(yè)有限公司）