李康何

摘 ?要：在對(duì)機(jī)組進(jìn)行DEH改造后，發(fā)現(xiàn)機(jī)組在運(yùn)行時(shí)的調(diào)速油系統(tǒng)油壓不穩(wěn)定會(huì)有波動(dòng)。之后在對(duì)機(jī)組供油系統(tǒng)和調(diào)速保安油系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的原因分析和跟蹤調(diào)查，并且不斷進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)，從而解決了調(diào)速油壓產(chǎn)生波動(dòng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：DEH改造;調(diào)速油壓;波動(dòng)

中圖分類號(hào)：TK32 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）02-0100-02

在一次大型的維修中，對(duì)電廠所使用的由上汽公司生產(chǎn)的600 MW發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行DEH改造。改造之后的機(jī)組在正常運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)油系統(tǒng)出現(xiàn)油壓波動(dòng)的情況，其出現(xiàn)波動(dòng)的主要有主油泵進(jìn)出口油壓、調(diào)速油壓、啟動(dòng)油壓以及安全油壓。油壓在0.88～1.03 MP的區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。低限油壓在機(jī)組工況產(chǎn)生變動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)油壓更低的情況，使得由于機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)的油壓小于0.88 MP致使調(diào)速油泵的自啟動(dòng)從而嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)多次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，注油器的噴嘴板跟主油泵葉輪上損壞存在是造成油壓不穩(wěn)定的重要因素。在對(duì)一級(jí)注油器的噴嘴板跟主油泵葉輪進(jìn)行換新以及重新調(diào)整噴嘴的軸向距等操作之后，機(jī)組又得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 ?汽輪機(jī)設(shè)備介紹與改造方案

1.1 ?汽輪機(jī)設(shè)備介紹

超高壓中間再熱凝汽式汽輪機(jī)的型號(hào)為N 600-24.2/566/

566型，由上海汽機(jī)廠生產(chǎn)制作，該汽輪機(jī)主要包括4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥、2個(gè)中壓聯(lián)合汽閥以及2個(gè)高壓主汽閥。其中該汽輪機(jī)所選取的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)。汽機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)首先通過(guò)旋轉(zhuǎn)阻尼產(chǎn)生一次油壓，其次一次油壓經(jīng)過(guò)放大器的作用后就變?yōu)槎斡蛪?，最后二次油壓通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)槿握{(diào)節(jié)油壓。通過(guò)以上這一系列的動(dòng)作來(lái)掌控高中壓油動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使得中壓聯(lián)合汽門的調(diào)節(jié)閥以及開度發(fā)生變化從而達(dá)到強(qiáng)化機(jī)組功率的目的。

危急遮斷油門、電磁閥、手動(dòng)停機(jī)裝置和危急遮斷器組成了設(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)。各個(gè)保安部套動(dòng)作完成后會(huì)泄去安全油壓，進(jìn)而使得主汽門與聯(lián)合汽門處于關(guān)閉狀態(tài)，與此同時(shí)危急繼動(dòng)器會(huì)把二次油壓泄去以保持調(diào)節(jié)汽門也處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí)在保安系統(tǒng)重置的過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)部的輔助油門主要用于避免中壓聯(lián)合汽門以及主汽門的再次開啟。

1.2 ?汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的改造計(jì)劃

該汽輪機(jī)控制系統(tǒng)為透平油數(shù)字式電液控制系統(tǒng)（DEH）。依靠額外添加的2個(gè)復(fù)位電磁閥1YV以及2YV。在危機(jī)情況下，切斷放大滑閥以及切斷油門可以使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽窟\(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程掛閘控制的目的。AST遮斷系統(tǒng)主要由緊急切斷油門、切斷電磁閥2YV與3YV、飛環(huán)、切斷放人滑閥以及機(jī)頭手動(dòng)停機(jī)等部件構(gòu)成。如果通過(guò)機(jī)頭手動(dòng)停機(jī)、切斷電磁閥、緊急切斷油門等都能夠?qū)崿F(xiàn)一次安全油的傾瀉，同時(shí)命令緊急切斷滑閥運(yùn)作并完成二次安全油的傾瀉作業(yè)。

OPC超速限制模塊主要由快關(guān)放大滑閥以及快關(guān)電磁閥5YV與6YV等構(gòu)成。當(dāng)電磁閥運(yùn)作亦或是安全油壓降低都可以命令快關(guān)放大滑閥運(yùn)作以完成快關(guān)油的傾瀉，同時(shí)使得卸荷閥運(yùn)作并將全部調(diào)節(jié)閥保持閉合。

啟動(dòng)油控制：?jiǎn)?dòng)油控制集成塊主要包括開啟油放大滑閥以及電磁閥4YV。只要是安全油壓泄。電磁閥正常運(yùn)行，都可以使得開啟油放大滑閥即刻運(yùn)行，使得連接中壓聯(lián)合汽門以及主汽門的開啟油路保持閉合狀態(tài)。

國(guó)外著名MOOG公司生產(chǎn)的DPV閥主要作為直動(dòng)式電液轉(zhuǎn)換器。DPV閥的主要特點(diǎn)包括：動(dòng)態(tài)響應(yīng)大、分辨率高、閥芯驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)、泄漏小以及滯環(huán)小等。通常情況下，電液油動(dòng)機(jī)一般是在確保油壓轉(zhuǎn)換器以及原油動(dòng)機(jī)的前提下完成電液伺服閥模塊的設(shè)置。不同電液油動(dòng)機(jī)之間不產(chǎn)生影響，同時(shí)通過(guò)DEH控制器來(lái)計(jì)算出所有油動(dòng)機(jī)閥位發(fā)射信號(hào)。由DEH控制器運(yùn)算出的油動(dòng)機(jī)閥位發(fā)射信號(hào)，主要通過(guò)伺服板、DDV閥油路塊以達(dá)到二次油壓并流至油壓轉(zhuǎn)換器、繼動(dòng)器，由此完成油動(dòng)機(jī)運(yùn)作的全部指令。而對(duì)于油動(dòng)機(jī)行程主要是通過(guò)LVDT計(jì)算求出，同時(shí)將所求值傳輸給伺服板進(jìn)口端以確保其同該油動(dòng)機(jī)閥位指令維持平等保持，所以DEH閥位指令就能夠全管控油動(dòng)機(jī)行程，有利于DEH純電調(diào)控制目標(biāo)的完成。

調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)主要作為在線電液控制體系（DEH）的運(yùn)作系統(tǒng)，不僅僅對(duì)DEH負(fù)責(zé)，而且還有利于驅(qū)動(dòng)閥門和切斷機(jī)組等工作的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)改善后的機(jī)組，其調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)具備下列基本操作功能：切閘、升速限制、轉(zhuǎn)速控制、電負(fù)荷調(diào)節(jié)、超速調(diào)節(jié)（OPC）控制、切斷（AST）控制、閥門泄露測(cè)驗(yàn)以及疲勞性測(cè)驗(yàn)等。

2 ?調(diào)速油壓的故障現(xiàn)象與原因分析

2.1 ?調(diào)速油壓的故障現(xiàn)象

在完成DEH改造工作的同時(shí)，也帶來(lái)了以下設(shè)備故障問(wèn)題：

首先，在機(jī)組并網(wǎng)的同時(shí)，調(diào)速油泵立即停機(jī)，從而使得主油泵單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，同時(shí)還要帶動(dòng)所有輸油系統(tǒng)向外輸油，由此導(dǎo)致調(diào)速油壓、開啟油壓、主油泵進(jìn)輸入輸出油壓和安全油壓的逐漸降低以及油壓波動(dòng)頻率的逐步上升。其中油壓波動(dòng)的上下值保持在0.88～1.04 MP的范圍內(nèi)。而且只要機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)變動(dòng)就會(huì)致使低限油壓大量降低，進(jìn)而讓機(jī)組在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于系統(tǒng)油壓在0.78 MP之下而造成調(diào)速油泵的自開啟次數(shù)明顯增多。不言而喻，此種運(yùn)轉(zhuǎn)方式使得機(jī)組的安全性和可靠性存在隱患。

其次，主油泵輸入輸出油壓不僅小，只有0.037 MP，而且還存在顯著的波動(dòng)現(xiàn)象。而主油泵輸入輸出油壓以及調(diào)速油壓不大于1.04 MP，比預(yù)設(shè)值的1.18 MP要低的多。并且主油泵的油壓波動(dòng)區(qū)間大、頻率高。因?yàn)槭艿街饔捅幂敵鲇蛪阂约罢{(diào)速油壓的大區(qū)間波動(dòng)干擾讓安全油壓跟開啟油壓慢慢產(chǎn)生變化。

最后，主油泵也許是由于其泵內(nèi)有空氣存在而經(jīng)常有響聲發(fā)出。

2.2 ?原因分析

①可以基本確定的是DEH改造之后系統(tǒng)的供油管路是處于正常狀態(tài)。

②AST遮斷集成塊、啟動(dòng)油控制集成塊、OPC快關(guān)集成塊、危急遮斷油門復(fù)位集成塊和4個(gè)DDV閥集成塊都有排油想象的出現(xiàn)并且它們的各節(jié)流口的直徑分別為6 mm、5 mm、

4 mm、3.5 mm、3 mm。當(dāng)啟動(dòng)機(jī)組的時(shí)候，以上被改造后的部套都在工作位置而且除4個(gè)DDV閥集成塊之外的另外四個(gè)集成塊在相應(yīng)的油壓形成之后，活塞把排油口封住所以沒有排油現(xiàn)象。

因此，在本階段我們僅將AST遮斷集成塊節(jié)流口的直徑從6 mm調(diào)整到3.5 mm，把啟動(dòng)油控制集成塊節(jié)流口的直徑從5mm調(diào)整到3 mm。

經(jīng)過(guò)后面的分析可知上述改造對(duì)故障的改善并沒有效果，機(jī)組常態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其供油系統(tǒng)為閉式循環(huán)，就是主油泵的出口油最主要是供給一級(jí)注油器當(dāng)做它的動(dòng)力油來(lái)源，通過(guò)對(duì)噴嘴降壓提速，讓它的動(dòng)能提升，然后在混合室中吸取大量油，經(jīng)升容減壓后又繼續(xù)作為主油泵進(jìn)口油，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)注油器和主油泵進(jìn)行分析與改善。

3 ?處理方法

經(jīng)上述分析知，工作的重心在主油泵和注油器的分析處理，處理方法如下：

①依經(jīng)分析正常運(yùn)行時(shí)機(jī)組所存在的故障情況了解到導(dǎo)致油壓產(chǎn)生波動(dòng)且偏低的主要因素是噴嘴孔徑及流道沒達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

②我們對(duì)一級(jí)注油器在機(jī)組小修時(shí)對(duì)其舉行解體檢測(cè)。一級(jí)注油器噴嘴板上呈星梅花狀布局著5個(gè)噴嘴，其中間噴嘴的直徑是9.10 mm，旁邊的4個(gè)孔噴嘴直徑是8.75 mm。但由公式計(jì)算得出中間噴嘴直徑應(yīng)當(dāng)是9.25 mm，旁邊的4個(gè)噴嘴直徑應(yīng)該是8.95 mm。然后再對(duì)注油器的噴嘴板孔徑修正后，注油器的油壓提升到0.5 kg，這個(gè)值遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)定的值。其體系的油壓也提升0.1 kg，但是仍然未能解除故障。

③有上述工作作鋪墊，發(fā)現(xiàn)處理問(wèn)題的方向是正確的。我們發(fā)現(xiàn)也許是一級(jí)注油器噴嘴孔徑還為調(diào)到最大值，且未對(duì)噴嘴在軸向的位置進(jìn)行修正。把噴嘴向出口方向?qū)S向位置移動(dòng)2 mm之后對(duì)油壓仍然沒有影響。之后依照上海汽機(jī)廠的提議，仔細(xì)檢驗(yàn)噴嘴板，發(fā)現(xiàn)它的流道存在拉毛痕跡不光滑，而且其進(jìn)出口緣上噴嘴板的進(jìn)出口緣不尖銳、存在圓角過(guò)渡、磨損和凹槽，所以沒達(dá)到廠家要求。接下來(lái)在上海汽機(jī)廠的協(xié)助下，我們對(duì)噴嘴板進(jìn)行了再加工，同時(shí)，將一級(jí)注油器的中間噴嘴直徑調(diào)整到9.56 mm，旁邊4個(gè)噴嘴直徑則調(diào)整到9.12 mm。

④因?yàn)橐陨喜僮鞅仨氃跈C(jī)組停機(jī)時(shí)才能完成，所以借助機(jī)組大修的機(jī)會(huì)，對(duì)導(dǎo)致系統(tǒng)油壓波動(dòng)及偏低的另一供油系統(tǒng)設(shè)備的主油泵檢查，發(fā)現(xiàn)它的葉輪流道有些粗糙，葉片頂部存在損壞和卷痕。并且在葉片的項(xiàng)部，葉片和輪轂未達(dá)到其成直角的要求。于是，更換了主油泵的葉輪。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

①大修結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)正常啟動(dòng)調(diào)速油泵后主油泵的進(jìn)口油壓提升至1.0 kg，系統(tǒng)油壓無(wú)波動(dòng)，主油泵油壓提升至12 kg;安全和啟動(dòng)油壓提升至11 kg。油動(dòng)機(jī)的靜態(tài)試驗(yàn)和主汽門的開閉試驗(yàn)均合格。

②啟動(dòng)機(jī)組后汽機(jī)的轉(zhuǎn)速升到3 000 r/min額定轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)運(yùn)行正常。停調(diào)速油泵后，主油泵工作，經(jīng)檢驗(yàn)得到體系油壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，主油泵出口油壓，調(diào)速油壓提升至11.5 kg;安全油壓，啟動(dòng)油壓提升至10.8 kg。主油泵進(jìn)口油壓符合設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定在0.92 kg。實(shí)現(xiàn)了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的初衷。機(jī)組運(yùn)行至今，主油系統(tǒng)還沒有主油泵進(jìn)出口油壓、調(diào)速油壓、安全油壓以及啟動(dòng)油壓波動(dòng)和偏低的情況產(chǎn)生。調(diào)速油泵也未在機(jī)組常態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)自行啟動(dòng)。

最后得出結(jié)論是：在進(jìn)行機(jī)組的DEH改造后，原來(lái)系統(tǒng)跟相關(guān)設(shè)備匹配問(wèn)題是我們必須要研究的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的分析和改善，以達(dá)到新系統(tǒng)的運(yùn)行要求，進(jìn)而達(dá)到機(jī)組的平穩(wěn)過(guò)渡，保障機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張延峰.汽輪機(jī)改造技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.