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汽轮机调节系统工作不稳定分析
www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2009-2-11来源:《黑龙江科技信息》2008年9月下供稿文/王朝柱
[导读]针对汽轮机调节系统工作不稳定的情况，对其进行了理论的分析,总结归纳了影响汽轮机调节系统工作稳定的各种原因及其处理措施。
摘 要：针对汽轮机调节系统工作不稳定的情况，对其进行了理论的分析,总结归纳了影响汽轮机调节系统工作稳定的各种原因及其处理措施。
关键词：迟缓率；速度变动率；重叠度
1 调节系统静态特性不良
1．1调节系统迟缓率过大。调节系统工作不稳定，常和迟缓率过大有关，迟缓率过大是造成调节系统摆动的普遍原因。在调节系统的组成机构中，由于摩擦、间隙、过封度等因素的影响，信号的传递都存在着迟缓的现象。
1.1.1传动放大机构及配汽机构的迟缓率对调节系统工作的影响。传动放大机构与配汽机构的迟缓率过大，通常是由于调节部件连杆接头的卡涩、间隙过大、滑阀过封度过大等原因造成。对于上述容易磨损的零件应注意维修；传动接头游隙过大，应重新对其配合加以调整，以达到调节系统部件配合的要求。
1.1.2调节系统部件产生迟缓的因素及解决办法。调节系统的迟缓率过大，有时是由于调节部件的卡涩造成的，卡涩对调节系统的影响通常表现为非周期和间断的。
造成调节系统卡涩的原因是多方面的，常见的有：活动间隙结垢（如调门阀杆和阀套结盐垢）、油质不清洁、调节主件锈蚀、调节部件间隙过大或过小以及滑阀液压卡涩或紧力过大等。
为了避免调节系统卡涩，应经常地保持油质清洁、蒸汽品质良好、调整好汽封压力,避免油中进水。在汽轮机组运行中，应定期对负荷加以较大幅度的变动，用以活动调节系统有关部件,以免其长期在某一工况下工作时产生卡涩。通过对设备的运行状况和系统油压的变化，来判断调节系统是否存在卡涩，以及卡涩发生在哪些部件。
1．2调节系统速度变动率太小。下图是实际运行中速度变动率的公式及其静态特性曲线。汽轮机调节系统速度变动率大小，将会引起调节系统工作不稳定。有时平均速度率符合要求，但局部速度变动率太小，则机组在该工作点运行时，也容易造成不稳定（这在下面的公式中可以看出）。
一般要求调节系统的速度变动率在3%～6％范围内，过小时会造成调节系统工作不稳定，太大时又会造成动态飞升转速过高，易造成危急保安器动作，所以不能过分地用调高δ的方法来满足稳定性的要求。
图1 具有不同局部速度变动率的特性曲线
2 调节油系统不正常
2．1油压波动。供油系统的油压波动，对于调节系统稳定性的不利影响是显而易见的，尤其是对于采取液压为转速脉冲信号的全液压调节系统则更加敏感，因为全液压调节系统的特点决定了它的脉冲油压信号较弱，所以容易受到油压波动的影响。
引起调节系统油压波动的因素是比较复杂的，一般说来主要来自两个方面：主油泵和注油器本身的工作性能不稳定；油系统混进空气。对于前者，主要是由设计、制造工艺以及安装、检修等因素决定，这里主要谈谈后者。
应首先启动低压润滑油泵，运行一段时间后再启动高压电动油泵运行一段时间，进一步驱赶调节系统各部套及油路中的空气，一般要求润滑油泵连续运行时间不少于10min。另一方面油中空气的存在和油路系统中空气分离的条件有关。
2．2调节部件漏油。调节系统部件漏油，一方面将会造成系统油压过低、油动机出力不足，调节系统迟缓率增加以及调节元件性能的失常，从而引起调节系统的摆动。
造成调节系统部件漏油的原因是多方面的，如调节系统部件磨损腐蚀造成配合间隙过大；油动机活塞缸壁局部磨损严重使油动机两腔室泄露；结合面不平整及垫片破损等，将造成不同油压等级的油路之间发生泄露现象等，这些现象在机组运行中常遇到。
各种滑阀等活动部件的配合间隙，应符合设计要求，对磨损或腐蚀严重的要及时更换。
2．3油质不良。油质不良是调节系统工作的一个关键因素，油质不良包括油质不清洁以及运行中油质劣化两个方面。
因此对于大修后的机组一定要严格注意油管路系统的清洗和透平油的过滤工作，彻底清除杂物，启动前的油循环一定要保证质量。对于运行的机组，应经常保持油质的良好状态，注意防止油质劣化，如果存在油中进水或油温过高等缺陷，应及时进行滤油或降低油温等处理方法。
3 高速离心式调速器的窜动对调节系统的影响
高速离心调速器由于与随动滑阀的间隙很小，调速器本身的工作行程也很小，因而调速器的轴向窜动，将会严重影响调节系统的工作稳定性。因为这种调速固定在主油泵的小轴上，它将随着主油泵推力盘的窜动而窜动，所以这类调节系统工作的稳定性和主油泵推力间隙有着直接的关系。为了减少油泵的窜动使调速器工作稳定，必须对主油泵的推力间隙有严格的控制。另外，还应保证密封环与泵轮中心一致，以免发生动静磨擦，使密封间隙增大，同时还应注意密封环和泵壳之间密封良好不能漏油。否则同样会造成泵轮轴向推力的变化。
4 错油门的过封度及其形状对调节系统的影响
4．1错油门的过封度。对于断流放大机构的错油门滑阀，保证适应的过封度是十分重要的，因为机组运行的转速并不是绝对稳定的，其脉冲油压实际上也是在一定范围内波动的，即使在转速不变的情况下，脉冲油压的波动也是不可避免的，这是由于油管中的涡流、主油泵供油压力的脉动等引起的，所以滑阀实际上也是在一定的幅度内波动的。因此，一定的过封度是避免油动机摆动的有效措施。适当的过封度是必要的，但过封度太大，则使调节系统的迟缓率增大。错油门过封度的数值一定要符合检修的规定。
4．2错油门滑阀的合理形状。对于平口错油门，当其油口开启时，将产生一个与运动方向相反的作用力，因而降低了滑阀的灵敏度，同时由于油流对孔的射流作用，必然伴随着涡流的产生，这就可能造成调节系统的摆动。合理的形状应带有凹槽口。有的机组采用齿形错油门或带有矩形与梯形的结构，以减小油口刚开启时的油量变化，这类形式的错油门滑阀，必然是带凹槽，所以轴向反作用也可以同时减少。因而，国产全液压的调节系统毫无例外地都采用齿形错油门滑阀，对于提高调节系统的稳定性是行之有效的。
5 配汽机构的缺陷对调节系统的稳定性的影响
5．1调速汽门节流锥磨损。调速汽门型线不良或磨损通常表现为汽机空负荷时调节系统的摆动。
球型汽阀和带节流锥的汽门对调节系统稳定性的影响。球型汽阀当它刚开启时，只要开度有微小变化，进汽量就产生很大的变化，特别是汽轮机在空载下蒸气流量很少。很容易引起调节系统的空负荷摆动。
而带节流锥的阀门由于具有良好的升程流量特性，所以通常用来作为第一个开启的阀门，以提高汽轮机空负荷的稳定性。
如果节流锥的阀碟在运行中被吹损了，破坏了它原有的特性，也将发生空负荷摆动。
5．2凸轮磨损。由于汽轮机经常要在某一负荷下工作，因此凸轮在此工作点位置可能发生磨损，这样在磨损区域必然存在这样一些区段：系统在此部位的放大系统增大，导致局部不等率过小，从而引起调节系统振荡。
5．3调节汽门重叠度不正确。调节汽门重叠度过大或过小甚至存在空行程都对调节系统的稳定性有很大影响。
5．3．1重叠度。重叠度过大相当于在某段负荷内，同时有两个调节汽门都在有效地控制流量，因而在这段负荷内，油动机行程或调节汽门行程不大的变化，便引起较大的功率变化，因而极易引起调节系统摆动，同时也会增加节流损失。
重叠度过大引起调节系统摆动的特点是具有明显的定点性，即摆动都发生在相邻的两个调节汽门交接处所对应的负荷，超过这一负荷，便能重新趋向稳定。
5．3．2重叠度过小。重叠度过小甚至存在空行程,则较小的功率变化便对应着很大的调节汽门升程改变量，重叠度太小还使油动机的工作行程增大，因而减少了油动机的富裕行程。
从以上分析来看，调节汽门重叠度不宜过大，也不能太小，所以应有一个合适的范围。经验表明，在前一个调节汽门开启到其门后的压力为门前压力的90％时，后一个调节汽门即开启为最合理。
5．4反馈斜面磨损或变形导致局部反馈减弱。由于机组经常在某一负荷下运行，反馈斜铁就可能在此处对应的部分发生磨损或变形,引起反馈减弱,甚至在一定范围内无反馈,这时油动机位移无法正常反馈回来,在这段区域内,油动机变化很快,也可以引起调节系统不稳定 |
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发表于 2011-4-24 08:21:17
知道了,呵呵
