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汽輪機調速系統失控原因與處理措施

2021-09-21 11:59:18王金毅
機械管理開發(fā) 2021年8期
關鍵詞:汽閥油質油路

王金毅

(霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山發(fā)電廠,山西 呂梁 033102)

1 汽輪機調速控制系統的結構簡介與工作原理

1.1 結構簡介

汽輪機的調速控制系統主要是由數字式調節(jié)器、電液轉換器、液壓伺服機構、調節(jié)汽閥等組成。數字式調節(jié)器是以微處理器為核心的模塊化計算機控制裝置,根據用戶運行參數、條件編程組態(tài),通過輸入輸出接口,接受、輸出模擬量、開關量信號進行控制[1-2]。電液轉換器接受調節(jié)器輸出的標準電流信號,輸出與輸入電流信號相對應的調節(jié)信號油壓。液壓伺服機構由錯油門、油動機、啟動閥等組成。調節(jié)信號油壓經液壓伺服機構放大,控制油動機活塞移動,通過調節(jié)杠桿,改變調節(jié)汽閥的開度,調節(jié)汽輪機的進汽量。汽輪機控制調速系統示意圖,如圖1 所示。

圖1 汽輪機控制調速系統示意圖

1.2 調速控制的原理

汽輪機轉速參數是通過轉速檢測傳感器實時檢測出來的。轉速傳感器本質上是一種磁脈沖發(fā)生器,它把汽輪機“齒盤”的轉動信號轉換成相應的磁脈沖信號,磁脈沖信號再經過SDP 測速卡件轉換成相應轉速的電信號。與轉速相應的電信號傳送于DPU 處理單元中,DPU 將轉速信號與汽輪機設定的轉速加以比較,通過各項邏輯運算輸出閥位指令信號至VPC 伺服卡,VPC 伺服卡將閥位指令信號同LVDT調節(jié)汽閥反饋信號進行比較、并經PID 運算后輸出控制電信號至電液轉換器,電液轉換器將控制電信號轉換成脈沖油壓信號[3];在脈沖油壓的作用下錯油門內部的滑閥上下位移,使高壓油及回油通過機械油路與油動機的油室連通;活塞在油室差壓的作用下反向位移,帶動機械杠桿及末端連接的蝶閥組上下滑動,最終實現對汽輪機調節(jié)氣閥及進汽量的調節(jié)。

當調速機構中油動機活塞上下移動時,反饋滑閥將發(fā)生反向運動,反作用于脈沖油壓,使錯油門內部滑閥回到中心位置、關閉油動機油室油路;同時LVDT 將調節(jié)汽閥反饋信號傳輸至數字調節(jié)器,使電液轉換器的內部閥芯回到平衡位置,脈沖油壓恢復平衡壓力。

2 汽輪機調速控制系統失控的原因

2.1 部件卡澀造成調速失控

汽輪機調速控制系統部分元件發(fā)生卡澀現象,是造成調速控制系統發(fā)生失控故障的主要原因之一。發(fā)生卡澀的主要原因是由于運動部件發(fā)生活動靜止或者活動緩慢造成,該現象的出現會使控制油壓不正常。另外,油質差、運動部件發(fā)生銹蝕也會出現卡澀。當系統出現卡澀時,脈沖油壓發(fā)生變化時油動機活塞不能同步進行相應的調節(jié),最終導致調節(jié)汽閥的開度與DPU 處理單元發(fā)出的指令信號發(fā)生較大偏差;脈沖油壓增大或減小到一定數值時,油動機活塞瞬間發(fā)生突變造成調節(jié)汽閥的過調。通過上述情況基本可以斷定調速控制系統機械部件有卡澀問題[4]。

2.2 信號零點偏移造成調速失控

調速控制主要是由電液控制轉換器根據VPC伺服卡控制電信號,通過靜態(tài)調試確定內部閥芯位置、及脈沖油壓。當出現信號零點的偏移時,DPU 處理單元發(fā)出的指令信號與LVDT 調節(jié)汽閥反饋信號發(fā)生偏差,并且電液控制轉換器內部閥芯位置反饋、脈沖油壓也和靜態(tài)調試數據不一致;信號零點的偏移使得電氣零位與機械零位不重合,極易造成汽輪機掛閘即發(fā)生調節(jié)汽閥開啟的現象。通過上述數據及現象就可以判定信號是否出現零點偏移現象。

2.3 油質問題造成調速失控

汽輪機潤滑油、動力油都使用統一油箱的油質,因為油箱、油路系統密封不嚴,會致使氧化物進入油路,導致潤滑油從黃色變成紅褐色,而且會在汽輪機的前箱油擋處有可能因汽輪機前軸封不嚴發(fā)生串汽現象。從上述情況可以判定,油路系統中水分的存在,另外,潤滑油在工作時也會存在機械磨削的混入造成油質變差[5]。

3 汽輪機調速控制系統故障的處理措施

3.1 部件卡澀的處理措施

為了避免汽輪機的調速控制系統發(fā)生卡澀,汽輪機操作保養(yǎng)人員要定期進行汽輪機的清潔工作,避免尾渣出現累積;要按照規(guī)定,定期更換動力油、潤滑油;要保證汽輪機油質的清潔、保證汽輪機汽水系統密封的正常工作;進而確保各個運動部件不發(fā)生腐蝕。

3.2 信號零點偏移的處理措施

信號零點的偏移主要是因為:信號傳感器線路質量存在問題、傳感器線路與強磁場間隔過近、信號處理電路存在設計缺陷等。針對上述原因,首先在傳感器線材選購時,要選擇正規(guī)品牌、具有一定屏蔽功能的線材;其次在汽輪機線路鋪設時,各傳感器線路要遠離動力線等強磁場區(qū)域、并進行單獨敷設;最后要對信號處理電路進行必要的完善,使其具備一定的雜波處理能力,最終達到信號傳輸不失真的目的[6-7]。

3.3 油質問題的處理措施

汽輪機所用油質的好壞,直接關系著汽輪機調速系統的各項性能。因此,汽輪機用油采購必須選擇統一標號的優(yōu)質油料。操作人員必須進行定期、不定期的油質化驗,為了保證油路系統的干凈,必須定期油濾、并按周期進行更換。

4 結語

汽輪機調速控制系統的性能直接關系到主機的運行工況。如果汽輪機調速控制系統發(fā)生故障,將對汽輪機的安全性、穩(wěn)定性產生重大影響。所以,汽輪機調速控制系統的故障診斷、處理措施非常重要;需要相關人員能夠及時找出故障產生的原因,并針對故障原因采取相應的措施,進而確保汽輪機能夠安全、穩(wěn)定運行。

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