淺談小型汽輪機組調速系統負荷波動的原因

引言

汽輪機組是整體系統的動力裝置，為整個系統的正常運行提供驅動保障，機組的調控系統所承擔的數值負荷狀況非常重要，它是保障整個機組正常、高效運行的重要基礎，可以促進機組健康長久地運行，加強對機組調速系統技術提升，科學控制機械負荷控制，對確保整體系統的質量與性能高效發揮有著重要作用。

1 汽輪機組調速系統運行的特點

現代汽輪機調速系統主要包括以下幾個主要部件，那就是轉速調節系統、動力傳送系統、監測反饋系統和調控系統組成。調整系統主要是通過對汽輪機的總體性能進行科學調整，使汽輪機組的輸出功率與供電負荷保持匹配，從整體上互相平衡，從而更好地促進整個機組的性能發揮。

汽輪機組的調速系統多數由兩脈路油沖組成，就是高壓脈油沖與低壓脈油沖兩種。低壓脈沖油管的結構細而且長，在工作中容易出現一些信號傳遞中的失真問題，出現系統工作故障問題，另方一面，由于低壓脈沖部件與機組的油泵組相連，在回油過程中由于系統管道的回油管細長，在管道的彎曲與彎扁管道處，油的運輸過程中易出現管內壓力不夠，影響到系統的運行。同時彎曲的管道多也會讓回油管水平的高度與油箱內的高度有差距，在油的傳輸過程中在管道內不能形成正常的壓力，在回油過程中會出現油忽多忽少的現象，相應的油壓會忽高忽低，造成調速系統紊亂，影響到機組的正常運轉。

實踐表明，在整個機組的實際運行中，由于制造、安裝、維護、檢修等一系列過程，會出現一些與具體要求標準不大相符的情況，給整個調速系統造成一些異常情況，造成機組調試系統中的負荷與規定標準不相符，從而在后期的系統運行中出現不穩定性，影響到機組的可靠運行，因此在整個系統的安裝、調試、檢修過程中，加強對基本設施的檢查與調試非常重要，特別是調速系統的數值擺動現象，它是整個機組系統行運的最基本保障，處理不當會給相關設備及安全運行帶來隱患。系統數值擺動是指機動輪轉機與負荷等不相匹配，不能形成穩定的工作性能，產生了較大動力波動。引起調速系統油壓波動的原因主要是油泵本身工作不穩定，在工作中受外界因素的影響，如當機器吸入的空氣情況不同，造成在內部的壓力不周，可能會導致油壓數據的波動，從而對調速系統的穩定性形成一定的影響，另外在機器運行中，潤滑器的運行情況，也是影響到調速器數值的一個重要因素。

2 引發機組調速系統負荷波動的要素分析

汽輪機組調速系統負荷波動的原因很多，以下幾個方面是對汽輪機組調速系統負荷波動參數較大。

機組自身因素是影響調速系統負荷波動的內因：

2.1 透平油品質是影響波動的重要因素

透平油的品質對系統工作穩定性至關重要，油質優劣既影響到機組系統的靜態特性，也對機體的動態性能有較大影響，對此要引起高度重視，從源頭上控制好機組系統中所運用到的透平油品質，要將透平油品質按國家相關標準進行規范，實踐中可以通過主觀判定進行選擇，如這種油的總體透明度較差，色澤灰暗，成分中的雜質較多，通過肉眼可以發現有比較堅硬的固體顆粒摻雜其中，同時還能發現油中有少量的水分存在，與油體呈分離狀態，這樣的油質中容易摻雜有灰塵、砂粒、金屬屑等異物，在使用中極易引起堵塞、卡澀等現象，造成動力不足等故障發生，從而影響到機組的整體運行。

在調試前一定要對油的質量進行檢查，一是看生產日期、標號、廠家、合格證書等信息，確保是正規廠家生產全格產品，二是觀察平油的色澤度、手感度等因素，應委托專業機構或有資質人員對油品質各項指標進行化驗檢測，從油的質量方面控制是防止出現故障的重要因素，在機組運行前還要對其進行系統調試，從整體運行情況進行調整，發現問題要及時采取措施進行處理，防止在這一關中出現因油品質不合格而引發故障，影響到機組的正常運行。

2.2 油壓波動也是造成調速系統波動的另一要素

在整個機組的運行過程中，穩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，機械運行就會平衡，不會產生大的波動。當主油泵的壓力出現變化時，對整個油道的壓力就會發生相應的變化，引發機組的調速系統的變化，機器運行就會受到影響，從而引發機器故障，影響到整體系統的有序運行。實踐表明，引起調速系統油壓波動主要是因為主油泵本身性能的不穩定所致，如果機組的供油系統中摻入空氣，空氣具有一定的可壓縮性，在油泵產生壓力時會對空氣形成壓力，對空氣而言就會產生反對抗力，導致壓力發生一系列的波動，繼而對機組的調速系統穩定性造成一定的影響。因此，在機組的運行中要注意注油器的工作狀態，通過相關數據及平時積累的經驗可以作出初步判斷，從保證好機組主油泵入口壓力著手，更好的促進機體的整體運行效果。此外還可以注意到在機組運行前先啟動機組的低壓潤滑油泵，讓低壓潤滑油泵先工作一段時間，機體經過一段時間的運行，然后再啟動機組的高壓電動油泵，高壓電動油泵經過一段時間的運行，除去系統中及相關部件的空氣，保障油路的暢通，確保機組的正常運行。

當今機組調速系統多采用兩路脈沖油式，高壓脈沖控制機組的調速器，低壓脈沖控制機組中旋轉隔板系統，由于系統調壓器距離隔板油動機距離較長，一些細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。同時機組系統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，管內的回油忽多忽少時，在管道產生的壓力也就會高低不定，這時控制的相關閥門就會發生規律上的錯亂，也會產生無節奏的脈沖壓力，造成機組工作紊亂，然后就會引發調速負荷波動，從根本上也就產生了機組調節系統的不穩定因素，從而引發不同的機械故障。

2.3 機組中調門重疊度也是造成負荷波動又一因素

機組中的汽門重疊度調節可有效控制油體流量，如果流量過大或過小都會對機組運行穩定性造成影響，要通過一些裝置來進行有效控制，汽門重疊就是在機組中進行流量控制的裝置，它可以較好對流量進行有效控制，促進機組的安全高效運行，保障整個機組系統的穩定性。如果重疊度控制不當，出現控制過大或過小都會對機組調速系統負荷波動產生一定的影響，控制過大會出現在在某段負荷內有較大功率變化，造成調節系統波動。控制效果過小 出現動力供需不足，也會造成機體的擺動，同樣也會對調速系統負荷波動造成一定的影響。因此機給汽門的重疊度要控制在合適的位置，汽門的有效控制設置在后一氣門壓力的90%時最佳，效果也最為明顯。

2.4 機組的錯油門封閉度情況也是造成系統負荷波動的重要因素

機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組的正常運行有著重要的作用，封閉性能的高低對機組的轉速產生影響，封閉性好可能通過數據進行有效控制，而封閉性不強時一些數據參數就不能準確地反映出來，就不能非常準確的對機組進行控制，機組的運行速度便會出現偏高或偏低現象。機組的轉速不穩定，從而產生的內部脈沖壓也就不穩定，對調速系統負荷波動產生一定的影響，因此在實際上操作中也要關注到錯油門封閉度，掌握好這一方面的運行狀況，對有效控制輪機調速系統的負荷波動有一定的作用，更好地保障機組運行。

2.5 機組中的油動機提升力狀況也是形成系統負荷波動的因素

機組中油動機的提升力在整體系統運行中有著重要作用，要結合具體實際選擇相對標準的油動機參數，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動力不足現象，影響機組的整體有效運行，可以通過查看機組的動機直徑，比對相關動力參數，科學選用油動機的提升力系數，讓機組運行保持一個穩定、平衡中狀態中，減少機組調速系統負荷波動的干擾因素，促進機組整體有序、高效運行。

2.6 熱網因素也是造成系統負荷波動的另一因素

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

3 結束語

汽輪機組調速系統負荷波動對機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組本身的正常運行，還對整個系統的安全穩定高效運行有著重要作用。實踐中我們要加大研究力度，不斷提升汽輪機組調速系統負荷波動的原因分析與解決水平，改善機組調速系統負荷均衡能力，更好地促進機組整體性能的高效發揮。

參考文獻

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