汽轮机电液调节系统负荷波动原因分析与处理

张鹏君

（潞安矿务局五阳热电厂， 山西 襄垣 046204）

引言

我国某企业自备电厂机组为单缸抽凝气式汽轮机，其额定进气量为3 t/h，机组控制结构主要是DEH数字电液式控制，DDV伺服阀是汽轮机电液调节系统的关键。

2017年，锅炉装置开始点火，在汽轮机运行前对其高压阀门实施了科学的静态调试工作，而相应油动机开关出现不到位现象，在拆检相应DDV伺服阀处理后相关问题得到解决。在汽轮机运行期间，出现了相应次数的发电负荷波动，其中随着汽轮机出现纯凝运行状态，并在2～2.5 MW发电负荷范围中进行波动，同时高压调门油动机运行反馈数据出现了大幅度波动现象，并明确了各参数的变化情况[1]。这时相关工作人员结合实际需求，通过手动降点方法将电负荷控制在2 MW左右，并停止汽轮机的运行进行全面的检修处理。

1 电液调节控制工作原理

该汽轮机电液伺服阀是由位移传感设备、阀位控制设备、支线发动机以及阀套等共同组合而成。在阀芯位置控制集成设备接收到相应电指令信息时，该电子信号通常会转变为相应的脉宽调制电流（PWM），接着震荡设备会使阀芯信传感器进行励磁运动。在调节后对指令位置信号与阀芯位置信号进行对比，确保阀芯控制设备形成相应的电流传输到发动机，这时发动机驱动阀芯会将阀芯逐渐移动到全面的平衡位置[2]。其中指令信号与阀芯位置具有正比例关系。而伺服阀流量则属于阀芯与经过阀芯计量的降压力函数。

DDV具有 5个油门分别为 P、A、B、T、Y。其中阀芯则对A、B节流口进行控制，P口与压力油向连接，Y、T为回油口。在低压油DEH系统运行过程中，主要对油动机错油门滑阀油压进行控制，同时DEH伺服卡通过控制DDV阀信号确保油压具有较强的稳定性，这也使B口的使用利率相对较小。在利用DDV阀确保油压为定压过程中，主要是通过指令以及反馈的数据信息对比实现滑阀运行的控制，进而实现输出控制油压A口位置脉冲的稳定性。

另一方面，DEH输出的阀位信息经过伺服放大设备放大时，通过DDV阀使传输的电子信息逐渐转变为脉冲油压信息，进而直接对油动机进行控制与管理，利用气阀对机组的运行效率以及转速等进行控制。油动机在移动期间，LVDT位移传感设备则进行工作，确保阀位指令信息可与负反馈进行有机结合。在电信号为平衡状态时，放大设备的实际输出会对以往稳定值进行保持，接着DDV阀在运行至原平衡位置，是脉动油压至不出现改变，使得油动机处于较为稳定、全新的运行位置。

2 负荷波动原因分析与判断

2.1 分析判断

首先，由于汽轮机存在发电负荷波动现象，对高压调节阀、中亚调节阀以及油动机等设备进行全面检测没有发现任何问题，进而可对中抽提压板阀与调节阀的运行故障进行排除。

其次，对DEH控制系统运行参数曲线进行分析可以发现，由于高压调节阀门油动机行程反馈波动，使得反馈数据信息与给定输出信号之间存在较大差异，同时反馈值波动明显，致使油动机输出指令跟踪较为困难[3]。同时对DDV阀检测期间，发现高压调节DDV阀的各个腔室都有油垢堵塞现象。

通过综合分析可发现，由于高压DDV阀存在油质污染现象，使得输出油压脉冲具有波动现象，导致高压调门油动机错油门润滑油压缺乏稳定性，进而引发了汽轮机负荷波动现象。

2.2 电调DDV阀堵塞原因

一方面，在油动机运行期间，油动机通过DDV阀形成的脉冲油压对错油门进行控制，确保自身对气阀开度进行调节。当汽轮机开闸时，DDV阀的脉冲油压消失，而错油门中工作油随着其套管反馈口进入到DDV阀与脉冲油管之中。这时若工作油存在杂质，就会导致脉冲油压管等出现堵塞问题。

另一方面，汽轮机发电机组油系统较为复杂与庞大，而润滑油与电调压力油为回油混合系统。在实际运行前期进行静态调试时，油泵为调节油系统提供相应的能源，而且油泵入口与主油箱之间有着较强的连接性。其中主油箱经常出现皂化物与杂质合并沉淀到底部，使油系统出现污染现象[4]。同时油系统较多位置为开阔结构，与自然环境直接接触，使蒸汽与水等物质渗入其中，导致油质出现老化现象，另外各种微粒杂质也会进入到油系统中，因此汽轮机油清洁度的保持具有较强的难度，并对DDV阀实际运行造成一定影响。DDV阀主要是高压等级伺服阀，其阀套与阀芯的间距在2 μm左右，因此汽轮机油的清洁度应确保在6级左右，否则就出现阀芯卡涩问题。

3 防范和解决措施

1）创新与优化电液调节系统，并结合实际需求与情况主要使用蝶阀式电液转换设备当做电液接口的汽轮机油纯电调节系统。该种类电液转换设备发动机结构较为简洁，性能适应性也相对较强。根据蝶阀式电液转换设备对油口进行控制与管理，可对油质提高，进而适应汽轮机润滑油系统的常见清洁度等级，防止卡涩现象的出现。在长时间的运行使用中可以发现，其效果较为明显，应用稳定性与安全性也相对较高。

2）提高汽轮机油监督管理力度，优化汽轮机管理体系，明确与细化油质技术监督工作，制定完善的油质控制参数，提高汽轮机油污染控制与优化工作的效率与质量。同时还需定期对油颗粒度进行检测，并对汽轮机油进行全面的分析，将检测分析数据进行记录。

3）通过在线运行模式进行油处理工作。创建油处理系统，使用自主保护能力较强的油处理设备，促进设备运行质量与油处理效率稳定性的快速提升，明确油处理设备在线随机运行。在油系统添加新油过程中，要进行油质检测工作，在符合相应标准后在才可进行添加与补充[5]。油处理设备一级过滤设备可对6 μm过滤精准度的设备进行选择，而二级过滤器过滤精度应在3 μm左右，同时还需要对真空过滤进行全面使用，并通过板框滤油设备实施在线滤油工作，并结合实际需求对滤纸进行更换。

4）在机组大修期间对检修技术与质量标准进行落实，实现油系统的全面清理。通过倒罐沉淀方法清理汽轮机主油箱，促进优质分析频率的提升。对于轴承箱、主油箱以及冷油管中的油泥也应全面彻底的清除。在打油循环过程中，使用流速较高、流量较大以及油温变化较为明显的措施，为油系统设备具有良好洁净环境提供基础。另外还应提高汽轮机轴封间隙质量，为油质的稳定提供较为良好的条件。

4 结语

在对汽轮机油动机错油门以及DDV阀清洗后，电液调节系统较为稳定，负荷波动现象也得到了有效的控制，机组运行效率得到了全面的提升。同时，提高机组油质管理与电液调节油清洁工作力度，也有效地确保了机组电液调节系统的稳定运行。