提高汽輪機組調速系統穩定性的若干措施

萬光富

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

關鍵詞：汽輪機組；調速系統；提高；穩定性；措施；

前言

以某廠區車間自備電站為本次實踐研究案例，汽輪發電機組共為3臺，均為液壓的調節系統、提板式調節閥。如圖1所示，為該調節系統整體架構。感應機構，將汽輪機的轉速變化通過高速彈簧調速器轉換成位移量，高速調速器調速塊改變隨動滑閥油口開度，從而產生一次脈沖油壓傳至放大機構；傳動放大的機構，主要是接受來自于感應機構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行機構；執行機構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，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，關閉油動機的進出油口，致使調節系統達到一個新的平衡狀態。那么，該汽輪機組的調速系統自投放運行以來所出現的問題如下：

1、問題分析

其一，調節系統過大的擺動，比如2#機組負荷處于4000kw-6000kw運行狀態下，波動情況較為明顯，極易出現超負荷的運行狀況；其二，不光滑的調節曲線，較大的遲緩率，實際調節的精度及可靠性相對較低；其三，調速元件無法實現在線式的檢修維護，只能夠在停機狀態下才可實現；其四，液壓調整期間，潤滑油內極易進水，且油質有乳化現象出現，致使調速系統部件卡澀，出現異常擺動情況，穩定性相對較差。

2、系統改進方式分析

通過以上對于該廠區車間自備電站內部汽輪機組的調速系統出現不穩定性運行問題的綜合分析，全面了解到不穩定性運行情況出現的根本原因。那么，目前針對于該廠區車間自備電站內部汽輪機組的調速系統優化改進方式，主要在于以下兩種。

2.1 用梨形閥門代替蝶閥

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

2.2 505E電液調節代替液壓調節系統

505E（如圖3所示），電液調節系統一般由測頻單元、測功單元、綜合放大器、PID校正單元、電液轉換器、液壓執行機構組成。測頻單元與其給定裝置與液調的調速器和同步器相類同，感受轉速與給定值的偏差并以之工作為調節信號。綜合放大器相當于液壓調節中的液壓放大元件，將測頻單元和測功單元來的信號綜合放大后，去電液轉換器執行。電液轉換器是將電調來的電壓信號轉變成液壓信號動作錯油門，控制調整油動機。

505E電液調節系統提高負荷調整的可靠性及精準性。實現DCS集中控制，505E組態模式，可調節相關設定參數，在一定范圍內，改善了液壓調節和機械調節自身存在的不足。經過本次改造優化之后，汽輪機組內部調速系統實際運行狀態較為穩定，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，更好地保證汽輪機組內部調試系統處于穩定性的運行狀態。

3、提高措施研究

3.1 結合系調速系統基本特性做好各項調整

為能夠切實地將汽輪機組內部調速系統實際穩定性提高，應結合工藝參數的實際變化做出相應的調整；合理地優化設計汽輪機組內部調速系統圖紙，嚴格按照該設計圖紙來開展相應的安裝操作，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。檢查汽輪機組內部調速系統各個零部件，發現相關問題必須予以及時調整或更換；結合實際運行要求及標準，合理升級汽輪機組內部調速系統部件進度，以能夠提高汽輪機組內部調速系統各項性能，增加汽輪機調速系統各個部件響應精度。

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可確保該汽輪機組內部調速系統處于穩定性的運行狀態。大修時間應當在3年左右，小范圍檢修需依據實際情況合理設定。檢查內容主要包含著校對調速系統各滑閥間隙及部件精度、油動機及錯油門檢查、研磨閥蝶、檢驗調度汽門的重疊度等。

3.3 注重保養維護

汽輪機組調速系統油無獨立控制調節油箱，須加強主油箱油質監督，定期油質化驗及排水處理，并設置主油箱潤滑油在線濾油凈化處理系統，以保證潤滑油不會有乳化、污染度在NAS1638標準8級以上，進而提高該汽輪機組內部調速系統運行期間的穩定性；定期更換潤滑油系統各濾網，提高濾網精度，嚴格按照巡檢流程開展日常巡檢工作，密切監視油系統各濾網壓差，以確保能夠及時發現濾網破損的情況，致使油質惡化；提高汽輪機組調速系統油質潔凈度，確保機組調速系統各部件控制調節的穩定性。

4、結語

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

參考文獻

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（作者單位：東莞金洲紙業有限公司）