摘 要： 汽輪機(jī)調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)是抗燃油系統(tǒng)系統(tǒng)重要執(zhí)行部件，正常運(yùn)行中，機(jī)組在一次調(diào)頻作用下調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)快速、穩(wěn)定動(dòng)作，滿足電網(wǎng)負(fù)荷變化需要，由于抗燃油壓力沖擊導(dǎo)致調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)壓力油管振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生，導(dǎo)致機(jī)組事故非停。針對(duì)此問(wèn)題，本文提出消除調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)壓力油管振動(dòng)處理措施，加裝蓄能器有效吸收壓力油壓波動(dòng)及管路激振，保證汽輪機(jī)抗燃油系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：油動(dòng)機(jī) 油管 振動(dòng) 處理

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）03-0317-02

張家口發(fā)電廠二期機(jī)組系東方汽輪機(jī)廠制造，（以下簡(jiǎn)稱張電）容量為300WM，抗燃油系統(tǒng)高壓蓄能器共有3組，安裝在壓力油管道上，規(guī)格為2×9.5L單位（裝在油箱上），2×37.8L單位（2組），用來(lái)吸收壓力油壓波動(dòng)及管路激振，并能夠在兩臺(tái)抗燃油泵都停運(yùn)的情況下，維持系統(tǒng)靜態(tài)壓力3-5分鐘；高壓蓄能器均為氟橡膠皮囊式蓄能器，預(yù)充氮壓力為8.6MPa，高壓蓄能器通過(guò)集成塊與系統(tǒng)相連，集成塊包括隔離閥、排放閥以及壓力表等，其中壓力表指示的是油壓而不是氣壓；低壓蓄能器共有4組容量均為2×9.5L單位，通過(guò)集成塊裝在有壓回油管上，要求在近可能靠近高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)及中壓調(diào)節(jié)油動(dòng)機(jī)的地方各裝有一組低壓蓄能器，其作用是：在遮斷情況發(fā)生時(shí)，吸收增加的排油，防止排油背壓過(guò)高，其型式為氟橡膠皮囊式蓄能器，預(yù)充氮壓力為0.2MPa，集成塊上的壓力表僅僅指示油壓。蓄能器工作特性的好壞嚴(yán)重影響抗燃油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，盡管如此，張電二期機(jī)組多次發(fā)生高壓調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)壓力油管振動(dòng)，導(dǎo)致壓力油管焊口開(kāi)裂，機(jī)組發(fā)生非停，本文著重結(jié)合張電生產(chǎn)實(shí)際，反復(fù)調(diào)研確定在高壓調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)入口濾網(wǎng)集成塊加裝抗燃油蓄能器，解決高壓調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)壓力油管振動(dòng)展開(kāi)論述。

一、調(diào)速汽門(mén)油管脈動(dòng)沖擊原因分析

機(jī)組參與一次調(diào)頻后，DEH會(huì)根據(jù)網(wǎng)頻變化調(diào)整輸出功率，這樣高壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)的動(dòng)作頻率會(huì)增大，動(dòng)態(tài)耗油增加，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化相對(duì)機(jī)組功率較大時(shí)，會(huì)引起調(diào)門(mén)的急調(diào)，由此引起抗燃油管路的壓力脈動(dòng)。

1.壓力油脈動(dòng)產(chǎn)生的過(guò)程

當(dāng)給電液伺服閥輸入信號(hào)電流時(shí)，伺服閥的滑閥位移與信號(hào)電流成比例變化。在伺服閥開(kāi)閉過(guò)程中，伺服閥前和伺服閥后油管內(nèi)壓力發(fā)生變化。伺服閥關(guān)閉壓力油路時(shí)，管內(nèi)油液的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成壓力能，使緊靠近伺服閥前油管內(nèi)壓力升高；伺服閥開(kāi)啟壓力油路時(shí)，則緊靠近伺服閥前油管內(nèi)壓力下降，伺服閥關(guān)閉回油油路時(shí)，由于油液流動(dòng)的慣性，使緊靠近伺服閥前油管內(nèi)壓力下降；伺服閥開(kāi)啟回油油路時(shí)，緊靠近伺服閥前油管內(nèi)壓力升高。在機(jī)組功率頻繁調(diào)節(jié)的過(guò)程中，伺服閥頻繁啟閉，管路內(nèi)壓力頻繁變化，且一個(gè)波段緊接著一個(gè)波段地頻繁發(fā)生，即伺服閥前后的壓力變化以壓力波形式沿著管路傳播，造成對(duì)管路的液壓沖擊，引起管路振動(dòng)。

2.高壓蓄能器特性

蓄能器在高壓抗燃油供油系統(tǒng)中用來(lái)儲(chǔ)存壓力油并根據(jù)需要放出所儲(chǔ)存的液壓油去做功。其主要作用如下：

2.1 當(dāng)泵處于卸荷狀態(tài)時(shí)，此時(shí)單向閥和蓄能器起保壓作用，因蓄能器可以向系統(tǒng)補(bǔ)油，用來(lái)補(bǔ)償泄漏，維持系統(tǒng)油壓（泄漏的主要原因之一是伺服閥泄漏）。這樣保壓時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)就延長(zhǎng)了。

2.2 可以承擔(dān)輔助動(dòng)力源和緊急動(dòng)力源。當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作需要供油時(shí)，不論泵正在向系統(tǒng)供油，還是處于卸荷狀態(tài)，蓄能器上的氮?dú)馔ㄟ^(guò)膨脹把油排出，以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)順利完成工作。

2.3 當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)突然停止時(shí)，管內(nèi)油流將發(fā)生急劇變化，而產(chǎn)生油壓沖擊，這時(shí)蓄能器能吸收和緩沖液壓沖擊。

2.4 蓄能器還可以用來(lái)維持溢流閥及卸荷閥的壓力，以防止它們發(fā)生振動(dòng)。

蓄能器應(yīng)有足夠的容積和充油壓力，為使在機(jī)組甩負(fù)荷的同時(shí)主油泵故障停止供油時(shí)，仍能維持系統(tǒng)液體壓力。保證系統(tǒng)正常工作。在此異常工況下，一般要求系統(tǒng)液體壓力的降低值不大于正常工作壓力的5%。其壓力值P2用下式計(jì)算：

P2=P1（V1 / （V1+Vc））K Mpa

式中：P1—系統(tǒng)液體壓力 MPa

P2—蓄壓器內(nèi)液體排放后的壓力 MPa

V1—蓄壓器正常運(yùn)行工況下的氣體容積 L

Vc—油動(dòng)機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）充油容積 L

K—蓄壓器中氣體的絕熱指數(shù)，當(dāng)為氮?dú)鈺r(shí)，K=1.4

二、處理方法分析與實(shí)施

機(jī)組參與調(diào)頻是電網(wǎng)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)品質(zhì)的需要，由此產(chǎn)生的抗燃油管路內(nèi)液體流速的變化是不可避免的，為了減小因流速變化對(duì)管路系統(tǒng)的沖擊，必須從以下兩方面考慮：

1.增強(qiáng)管路系統(tǒng)的抗沖擊性

加固管道，提高管路系統(tǒng)剛性，對(duì)長(zhǎng)管道要注意設(shè)置足夠的隔振支撐點(diǎn)，保證管道有足夠的剛性，防止管道共振；減小管路系統(tǒng)重量，管路上的閥門(mén)、過(guò)濾器等質(zhì)量較大的部件和設(shè)備應(yīng)用支架固定在基礎(chǔ)上。特別是油動(dòng)機(jī)入口濾油器要用專用支架加以固定。

2.在抗燃油系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器（消振器和濾波器）減小沖擊壓力

對(duì)于高頻振動(dòng)與噪聲，可通過(guò)在系統(tǒng)中設(shè)消振器和濾波器予以消除。消振器是在一個(gè)圓柱殼體內(nèi)切有螺旋槽，將車有外螺紋的管子擰人其中。轉(zhuǎn)動(dòng)管子，使其沿殼體軸向移動(dòng)。脈動(dòng)的液體通過(guò)管子及殼體左端的側(cè)孔進(jìn)入消聲器。此兩路流體又在殼體面右端以一定的振動(dòng)相位差匯集起來(lái)，由此抑制振動(dòng)與噪聲。通過(guò)旋轉(zhuǎn)管子可調(diào)整需要消振的振動(dòng)頻率。

液壓濾波器是設(shè)在管路中的液容、液感、液阻單元或它們的組合，用來(lái)衰減脈動(dòng)幅值，常將其串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)于液壓系統(tǒng)中。

3.加裝蓄能器

針對(duì)汽輪機(jī)高壓抗燃油系統(tǒng)，采用蓄能濾波器消除振動(dòng)與噪聲是一種簡(jiǎn)單有效的辦法。蓄能器的緩沖作用可有效過(guò)濾壓力脈動(dòng)。在油動(dòng)機(jī)入口濾油器集成塊上加裝一個(gè)1升左右的蓄能器，能有效吸收因伺服閥頻繁動(dòng)作引起的壓力波動(dòng)，減小對(duì)管路的壓力沖擊。

4.具體實(shí)施圖如下圖一

5.蓄能器安裝

機(jī)組停機(jī)、停止抗燃油泵并確認(rèn)系統(tǒng)無(wú)壓力油的情況下，選擇1號(hào)-4號(hào)高壓調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)濾網(wǎng)集成塊進(jìn)行安裝，取下油動(dòng)機(jī)入口濾油器的“OUT”口螺塞，擰上接頭套件，接頭套件的另一端擰上蓄能器，然后用專用固定支架將濾油器集成塊和蓄能器固定好，最后將支架固定在基礎(chǔ)上。

5.1蓄能器充氮程序

高壓蓄能器正常充氣壓力為9.6MPa，如果氣壓降至7.84MPa時(shí)應(yīng)對(duì)蓄能器進(jìn)行重新充氣，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)一次只能對(duì)一個(gè)蓄能器進(jìn)行充氣，否則對(duì)機(jī)組運(yùn)行有影響。充氣步驟如下：

5.1.1 首先檢查充氣工具及軟管上的接頭螺紋與氮?dú)馄可系慕宇^和蓄能器充氣嘴接頭上的螺紋是否匹配，若不匹配，需加工過(guò)渡接頭。

5.1.2 關(guān)閉高壓蓄能器的進(jìn)油截止閥（見(jiàn)圖二），把蓄能器從系統(tǒng)中隔開(kāi)來(lái)，并緩慢打開(kāi)蓄能器的回油截止閥，將蓄能器中的油液排凈。

5.1.3 將充氣工具上軟管拆下，換上堵頭，利用充氣工具，對(duì)各高壓蓄能器的氮?dú)鈮毫M(jìn)行測(cè)量，該壓力值可供以后參考。

5.1.4 將充氣工具上堵頭拆下，換上軟管，將蓄能器的充氣嘴和氮?dú)馄坑贸錃夤ぞ哌B接起來(lái)，關(guān)閉充氣工具上放氣口的針閥，慢慢打開(kāi)氮?dú)馄可系拈y門(mén)，向蓄能器充氮，同時(shí)監(jiān)視充氣工具上的壓力表讀數(shù)。一分鐘后，再測(cè)一下壓力，不夠再充，然后打開(kāi)充氣工具上放氣針閥，拆去充氣工具的軟管，并檢查蓄能器的充氣嘴有無(wú)漏氣，若有漏氣，則需更換充氣嘴；若無(wú)泄漏，裝上蓄能器充氣嘴上的罩蓋。

5.1.5 關(guān)閉蓄能器上的回油截止閥，緩慢打開(kāi)蓄能器的進(jìn)油截止閥，直至全開(kāi)。

5.1.6高壓蓄能器剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，每周維護(hù)一次，以后每月維護(hù)一次，主要是檢查氣壓，必要時(shí)充氣。

5.2蓄能器使用注意事項(xiàng)

5.2.1 蓄能器要設(shè)置在遠(yuǎn)離熱源的地方。要用卡子、托架之類把蓄能器牢固固定在壁面上或架子上，使蓄能器不受振動(dòng)和過(guò)大的應(yīng)力。

5.2.2 與液壓回路的連接口處應(yīng)設(shè)置單向閥。這是為了便于維護(hù)檢修，或者在使用多個(gè)蓄能器時(shí)使流量均等。當(dāng)多個(gè)蓄能器用于同一個(gè)蓄能器回路時(shí)，要布置成使蓄能器在同樣的工作條件下使用。

5.2.3 只準(zhǔn)用氮?dú)獬淙胄钅芷?。要在臨近使用之前才充氣。充氣后一周之內(nèi)至少檢查一次氣壓，如果沒(méi)有異常以后每隔三個(gè)月檢查一次氣壓。在充氣閥上接上帶氣壓表的充氣工具，然后打開(kāi)充氣閥，即可從氣壓表上讀出氣體壓力。但是用這種方法每檢查一次氣壓就得放掉一點(diǎn)氣體，所以不宜用于容量較小的蓄能器。有一種可以避免氣體損失的在蓄能器油口端間接檢查氣體壓力的方法。系統(tǒng)停機(jī)后，在慢慢打開(kāi)截止閥把蓄能器中的壓力油逐漸放回油箱的同時(shí)，注意觀察接在蓄能器油口端回路的壓力表。壓力表指針先是慢慢地向低壓轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到某壓力值后急速轉(zhuǎn)到零壓。指針轉(zhuǎn)動(dòng)速度發(fā)生突變時(shí)的壓力讀數(shù)，就是蓄能器的充氣壓力。

5.2.4 在使用蓄能器的系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)卸荷閥或壓力繼電器的工作區(qū)間變化、蓄能器回路壓力表讀數(shù)變化或蓄能器上部溫升減小等現(xiàn)象，可懷疑蓄能器異常，需測(cè)定氣壓或酌情分解檢查。正常使用中每隔三年應(yīng)檢查蓄能器內(nèi)部狀態(tài)和殼體壁厚；設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行時(shí)應(yīng)放氣。

5.2.5 在裝有蓄能器的抗燃油液壓系統(tǒng)上進(jìn)行任何作業(yè)之前，必須先行卸掉系統(tǒng)壓力。蓄能器殼體不準(zhǔn)進(jìn)行任何焊接和加工。修理不當(dāng)可能引起嚴(yán)重事故，所以必須把需修理的蓄能器送回生產(chǎn)廠進(jìn)行修理。

三、結(jié)語(yǔ)

在調(diào)速汽門(mén)油動(dòng)機(jī)入口濾油器集成塊上加裝一個(gè)1升左右的蓄能器，能有效吸收因伺服閥頻繁動(dòng)作引起的壓力波動(dòng)，減小對(duì)管路的壓力沖擊，防止抗燃油油壓突變、脈沖對(duì)汽輪機(jī)抗燃油系統(tǒng)運(yùn)行有著十分重要的意義，避免機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，建議推廣其它機(jī)組安裝使用，用于指導(dǎo)生產(chǎn)，從而有效保證汽輪機(jī)抗燃油系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]汽輪機(jī)蓄能器的質(zhì)量監(jiān)督與管理

[2]東方汽輪機(jī)廠培訓(xùn)教材

[3]德陽(yáng)恒瑞液控公司技術(shù)改進(jìn)方案

作者簡(jiǎn)介張永斌：男，（1969-），汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)高級(jí)技師、工程師，張家口發(fā)電廠設(shè)備部汽機(jī)專業(yè)高級(jí)點(diǎn)檢員。