汽轮机液压调节系统稳定性的改进.pdf

2 4 2 一 l g 第 3 7卷第 4期 l 9 9 5年 8 月 汽轮机技术 t 1 5rbi ne te( ： hnoi ogy vol _ 3 7 no 4 au g 1 9 9 5 汽轮机液压调节系统稳定性的改进 李宝玉 高晓玲 一 - i- g 6 3 、了 ( 哈 尔滨 汽 轮 机 有限 责任 公 司) 【 摘 要 】过 去 许 多 电厂 对 ： f调 系境 信号 第一 级 传递 和 放 火 机 构 调 速 器 滑 阀 及 执 行 饥 缃 一一 l f 动机 的改造 都很噍 视 ， 并 且也 取得 r可观 的效果 现在 越来 越 多的 电厂对 r 百 f 滑 f i；c j 在运 行 中的卡涩问题 ， 影响调节系统正常远行有所认识 对其性能的改进也越来越迫切了。针对电厂的实 际要求 ， 改进 了中间滑阀。改造后的中叫滑阀在系统性能试验及电厂的运 行实践 巾证明了对于捉 高 汽轮 机液 压调节 系统的 稳 定性 有 明显的效果 关键词 ： 汽轮机 中问滑阀 中间放 大环节 稳 定性 流速 一 一 0 前 言 浓 渊 裳 涸造 中间滑阀的改进设计 大功率汽轮机的可靠性 和安 全性是电厂 的重要考核指标 。 为了确保汽轮机的可靠性 ， 保证调节 系统稳定运行 已采取 了许多改进措 施 ， 如将调 速器 滑阀及油动机 滑阀等改造成 可旋 转 型 ， 在 许 多 电厂广 泛应 用 后 ， 效 果 不 错 。 目前越来越多的 电厂反映 中间滑阀也 存 在着卡涩现象 ， 使机组运行不稳定。 中间滑阀是 将调速器 滑阀传递来的液压 信号加 以放大 ， 并控制 二个高压 湘动机和一 个 巾压 油动机 的 中间放大 环节 ， 其 油 口的开 度是和 机组 的负荷或转速 相对应的 ， 所 以中 间 滑 阀 在 运 行 中 卡 涩 ， 必 然 引起 机 组 的 负荷 或转速 与调节 门开度不 匹配的 问题 ， 影响机 组的正常运 行 ， 使调节系统的 缓串增大 ， 机 纽运 行 不 稳定 。 本文介绍解 决中川滑 阀卡 问题 的几个 办法 ， 在 电厂实 际运行 巾 已收到 了 良好的效 果 。 收稿 日期 ： 1 9 9 5 0 22 8 1 1 对原中间滑阀a 勺 分析 原中问滑伐 ( 3 4 ” 、 5 5 ”、 6 9 ” 型 ) 所 控制的 高压 、 中压油动机油 r 流的通道 面积侗 小 ， 所 以高、 中压油动机 的油 口汽速显得过大 ， 如 表 l所示 。 表 l 空负荷和满 负荷时 高压油动机的排油流速 空 负荷 时高压 油动 机 满 负荷 时高 压f 8 动 机 机型 摊 油? i ；c 速 m 排油流速 m s 34 7 4 、 36 3 4 一 l 5 ， 8 3 、5 5 5 8 3 7 、2 7 3 4 8一 一 4 3 8 6 9 从流体力学观点看 ， 高压 、 中压油动机的 流速过大对于所控制 的液压元件运动的稳定 1 维普资讯 笫 4 鹞 h 李宝j f 王 等 ： 汽轮机液压调节系统稳定性的 进 2 ,1 3 性 魁 不 利 的 。 所 以要 想办 法把高 压 、 中压 油动机 的 排 油流速 降下来 ， 必须扩大油 流的通道面积 表 2为排油流速汇总表 。 、 表 2 空负荷 和满负荷时 高压油动 机的排油流速 【 空 负荷 时高 压油动机 稿 负荷 时高 压油动机 m l 排油流遂 m 排油 流速 m ， 超j 8 3 n i 6 2 l z ： ! h j 滑 阀 设 计 的 ir 】闻 滑 阀 2 2 5 1 2 1 5 i 其抗干扰 、 抗卡 涩力 的增加 见表 3 表 3 改造后比较 改造前 中间滑问 增大的抗干扰力 机型 增犬杭 干扰 、 抗 卡涩 力 k g f 暖 中间 l 【 1 2 o o 耐阀 改遣 职 计一 ： 4 o 0 l 中问滑 阀 1 2 对老 机组中间 滑阀的改进设计 f =i 于中问滑阀在 电厂实际运行 中常 出现 卡涩观象， 在大修申， 解体发现存滑闽纵向出 现许多小的拉痕， 控制凸肩发乌、 有的拉痕和 发 鸣部分很 严重 。 这 说明 油串 所含微小硬 杂 质所致 存在 一 涩 的 可能 所 以一方面要设 法提高洄 力 面要克腱卡涩力， 蔽订二 个“ 能吃粗粮撇 中问滑阀 斯 涩是由寸 微小杂质等作 v幔 得滑阀 彳 嚣筒 同心。 偏 到_边去 了 阀气套 筒j i 接接触或通过杂 质接触) ， 此时摩擦力楚裂大鼢 迟缓率髓之 增大了 ， 在两 曲线之间形成循 曲“ 死 区” 。对 机组j 运行是极 为不利的 。 。 0 帆 组转 述或 负荷 变化 r， 讽 器 ： ； 的订 n i 1电棚应变化 但是 由于中 滑矧 所控制 的高 、 中压 l i 动机漉 j 口不f i 乜 i i 转 述 、 负简 的 化做 相 应 化 ， 旦 【 lj 澍 ；侧 的 运 动 s 久 j i 、 j 后 ， 滑 阀 ： 耋功 j ： 使 ： 制高 中压 油动 机油 口突然 化 ， 此 时高 中 油动机 也突然 化 ( 转速 或 负荷 突然发 生变 化 ) ， 造成 机组 不能 稳定 运行 出现 转速和 负 荷“ 过增” 、 “ 过减” 缘 为了降低摩 接 j ， 滑阀的灵敏度 ， 将 _ 1 间滑 阁除 了 中 改进外 ， 还 要将 滑 阀设计 成与套 筒接触 尽 n 1 ， 又 能旋 转 的 结 构 。由于 滑 阀与 嬖 筒 i i _i j 有较 大 的 间隙 ， 使 一 定量 的油在其 流过。当滑阀旋转时 ， 其表而 带 动粘性 的油 ， 在 滑阀与套 筒表 面 间形成 油 膜 ， 形成一定的压 力艇滑阀 向中心移动 ( 即泔 阀和套筒就中性好) ， 此时滑阀与套筒的金属 表面 不会直接 接触 将 原来 的干摩 擦和半 ： ： 摩擦变 为粘摩擦 ， 其摩擦 系数 降低了很多倍 从而 大大提高 了滑阀的 灵敏度 ， 使 饥组运 行 稳 定 。 2 试验 星行 ： 2 1 厂内试验 ： 艉 2 2号 透 平 油 试 验 ， 油 压 为 1 9 6 mp a 油温为 4 5 ， 滑 阀的转速 为 3 5 0 4 5 0 r mb 。 改造前后 的曲线详 见 图 l 、 2 、 3 ， 从 以上 曲线 叮看 出： 改造后 的 曲线 比改造前 的 曲线有 听 歧卉。 终 。 迟缓率小 ， 达到了设计要求 ： 0 ： 。 t- 啪 一 ， r i nf ll 划 ! 氘 q m l 问 阀行程关 系f 改 造前 ) 维普资讯 2 4 4 汽轮机技术 流 阎面 耔 i ， mit l 图 2 节流阀面积与中间滑阉行程关系( 改造后) 卅步器行 程 f l | m 注 ： 粗 实线 改造前 细实 线一改造 后 图 3 联动试验 同步 器行程 与高 中压油 动机行 程关 系 2 2 电厂试验及运行情况 ： 从 陡河 电厂 的 2 0 0 mw 机 组 静 态试 验 ， 同步器行程和油动机行 程关 系( 见图 4及 图 5 所 示) 可以看 出， 改造后 的曲线 比改造前的 曲 线 ， 不仅线性度 好 ， 且迟缓 率也小得多 。几年 来 陡河等电厂机组运行 一直很稳 定 。负荷 突 变 ， 空负荷转速 波动的现象 没有发生过。 第 3 7卷 同 步器行 程 ， mm 图 4 同步器行程与 高 、 中压油动机 行程关 系 f 改 造后 ) 同步 器行程 ， mm 图 5 同步 器行程与 高 、 中压油动机 行程关 系 ( 改造 前 ) ( 下转第 l 9 8页 ) 0 一 基 罂 维普资讯 l 9 8 汽轮机技术 第 3 7卷 图 8叶栅 生 成 图 输入数据 输 出结果 t 0 7 66 2 nb 41 b 1 3 89 2 c 1 2 6 3 o 2 5 6 4 ct 0 7 b 4 o d 1 8 l 3 l & 一 6 o a 1 0 0 00 2 tm 01 7 58 0 02 s 0 16 47 l 6 xc g 0 6 09 5 西 6 yc g 0 65 5 1 o 03 66 1 r 5 0 e e 3 0 45 0 cl 1 7 9 5 4 z 0 8 20 9 6 81 4 6 5 2 2 03 2 选 择适 当 的曲线 函 数连 结 5个 关 键 点 ，这里选 用了 3种 曲线 。对前缘 、 后缘及吸 力面 尾部至喉 部 用 圆弧 曲线 ， 吸 力 面喉部 至 前缘切点 、 压力面选 用三次多 项式 ， 各 曲线交 接点要求连续同时保证阶导数光滑。 3 由上面确 定的叶型 参数 及形状 ， 计 算 出其它 各参 数 。同时考查 叶栅 的气动性 能及 强度 、 工艺等 ， 如不满意 回去 ( 1 ) 。 图 8给 出 了由模型 设计 的 叶栅 ， 同时给 出了输入 、 输 出数据 。 3 结 沦 1 该模型具 有广泛适用而 又简单快速 生 成 叶型 的特点 ， 它分析所有 可能的参数 ， 并能 方便得 出参数 对型 而的影响 。 2 与 流场计 算结合 使用 ， 可 以从 数值 方 法设计满意的叶栅 。 3 可 以选用 不 舌 1 的曲线 函数规律 ， 使透 平叶栅 的工程造型方法得到进一步发展 。 参考文献 1 ab bo t t a n d vo n do e n h of f，the o r y of w n g e ,： t i o n s dov e r pub l i c a t i o n s，ne w yo r k， 1 9 5 9 z pr i t c h ar d 1 j an el e v e r pa r me t e r ax i a l tur b i n e ai r f o i l geome t r y me ad ， asme， 8 5 - gt- 21 9 3 李根 深 ， 陈乃兴 ， 强 国芳 ， 船用 燃气 轮机轴 流式 叶 轮机械 气动 热力学 ， 下册 ， 国f翕工业 出版杜 ， 1 9 8 5 (1 - 接第 2 4 4页) 3 结 论 工厂试验和 电厂运行情况表明 ， 改造后的 中间滑 阀降低 了高压油动机排油流速 ， 增大 了 滑阀抗干扰 、 抗干涩 力， 对机组运行 的稳定性 、 可靠性 都起了很