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

黃 波

(廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510000)

轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、反饋機(jī)構(gòu)和配汽機(jī)構(gòu)構(gòu)成汽輪機(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，采取針對(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、主氣閥、再熱調(diào)節(jié)門、主汽門創(chuàng)建汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)配汽機(jī)構(gòu)，使高汽主氣閥臥式布置。如果汽輪機(jī)出現(xiàn)緊急停機(jī)，立刻關(guān)閉主氣閥，將氣源切斷，在啟動(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)

通過(guò)剛性反饋和彈性反饋構(gòu)成反饋機(jī)構(gòu)，利用反饋量和時(shí)間的變化決定。剛性反饋是指在動(dòng)作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反饋量，和時(shí)間差異沒(méi)有關(guān)系。彈性反饋通過(guò)有差調(diào)節(jié)的方式使系統(tǒng)正常工作，降低反饋量，動(dòng)態(tài)與靜態(tài)具有不同的偏差表現(xiàn)，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

電廠受到外部電網(wǎng)事故的沖擊，三臺(tái)機(jī)出現(xiàn)甩負(fù)荷并且超速，OPC超速保護(hù)動(dòng)作觸動(dòng)，OPC動(dòng)作復(fù)位之后，因?yàn)楦哒{(diào)門開(kāi)度不足，無(wú)法恢復(fù)三臺(tái)機(jī)的轉(zhuǎn)速，持續(xù)下降，導(dǎo)致三臺(tái)機(jī)組跳閘，中斷廠用電，表1為3號(hào)機(jī)過(guò)程數(shù)據(jù)。

表1 3號(hào)機(jī)過(guò)程數(shù)據(jù)

3 過(guò)程原因分析

3.1 錯(cuò)油門工作原理

錯(cuò)油門套筒和殼體腔室實(shí)現(xiàn)五檔不同功能油路的創(chuàng)建，動(dòng)力油進(jìn)油為中間部分，相鄰的兩個(gè)分別和油缸活塞上下腔相同。在工作過(guò)程中，通過(guò)錯(cuò)油門滑閥對(duì)油的流向進(jìn)行控制，滑閥指的是滑閥體和轉(zhuǎn)動(dòng)盤的組合件，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，滑閥凸肩封住了中間套筒油口，阻斷油缸進(jìn)出油路，所以油缸活塞沒(méi)有動(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，在油缸活塞上腔油口具備動(dòng)力油時(shí)，接通活塞下腔和回油。因?yàn)橛透谆钊锨贿M(jìn)油，下腔排油，所以活塞下行，加大調(diào)節(jié)氣閥的開(kāi)度，增加進(jìn)入到汽輪機(jī)蒸汽流量，提高機(jī)組轉(zhuǎn)速。另外，活塞下行，利用反饋板彎角杠桿等動(dòng)作，增加了錯(cuò)油門彈簧工作負(fù)荷，在作用在滑閥中二次油壓力和彈簧力平衡的時(shí)候，滑閥為中間位置，氣閥開(kāi)度在新位置。假如降低二次油壓，各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)作和以上過(guò)程相反。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)油門應(yīng)用到油動(dòng)機(jī)中，主要特點(diǎn)就是在工作過(guò)程中錯(cuò)油門滑閥轉(zhuǎn)動(dòng)，并且上下顫振。以此，在創(chuàng)建滑閥滑閥體與轉(zhuǎn)動(dòng)盤加工通油孔、油腔，在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上端設(shè)置推力球軸承。

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，甩全負(fù)荷轉(zhuǎn)速在電超速保護(hù)系統(tǒng)投入時(shí)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；調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)遲緩率比0.3%值要高。以此可以看出來(lái)，無(wú)論是否使用電超速保護(hù)系統(tǒng)，此機(jī)組都無(wú)法甩掉全負(fù)荷。其實(shí)，一臺(tái)良好動(dòng)態(tài)性能的機(jī)組在甩掉全負(fù)荷的時(shí)候，調(diào)節(jié)系統(tǒng)要使機(jī)組轉(zhuǎn)速控制就是危急遮斷器動(dòng)作轉(zhuǎn)速。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)危急遮斷器避免出現(xiàn)超速事故，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行造成了威脅。實(shí)踐證明，危急遮斷器為靜止?fàn)顟B(tài)，會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作失常、卡澀等問(wèn)題，所以只是根據(jù)危急遮斷器是無(wú)法保證機(jī)組安全運(yùn)行。

對(duì)液壓熱控回路、控制系統(tǒng)、電氣等進(jìn)行全面分析，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。油動(dòng)機(jī)動(dòng)作前0.5 s，全負(fù)荷蒸汽量進(jìn)入到汽輪機(jī)對(duì)于甩負(fù)荷之后，轉(zhuǎn)速飛升具有一定的影響，油動(dòng)機(jī)動(dòng)作后0.8 s蒸汽量也從滿負(fù)荷狀態(tài)到零，時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速飛升也就會(huì)越嚴(yán)重。

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)系曲線并不會(huì)出現(xiàn)不光滑連續(xù)曲線。三號(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、安全的運(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來(lái)，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：

其一，三臺(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閥都能夠正常的工作。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)；

其二，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；

其三，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，通過(guò)注油泵提供油動(dòng)機(jī)動(dòng)力油。

其四，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，所以提高了調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障診斷難度。所以本文和調(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)性的使用相應(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。