摘要：汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的振動不穩(wěn)定性越來越明顯。在大型互聯(lián)系統(tǒng)中，最可能的穩(wěn)定性問題是低頻振動。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一個重要問題。如果大電網(wǎng)的穩(wěn)定性遭到破壞，將造成一個或多個地區(qū)大面積停電，生產(chǎn)生活一度陷入癱瘓和無序狀態(tài)，給人民生命和國民經(jīng)濟造成災(zāi)難性損失。我國汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)失穩(wěn)所造成的經(jīng)濟損失也令人震驚。因此，對汽輪機調(diào)速系統(tǒng)低頻振動的研究越來越受到電力學(xué)者和專家的重視。
關(guān)鍵詞：汽輪機;低頻振蕩;調(diào)速系統(tǒng)
引言：汽輪機調(diào)速系統(tǒng)振動頻率低，振動范圍廣，振動持續(xù)時間長。發(fā)生振蕩時，系統(tǒng)運行正常，無明顯故障和運行。系統(tǒng)的主要振型具有良好的衰減特性。振動的原因和機理尚不清楚。根據(jù)目前的調(diào)查數(shù)據(jù)，當(dāng)部分電網(wǎng)振蕩時，局部電網(wǎng)電阻較弱，當(dāng)部分電網(wǎng)振蕩時，部分機組出現(xiàn)負(fù)衰減低頻振動。當(dāng)一些電網(wǎng)發(fā)生振蕩時，一些電站不能正常運行，甚至有些電網(wǎng)也沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。傳統(tǒng)的負(fù)功率衰減低頻振動理論不能很好地解釋這些現(xiàn)象。顯然，這種低頻振動對汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的危害更大。如何更好地理解、解釋和解決這一低頻振動問題具有重要意義。
一、低頻振蕩的共振機理
渦輪速度調(diào)整系統(tǒng)的低頻振動是動力穩(wěn)定的研究課題。本文主要研究了同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間的相對搖擺穩(wěn)定性。在研究中，我們認(rèn)為它是剛性的，忽略了渦輪機軸系統(tǒng)的變形。發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程是二階常系數(shù)非整流微分方程。忽略原始動機功率的變化，轉(zhuǎn)子運動方程是二次常系數(shù)的微分方程。這是研究渦輪速度調(diào)整系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性分析中負(fù)衰減機制的低頻振動的轉(zhuǎn)子動力范圍。這假定系統(tǒng)是自治系統(tǒng)，但是研究的是轉(zhuǎn)子二次系數(shù)的微分力路徑的一般解，系統(tǒng)的衰減與之相關(guān)。
如果發(fā)動機的二次常系數(shù)方程不能忽略轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的二次常微分方程。在非均勻微分動態(tài)過程中，包括解和特解，解是負(fù)正或負(fù)正。解決辦法直接關(guān)系到非自治領(lǐng)域。這個系統(tǒng)是否是自主的，意味著入口有時是可變的，汽輪機電站動機的功率變化頻率接近系統(tǒng)固有的低頻振蕩頻率。轉(zhuǎn)子角分辨率包括振幅相等或不減小的特殊振動解，剩余的特殊解決方案將轉(zhuǎn)子角作為不穩(wěn)定的水平振動，即低頻共振。
二、振蕩的特性及其影響因素
汽輪機速度控制系統(tǒng)的諧振機構(gòu)的低頻振蕩是由發(fā)動機功率的初始擾動引起的，擾動頻率與系統(tǒng)的內(nèi)在振蕩頻率相吻合或接近。先生共振機構(gòu)是不同的減震機構(gòu)蓋蒂夫低頻率振蕩波形的共振機制是振動特性脾只有兩三個振蕩循環(huán)從擾動到振幅最大值振蕩當(dāng)頻率差超過某一特定頻率時，很難維持功率振蕩，在啟動振蕩或者在振蕩消失快要出現(xiàn)擾動消失時，功率振蕩幅度大大降低。
介紹了振蕩機構(gòu)的低頻振蕩波形特性，特別是反映振蕩條件的振蕩波形特性，例如振蕩頻率。振動幅度值和振動比振蕩具有還原系數(shù)振蕩機構(gòu)的低頻振蕩頻率與汽輪機控制系統(tǒng)的固有振蕩頻率相同或相同。同一周期性振蕩頻率，最大振蕩幅度是諧振機構(gòu)的低頻振動，在諧振過程中的中間振蕩幅度，負(fù)陰離子比是放大諧振機構(gòu)的低頻振蕩幅度。
三、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理
渦輪的進(jìn)口參數(shù)和排氣壓力不變的情況下，機器產(chǎn)生的機械輸出與渦輪的吸氣量幾乎成正比。因此，當(dāng)消耗功率(即外部電負(fù)載)增加時，渦輪的供給量增加，反之亦然。
如果自動調(diào)節(jié)性能的話，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度會有很大的變化。這是因為外部的電力負(fù)荷發(fā)生了很大變化，特別是發(fā)電機的出口發(fā)生了故障的情況。當(dāng)所有負(fù)荷都振動時，渦輪的最大旋轉(zhuǎn)數(shù)就會增加。只有渦輪的自動調(diào)整功能，才會發(fā)生重大事故。另外，只有自動調(diào)整性能與渦輪運轉(zhuǎn)的客觀要求相矛盾。除了電壓以外，發(fā)電機的并聯(lián)連接也很難。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化大時，渦輪速度變化很大，效率下降，渦輪自調(diào)整性能滿足驅(qū)動要求嗎?
因此，需要在汽輪機上安裝一個自動控制系統(tǒng)，以便通過一個變換信號來控制汽輪機。速度因此控制系統(tǒng)的任務(wù)是，當(dāng)外部電荷變化，蒸汽輪機的旋轉(zhuǎn)速度隨時間而變化時，自動改變輸入空氣的數(shù)量。以使電力適應(yīng)外部電荷，并確保調(diào)節(jié)機器的轉(zhuǎn)速偏差不超過規(guī)定的最小范圍。
當(dāng)汽輪機運行時，汽輪機發(fā)生器的運行狀態(tài)取決于直接在其上運行的扭矩關(guān)系。轉(zhuǎn)子摩擦扭矩被忽略了兩個扭矩在渦輪發(fā)生器的轉(zhuǎn)子上蒸汽隨著輸入空氣量的增加，煙霧蒸汽膨脹作用扭矩增加，以方便轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著負(fù)荷增加而增加電子學(xué)當(dāng)蒸汽渦輪發(fā)生器的輸出滿足正常的蒸汽要求時，兩個扭矩相對均衡。使用速度恒定，渦輪穩(wěn)定這種穩(wěn)定只是暫時的，外部負(fù)荷隨時間而變化。時間從外部負(fù)載降低穩(wěn)定的工作條件，當(dāng)外部負(fù)荷增加時，旋轉(zhuǎn)速度降低。
因此，為了滿足用戶的使用需求，必須保持扭矩平衡，并確保轉(zhuǎn)矩速度。旋轉(zhuǎn)適宜的控制系統(tǒng)使旋轉(zhuǎn)速度保持在指定的限度內(nèi)，及時改變蒸汽輪機的輸入空氣量，并在平衡關(guān)系中斷時恢復(fù)工作平衡和穩(wěn)定性。
四、調(diào)速系統(tǒng)擺動原因分析及其對機械功率的影響
(一)速度波動率太小
調(diào)整系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速變化過小，靜態(tài)特性曲線過慢，電力網(wǎng)負(fù)荷的頻率變動大，振動范圍根據(jù)頻率變動有規(guī)律地變化。因此，控制系統(tǒng)的變速率不太低，通過增加壓力變換器彈簧的剛性，減少壓力變換器脈沖排油窗口的寬度，調(diào)整半油壓控制系統(tǒng)，通過增加油反饋窗口的寬度可減少孤子調(diào)節(jié)閥的重疊(或增加調(diào)節(jié)閥的真空行程)?？砂徇\反饋桿的支撐點和反饋彈簧桿的比例尺寸都是提高急變速度的主要原因。
(二)調(diào)節(jié)汽閥重疊度不當(dāng)
當(dāng)并行網(wǎng)絡(luò)運行時，控制閥的重疊不充分導(dǎo)致負(fù)載振蕩，但通常不會在真空負(fù)載運行期間發(fā)生，而真空負(fù)載通常僅發(fā)生在負(fù)載區(qū)域，即區(qū)域因此，當(dāng)控制系統(tǒng)搖擺時在負(fù)載區(qū)域內(nèi)，負(fù)載必須從該區(qū)域的城市中移除，控制閥的同步必須及時檢查。有用的通常通過在休息期間改變每個閥的量來實現(xiàn)有效的調(diào)節(jié)。
(三)控制系統(tǒng)的過度延誤
如果調(diào)節(jié)系統(tǒng)的膨脹率高，則調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作基本上被調(diào)節(jié)速度延遲。旋轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)運行期間的振蕩電荷和網(wǎng)絡(luò)隔離期間的旋轉(zhuǎn)速度也在振蕩。慢的由于滑動環(huán)的磨損、滑動閥的磨損以及由于位置操作或長期操作而使控制裝置驅(qū)動機構(gòu)的移動連接，延遲率太高。
一個詞無節(jié)流閥的滑動閥壓力轉(zhuǎn)換器的滑動閥、簡化的組合、摩擦力的增加和過時的油窗模式重要的閥桿，閥蓋的變形，彎曲的磨床，增加的摩擦力，控制系統(tǒng)更少敏感度增加距離和延遲油含有水和雜質(zhì)。節(jié)流閥、發(fā)動機活塞等腐蝕性生銹、活性強度增大、系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)。因此為了確保汽輪機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對汽輪機的大小施加嚴(yán)格的要求。一般規(guī)則測試能夠準(zhǔn)確地測量規(guī)定的延遲率。調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠分析影響慢速率的主要因素，以確保維護(hù)和檢查。
同時，脈沖油稍微變化的話，進(jìn)入油發(fā)動機，堵塞排氣電路，阻止油發(fā)動機的動作。節(jié)氣門要稍微高于肩膀的高度。大的值被稱為錯誤的油門。過密會遲到，也有過密。因此，脈沖油根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度的變化而變化。錯誤的潤滑閥必須首先移動到由脈沖油壓規(guī)定的一定距離。因此，必須通過加油口進(jìn)出。動力可以進(jìn)入油路。因此將調(diào)整系統(tǒng)的運行時間推遲，增加延遲率，因此不能關(guān)得太大。
電力論文投稿期刊：南方電網(wǎng)技術(shù)(雙月刊)創(chuàng)刊于2007年，是由中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司主管，南方電網(wǎng)技術(shù)研究中心主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的技術(shù)類科技期刊，主要刊登電力系統(tǒng)的科研、規(guī)劃、基建、生產(chǎn)運行和維護(hù)等方面的成果、經(jīng)驗和動態(tài)，發(fā)行數(shù)量8000份以上。
結(jié)束語
在本文中，我們介紹了低頻振動的諧振機制，討論了系統(tǒng)中各種形式的擾動對聯(lián)合報告機制的低頻波動特性的影響，并且指出渦輪機操作手冊的周期性擾動可能導(dǎo)致諧振機制的低頻振動。但是，渦輪速度調(diào)整系統(tǒng)故障的原因有很多方面，原因很復(fù)雜。這項研究表明，當(dāng)諧振條件接近渦輪調(diào)速系統(tǒng)的固有振動的顯著性時，會發(fā)生對應(yīng)于機械功率的變化，并且可能引起渦輪調(diào)速系統(tǒng)的諧振機制的低頻振動。
參考文獻(xiàn)
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作者：喬丹
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