張鵬君

（潞安礦務(wù)局五陽熱電廠， 山西 襄垣 046204）

引言

我國某企業(yè)自備電廠機(jī)組為單缸抽凝氣式汽輪機(jī)，其額定進(jìn)氣量為3 t/h，機(jī)組控制結(jié)構(gòu)主要是DEH數(shù)字電液式控制，DDV伺服閥是汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

2017年，鍋爐裝置開始點(diǎn)火，在汽輪機(jī)運(yùn)行前對(duì)其高壓閥門實(shí)施了科學(xué)的靜態(tài)調(diào)試工作，而相應(yīng)油動(dòng)機(jī)開關(guān)出現(xiàn)不到位現(xiàn)象，在拆檢相應(yīng)DDV伺服閥處理后相關(guān)問題得到解決。在汽輪機(jī)運(yùn)行期間，出現(xiàn)了相應(yīng)次數(shù)的發(fā)電負(fù)荷波動(dòng)，其中隨著汽輪機(jī)出現(xiàn)純凝運(yùn)行狀態(tài)，并在2～2.5 MW發(fā)電負(fù)荷范圍中進(jìn)行波動(dòng)，同時(shí)高壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)運(yùn)行反饋數(shù)據(jù)出現(xiàn)了大幅度波動(dòng)現(xiàn)象，并明確了各參數(shù)的變化情況[1]。這時(shí)相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際需求，通過手動(dòng)降點(diǎn)方法將電負(fù)荷控制在2 MW左右，并停止汽輪機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行全面的檢修處理。

1 電液調(diào)節(jié)控制工作原理

該汽輪機(jī)電液伺服閥是由位移傳感設(shè)備、閥位控制設(shè)備、支線發(fā)動(dòng)機(jī)以及閥套等共同組合而成。在閥芯位置控制集成設(shè)備接收到相應(yīng)電指令信息時(shí)，該電子信號(hào)通常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的脈寬調(diào)制電流（PWM），接著震蕩設(shè)備會(huì)使閥芯信傳感器進(jìn)行勵(lì)磁運(yùn)動(dòng)。在調(diào)節(jié)后對(duì)指令位置信號(hào)與閥芯位置信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，確保閥芯控制設(shè)備形成相應(yīng)的電流傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯會(huì)將閥芯逐漸移動(dòng)到全面的平衡位置[2]。其中指令信號(hào)與閥芯位置具有正比例關(guān)系。而伺服閥流量則屬于閥芯與經(jīng)過閥芯計(jì)量的降壓力函數(shù)。

DDV具有 5個(gè)油門分別為 P、A、B、T、Y。其中閥芯則對(duì)A、B節(jié)流口進(jìn)行控制，P口與壓力油向連接，Y、T為回油口。在低壓油DEH系統(tǒng)運(yùn)行過程中，主要對(duì)油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門滑閥油壓進(jìn)行控制，同時(shí)DEH伺服卡通過控制DDV閥信號(hào)確保油壓具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，這也使B口的使用利率相對(duì)較小。在利用DDV閥確保油壓為定壓過程中，主要是通過指令以及反饋的數(shù)據(jù)信息對(duì)比實(shí)現(xiàn)滑閥運(yùn)行的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出控制油壓A口位置脈沖的穩(wěn)定性。

另一方面，DEH輸出的閥位信息經(jīng)過伺服放大設(shè)備放大時(shí)，通過DDV閥使傳輸?shù)碾娮有畔⒅饾u轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖油壓信息，進(jìn)而直接對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制與管理，利用氣閥對(duì)機(jī)組的運(yùn)行效率以及轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制。油動(dòng)機(jī)在移動(dòng)期間，LVDT位移傳感設(shè)備則進(jìn)行工作，確保閥位指令信息可與負(fù)反饋進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。在電信號(hào)為平衡狀態(tài)時(shí)，放大設(shè)備的實(shí)際輸出會(huì)對(duì)以往穩(wěn)定值進(jìn)行保持，接著DDV閥在運(yùn)行至原平衡位置，是脈動(dòng)油壓至不出現(xiàn)改變，使得油動(dòng)機(jī)處于較為穩(wěn)定、全新的運(yùn)行位置。

2 負(fù)荷波動(dòng)原因分析與判斷

2.1 分析判斷

首先，由于汽輪機(jī)存在發(fā)電負(fù)荷波動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)高壓調(diào)節(jié)閥、中亞調(diào)節(jié)閥以及油動(dòng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)沒有發(fā)現(xiàn)任何問題，進(jìn)而可對(duì)中抽提壓板閥與調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行故障進(jìn)行排除。

其次，對(duì)DEH控制系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)曲線進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，由于高壓調(diào)節(jié)閥門油動(dòng)機(jī)行程反饋波動(dòng)，使得反饋數(shù)據(jù)信息與給定輸出信號(hào)之間存在較大差異，同時(shí)反饋值波動(dòng)明顯，致使油動(dòng)機(jī)輸出指令跟蹤較為困難[3]。同時(shí)對(duì)DDV閥檢測(cè)期間，發(fā)現(xiàn)高壓調(diào)節(jié)DDV閥的各個(gè)腔室都有油垢堵塞現(xiàn)象。

通過綜合分析可發(fā)現(xiàn)，由于高壓DDV閥存在油質(zhì)污染現(xiàn)象，使得輸出油壓脈沖具有波動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致高壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門潤(rùn)滑油壓缺乏穩(wěn)定性，進(jìn)而引發(fā)了汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)現(xiàn)象。

2.2 電調(diào)DDV閥堵塞原因

一方面，在油動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，油動(dòng)機(jī)通過DDV閥形成的脈沖油壓對(duì)錯(cuò)油門進(jìn)行控制，確保自身對(duì)氣閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)汽輪機(jī)開閘時(shí)，DDV閥的脈沖油壓消失，而錯(cuò)油門中工作油隨著其套管反饋口進(jìn)入到DDV閥與脈沖油管之中。這時(shí)若工作油存在雜質(zhì)，就會(huì)導(dǎo)致脈沖油壓管等出現(xiàn)堵塞問題。

另一方面，汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組油系統(tǒng)較為復(fù)雜與龐大，而潤(rùn)滑油與電調(diào)壓力油為回油混合系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行前期進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時(shí)，油泵為調(diào)節(jié)油系統(tǒng)提供相應(yīng)的能源，而且油泵入口與主油箱之間有著較強(qiáng)的連接性。其中主油箱經(jīng)常出現(xiàn)皂化物與雜質(zhì)合并沉淀到底部，使油系統(tǒng)出現(xiàn)污染現(xiàn)象[4]。同時(shí)油系統(tǒng)較多位置為開闊結(jié)構(gòu)，與自然環(huán)境直接接觸，使蒸汽與水等物質(zhì)滲入其中，導(dǎo)致油質(zhì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，另外各種微粒雜質(zhì)也會(huì)進(jìn)入到油系統(tǒng)中，因此汽輪機(jī)油清潔度的保持具有較強(qiáng)的難度，并對(duì)DDV閥實(shí)際運(yùn)行造成一定影響。DDV閥主要是高壓等級(jí)伺服閥，其閥套與閥芯的間距在2 μm左右，因此汽輪機(jī)油的清潔度應(yīng)確保在6級(jí)左右，否則就出現(xiàn)閥芯卡澀問題。

3 防范和解決措施

1）創(chuàng)新與優(yōu)化電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并結(jié)合實(shí)際需求與情況主要使用蝶閥式電液轉(zhuǎn)換設(shè)備當(dāng)做電液接口的汽輪機(jī)油純電調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該種類電液轉(zhuǎn)換設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)潔，性能適應(yīng)性也相對(duì)較強(qiáng)。根據(jù)蝶閥式電液轉(zhuǎn)換設(shè)備對(duì)油口進(jìn)行控制與管理，可對(duì)油質(zhì)提高，進(jìn)而適應(yīng)汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的常見清潔度等級(jí)，防止卡澀現(xiàn)象的出現(xiàn)。在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行使用中可以發(fā)現(xiàn)，其效果較為明顯，應(yīng)用穩(wěn)定性與安全性也相對(duì)較高。

2）提高汽輪機(jī)油監(jiān)督管理力度，優(yōu)化汽輪機(jī)管理體系，明確與細(xì)化油質(zhì)技術(shù)監(jiān)督工作，制定完善的油質(zhì)控制參數(shù)，提高汽輪機(jī)油污染控制與優(yōu)化工作的效率與質(zhì)量。同時(shí)還需定期對(duì)油顆粒度進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)汽輪機(jī)油進(jìn)行全面的分析，將檢測(cè)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

3）通過在線運(yùn)行模式進(jìn)行油處理工作。創(chuàng)建油處理系統(tǒng)，使用自主保護(hù)能力較強(qiáng)的油處理設(shè)備，促進(jìn)設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量與油處理效率穩(wěn)定性的快速提升，明確油處理設(shè)備在線隨機(jī)運(yùn)行。在油系統(tǒng)添加新油過程中，要進(jìn)行油質(zhì)檢測(cè)工作，在符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后在才可進(jìn)行添加與補(bǔ)充[5]。油處理設(shè)備一級(jí)過濾設(shè)備可對(duì)6 μm過濾精準(zhǔn)度的設(shè)備進(jìn)行選擇，而二級(jí)過濾器過濾精度應(yīng)在3 μm左右，同時(shí)還需要對(duì)真空過濾進(jìn)行全面使用，并通過板框?yàn)V油設(shè)備實(shí)施在線濾油工作，并結(jié)合實(shí)際需求對(duì)濾紙進(jìn)行更換。

4）在機(jī)組大修期間對(duì)檢修技術(shù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行落實(shí)，實(shí)現(xiàn)油系統(tǒng)的全面清理。通過倒罐沉淀方法清理汽輪機(jī)主油箱，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)分析頻率的提升。對(duì)于軸承箱、主油箱以及冷油管中的油泥也應(yīng)全面徹底的清除。在打油循環(huán)過程中，使用流速較高、流量較大以及油溫變化較為明顯的措施，為油系統(tǒng)設(shè)備具有良好潔凈環(huán)境提供基礎(chǔ)。另外還應(yīng)提高汽輪機(jī)軸封間隙質(zhì)量，為油質(zhì)的穩(wěn)定提供較為良好的條件。

4 結(jié)語

在對(duì)汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門以及DDV閥清洗后，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)較為穩(wěn)定，負(fù)荷波動(dòng)現(xiàn)象也得到了有效的控制，機(jī)組運(yùn)行效率得到了全面的提升。同時(shí)，提高機(jī)組油質(zhì)管理與電液調(diào)節(jié)油清潔工作力度，也有效地確保了機(jī)組電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。