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负荷波动率

负荷波动率
负荷波动率

负荷分析上的一个新概念——负荷波动率

河北省元氏县电力局牛治文

一、现行负荷率的计算方法及存在的问题

1、负荷率的定义及计算方法是:

日负荷率=

其中:日平均负荷=日用电量/日供电时间。

日最大负荷是指本日供电时间内出现的最大负荷;但由于变电站采用定点抄表;为便于计算,不少地方规定以上午l 0时或下午8时高峰时的最大负荷为日最大负荷。

日平均日负荷率

2、按以上所规定的方法来计算负荷率,能反映出平均负荷与最大负荷的比值,进而提供最大负荷情况,为发供电部门确定潮流分布提供资料。但负荷率法在实际应用中存在以下问题:

(1)不同的变化负荷所标出的负荷率可能相同,因而负荷率不能确切反映出负荷的变化情况。

例如图所示二个变化负荷,分别对其计算。

通过计算看出,虽然二个负荷变化情况大不相间,但负荷率数值相同。可见用这样的负荷率来衡量供用电情况是不能全面说明问题的。

(2)现行负荷率计算中,只反映了平均负荷率与最大负荷率的关系,而没有反映出对运行有很大意义的低谷负荷情况;只反映了最大负荷的数值,而没有反映出最大负荷出现的时间长短;只反映了负荷的集中程度(由平均负荷反映出来),而没有反映负荷的分散程度。因此负荷率不可能全面地准确地反映出负荷变化的情况,也不能合理地对供用电情况进行衡量和考核。

(3)在进行负荷计算时,若按定点抄表的规定以上午10时或下午8时高峰时的最大负荷为日最大负荷,这样计算虽然简易,也能起到削峰填谷的作用,但计算结果并不能反映出供用电情况的好坏。如果上午10时或下午8时这两个钟点的负荷并不大,而最大负荷出现在非定点抄表的钟点上,所算负荷率可能很高,但供用电情况并不一定好;更有甚者,按这种规定,所标出的负荷率可能大于100%,而负荷率大于100%是无任何物理义的,也达不到负荷率统计的目的。

负荷率存在上述问题,满足不了我们现在进行负荷分析的要求,因此应当寻求更能全面地科学地反映负荷情况的物理量。

二、负菏波动率的定义

我们寻求新概念的目的主要是为了衡量考核供用电情况的好坏,也即想通过一个最简明的数字来反映负荷的变化情况。既然要反映负荷的变化,理所当然的应该借助反映负荷变化情况的最基本的参数。从概率统计学中知道,反映负荷这

个随机变量最基本的数字特征是负荷的均值,及负荷的标准差s。这样,新的概念就应建立在负荷的均值和标准差这两个参数上。

负荷的均值反映了负荷的集中程度,负荷的标准差s反映了负荷的分散

程度,而负荷标准差与均值之比则反映出负荷分散程度的相对大小。这个比值在概率统计中称为变异系数。

由于变异系数把负荷的两个数字特征汇于一体,综合反映了负荷的变化情况,因此用它来反映供用电情况的好坏应当是既简明又全面的。

由此,我们建立起了一个新的概念,定义:

负荷的标准差与负荷的均值之比为负荷波动率。通常情况下,我们用百分数表示,

即:

f=×100%

三、负荷波动率的特点与用途

1.按照负荷波动率的定义,可知:

在供用电时间内,若负荷恒定,s=0,则负荷波动率f=0%。

当负荷分散程度越大,标准差s越大,因而负荷波动率f也就越大。就是说负荷波动率越大,说明负荷波动性越大,供用电也越不好;负荷波动率越小,说明负荷越平稳,供用电情况越好。显然负荷波动率这个名词本身与它反映的实际问题是直观的一致的。

对于一般负荷来讲,其标准差s小于均值,尤其整个变电站的电力负荷,它一般具有正态分布的特点,其标准差s必小于均值,所以负荷波动率一般是界于0%和100% 之间的数,即0%≤f<100%。

2.负荷波动率也可解释为:单位平均负荷时的负荷分散程度。因此,负荷波动率不表示负荷波动或分散程度的绝对情况,所表明的是负荷波动或分散程度的相对情况。达点正是我们日常工作所需要的。比如:甲站平均负荷为1000KW,负荷标搓差为100KW,乙站平均负荷为5000KW,负荷标准差也为100KW,从负荷波动的绝对数值来看,二者相似,但我们绝不认为两站供用电情况一样好。若用负荷波动率表示,甲站负荷波动率为100/l000=l0%,乙站负荷波动率为100/5000=2%,显然这与我们经验上认为乙站供用电情况好是一致的。

由此也可看出,采用负荷波动率这一概率,使得负荷波动有了可比性,不同变电站的负荷变动情况更便于比较,从而为供用电情况的考核创造了条件。

3.不同的变化负荷,其数字特征、s不同,由此计算出的负荷波动率f

也不同。负荷波动率与变化负荷之间建立起了一一对应的关系,因而就更能确切地反映负荷的变化情况。

二种负荷的负荷波动率不同,表明它们的供用电情况不同,图1(a)负荷波动小,图1(b)负荷波动大。而用现行的负荷率概念来考虑,因二种情况负荷率相同,就不能判断出哪—种供用电情况好些。

4.负荷波动率计算过程中,不仅考虑了负荷的集中程度,也考虑了负荷的分散程度;不仅考虑了各种负荷数值的大小,也考虑了各种负荷出现的概率;不仅考虑了最大负荷,也考虑了低谷时的最小负荷。这都是由于计算时采用了标准差

s和均值,而标准差s是根据负荷的概率分布,用数理统计的方法求出的。所以负荷波动率较全面地反映了负荷的变化情况。

5、采用负荷波动率同样能为发供电部门提供潮流分布资料。

若已知负荷波动率及供电量,应用公式s=f·,就可以算出负荷的标准差

s,然后应用概率统计方法可进一步求出最大负荷、最小负荷,及各种负荷的分布情况,可见由于采用负荷波动率,能为我们提供的资料更多了,这对上一级供电部门分忻判断下一级供电部门的供电情况显得更加方便。

6、采用负荷波动率同样能起到控制高峰负荷的作用。如果所算负荷波动率大,就应当削峰填谷,而高峰一般是出现在上午l 0时及下午8时左右,因此削蜂的对象主要是控制这两个时段的负荷。当然高峰和低谷时间不是绝对的,只要负荷波动率大,高峰出现在何时采取措施加以控制。如麦收时节白天负荷被控制,一般不大,到夜间设备全部投入运行,负荷很大,结果低谷变成了高峰,为了使整个供用电系统发挥最大效益,这时就应该控制晚上出现的高峰。又比如:农电负荷中特大负荷使并不多(由于没有大设备),而特低负荷很易出现(如下雨后或夜间变压器基本空载),这种情况下所计算出的负荷率一定低,看不出问题,而计算出的负荷波动率是高的,说明供用情况不好,从而采取对策,提高低谷时的负荷。

7、负荷波动率定义及计算公式不仅适用于求日负荷波动率,也适用于求月负荷波动率,计算不同时段的负荷波动率,只要采用不同时段的值即可。

8、如果一个变电站白天、晚上所分配的指标差异很大,或者白天拉路限电严重,晚上基本不限电,这种运行方式对整个电力系统来说不是经济的,但在电力紧张的情况下,不得不采取这种措施。在这种情况下不管计算全天的负荷率或是计算负荷波动率,所得结果都是不正确的,所算出的数值都没有实际意义。因此在此情况下,我们应分别计算出白天和晚上的负荷波动率,分别考核。

9、利用、s和f可以综合衡量或考核供用电情况的好坏。

一般利用负荷的均值与所分配的电力指标进行比较,看是否超指标用电,用负荷波动率f来衡量负荷的波动大小。

在不超指标用电的情况下,负荷波动率越小,表明供电情况越好。

四、负荷波动率的计自算

首先求出计算时段内的均值和标准差s,然后利用公式f100%即可求出负荷波动率。

计算负荷值大体有二种方法:

1、根据电量求:

这种方法计算简单,所算结果准确,是最常用的方法。

按照负荷记录,直接由电子计算器便可计算出。由于变电站每天的负荷

记录有限,因此在求日负荷均值时采用的是小样本,当然在求月负荷均值时就可采用大样本。根据样本求出的负荷均值或多或少存在些误差。

按照负荷记录,直接由电子计算器便可求出s。如果求出的是样本的标准差,还要用点估计的方法推断出母体的标准差来。在求日负荷标准差时一般采用小样本,在求月负荷标准差时就可以采用大样本。

我们看到,在计算、s时一般要做统计计算,现在电子计算器已相当普

及,用电子计算器做统计计算是相当简单的事情,因此负荷波动率的计算并不复杂。需要引起我们注意倒是应加强原始资料的收集工作,尽量搞齐抄全负荷记录,因为所取得的样本越多,所计算结果越准确。

五、应用举例

1.元氏变电站82年7月26日日负荷波动率计算。

变电站原始记录资料如表一:

2.元氏变电站82年7月下旬日负荷波动率比较及旬平均日负荷波动率:原始记录及计算结果如表2,为便于比较,表2中同时列出负荷率计算结果。

从表2计算结果来看,按日负荷波动率衡量每日供用电情况的好坏,与按负荷率来衡量大体相当,即负荷率较高,供电较好的日子,其负荷波动率一般较低,也正说明此日供用电情况较好,可见引入负荷波率的概念与我们传统的概念,实际的情况是没有矛盾的。

但是表2中负荷率出现了没有物理意义的大于100%的数值,而负荷波动率计算结果绝对不会出现无意义的数值,这就说明负荷波动率的引入只会使概念更加清楚,实用价值更大。

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汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]..

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汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要:为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定,加强汽轮机组日常保养与维护,保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除,在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词:汽轮机;异常振动;故障排除;振动监测;汽流激振现象 对转动机械来说,微小的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动,系指机组转动中振幅比原有水平增大,特别是增大到超过允许标准的振动,也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡(掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等)、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动,以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大,甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏,加剧动静部分摩擦,形成恶性循环,加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷,隐患的综合反映,是发生故障的信号。因此,新安装或检修后的机组,必须经过试运行,测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格

标准以下,方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因,采取措施将振动降到合格范围内,才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因,汽轮机组故障时常出现,这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响,只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因,比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此,针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要,只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面,汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 (一)汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征:一是应该出现较大量值的低频分量;二是振动的增大受运行参数的影响明显,且增大应该呈突发性,如负荷。其原因主要是由于叶片

汽轮机负荷波动原因分析和处理措施(新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 汽轮机负荷波动原因分析和处理 措施(新版)

汽轮机负荷波动原因分析和处理措施(新版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 以长江动力Q3052C型汽轮机为例,针对汽轮发电机组在运行中出现功率波动的问题,通过对505E控制系统调节回路各环节的分析和试验,找出了EH油内含颗粒杂质过多是造成该问题的主要原因,并结合实际工况通过控制器内部PID参数整定消除部分影响。列举运行中可能出现的问题,提出分析建议和处理措施。 湖北大峪口化工有限责任公司3#机为长江动力Q3052C型。在试车成功后一段时间,突然出现电负荷有大幅波动且滞后很大现象。经多方排查,检测出EH油质不达标准,经处理后虽已无明显波动现象,但控制滞后还是较大。根据实际工况重新整定PID参数后,基本能达到工艺控制要求。 调节回路波动主要原因分析 2.1主控制器(505E)故障 2.1.1原因分析:505E是以微处理器为基础的调速器,通过电液转换机构对汽轮机调节汽门进行控制,实现对汽轮发电机组实行自动

浅谈小型汽轮机组调速系统负荷波动的原因

浅谈小型汽轮机组调速系统负荷波动的原因引言 汽轮机组是整体系统的动力装置,为整个系统的正常运行提供驱动保障,机组的调控系统所承担的数值负荷状况非常重要,它是保障整个机组正常、高效运行的重要基础,可以促进机组健康长久地运行,加强对机组调速系统技术提升,科学控制机械负荷控制,对确保整体系统的质量与性能高效发挥有着重要作用。 1 汽轮机组调速系统运行的特点 现代汽轮机调速系统主要包括以下几个主要部件,那就是转速调节系统、动力传送系统、监测反馈系统和调控系统组成。调整系统主要是通过对汽轮机的总体性能进行科学调整,使汽轮机组的输出功率与供电负荷保持匹配,从整体上互相平衡,从而更好地促进整个机组的性能发挥。 汽轮机组的调速系统多数由两脉路油冲组成,就是高压脉油冲与低压脉油冲两种。低压脉冲油管的结构细而且长,在工作中容易出现一些信号传递中的失真问题,出现系统工作故障问题,另方一面,由于低压脉冲部件与机组的油泵组相连,在回油过程中由于系统管道的回油管细长,在管道的弯曲与弯扁管道处,油的运输过程中易出现管内压力不够,影响到系统的运行。同时弯曲的管道多也会让回油管水平的高度与油箱内的高度有差距,在油的传输过程中在管道内不能形成正常的压力,在回油过程中会出现油忽多忽少的现象,相应的油压会忽高忽低,造成调速系统紊乱,影响到机组的正常运转。 实践表明,在整个机组的实际运行中,由于制造、安装、维护、检修等一系列过程,会出现一些与具体要求标准不大相符的情况,给整个调速系统造成一些异常情况,造成机组调试系统中的负荷与规定标准不相符,从而在后期的系统运行中出现不稳定性,影响到机组的可靠运行,因此在整个系统的安装、调试、检修过程中,加强对基本设施的检查与调试非常重要,特别是调速系统的数值摆动现象,它是整个机组系统行运的最基本保障,处理不当会给相关设备及安全运行带来隐患。系统数值摆动是指机动轮转机与负荷等不相匹配,不能形成稳定的工作性能,产生了较大动力波动。引起调速系统油压波动的原因主要是油泵本身工作不稳定,在工作中受外界因素的影响,如当机器吸入的空气情况不同,造成在内部的压力不周,可能会导致油压数据的波动,从而对调速系统的稳定性形成一定的影响,另外在机器运行中,润滑器的运行情况,也是影响到调速器数值的一个重要因素。 2 引发机组调速系统负荷波动的要素分析 汽轮机组调速系统负荷波动的原因很多,以下几个方面是对汽轮机组调速系统负荷波动参数较大。

汽轮机技术问答(简答题)

汽轮机技术问答(简答题) 1.凝结水泵空气平衡管的作用什么?答:当凝结水泵内有真空时,可由空气管排至凝汽器,保证凝结水泵正常运行。 2.汽轮机本体有哪些部件组成?答:汽轮机本体由静止和转动两个部分组成。静止部分包括汽缸、隔板、喷嘴和轴承等,转动部分包括轴、叶轮、叶片和联轴器等。此外,还有汽封。 3.凝汽器运行状况好坏的标志有哪些?答:凝汽器运行状况主要表现在以下三个方面:1:能否达到最有利真空。2:能否保证凝结水的品质合格。3:凝结水的过冷度能够保持最低。 4.凝汽设备的任务有哪些?答:主要有两个:1:在汽轮机的排汽口建立并保持真空。2:把在汽轮机中做完功的排汽凝结水,并除去凝结水中的氧气和其它不凝结气体,回收工质。 5.简述汽轮机油系统中注油器的工作原理。答:当有压力油经喷嘴高速喷出时,利用自由射流的卷吸作用,把油箱中的油经滤网带入扩散管,经扩散管减速升压后,以一定油压自扩散管排出。 6.水泵汽化的原因是什么?答:水泵汽化的原因在于进口水压过低或水温过高,入口管阀门故障或堵塞使供水不足,水泵负荷太低或启动时迟迟不开再循环门,入口管路或阀门盘要漏入空气等。 7.锅炉给水为什么要除氧?答:因为水与空气或某气体混合接触时,就会有一部分气体溶解到水中去,锅炉的水也溶有一定数量的气体,其中给水中溶解的气体中危害最大的是氧气,它对热力设备造成氧化腐蚀,严重影响着电厂安全经济运行。此外,在热交换设备中存在的气体还会妨碍传热,降低传热效果,所以锅炉给水必须进行除氧。 8.汽轮机喷嘴的作用是什么?答:汽轮机喷嘴的作用是把蒸汽的热能转变成动能,也就是使蒸汽膨胀降压,增加流速,按一定的方向喷射出来的推动动叶片而做功。 9.简述热力除氧的基本条件。答:热力除氧要取得良好的除氧效果,必须满足下列基本条件:1:必须将水加热到相应压力下的饱和温度2:使气体的解析过程充分3:保证水和蒸汽有足够的接触时间和接触面积4:能顺利地排出解析来的溶解气体

汽轮机负荷升高转速不变

为什么汽轮机进汽量增加时,汽轮机转速不变,发电机负荷会升? 首先必须明白发电机的工作原理:我们都知道一个物理现象:就是一个线圈在磁场内旋转,做切割磁力线的运动,在电磁作用下,线圈中会产生感应电流,通俗点说就是产生了电能。发电机就是根据此原理进行设计制造的,不过比较复杂而已,但基本原理是相同的。 发电机的转子为磁极,转子内部装有励磁绕组,当通上直流电后就会励磁,产生磁场,通俗的说就变为电磁铁,一般给转子供给直流电的设备我们叫励磁机,就是接在发电机后部的那个,它的作用就是在运行中发出直流电,供给转子励磁线圈使用,以便产生磁场,这种供给直流电的方式在电气专业叫他励方式,还有一种自励方式,就是不要励磁机(所以有的会员所用的发电机后部并没有励磁机),而是使用发电机所发的交流电,经励磁变(硅整流)后改成直流电,供给转子线圈使用。顺便说下,我们经常看到的发电机转子上的碳刷,就是供给转子直流电的设备,当发电机直流电供给过大时(也就是电气专业所说的无功较高),此时碳刷就易出现打火现象(这只是打火的原因之一,我只是顺便说说,让大家了解下)。 在发电机定子铁芯上嵌有三相对称绕组,就是我们日常所说的定子线圈,发电机工作时,汽轮机带动发电机转子(磁极)旋转,使定子线圈绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势,即发出电能了。这个过程其实就是磁场在旋转而线圈是固定的,但其产生电能的作用和我前面所说的原理是一样的。 我们国家的交流电的频率为50HZ,根据这个公式:f=pn/60(f为频率,p为磁极对数,n为发电机转速)可知,如想得到想要的频率,只要根据机组工作转速设置合适的磁极对数即可。汽轮发电机组的工作转速为3000r/min,有上述公式可知其对应50Hz的频率,设置一对磁极对数即可。另根据上述所说的,大家也可算算核电站机组的工作转速为:1500r/min,水电站水轮机组的工作转速为750r/min,要发出的50HZ频率交流电来,应装多少磁极对数?发电机当其磁极数固定不变时,其频率f和转速n成正比关系,这是同步发电机的最大特点,也是同步发电机的调频原理。发电机孤网运行时,调节其转速可以改变其频率,一旦与电网并网后,由于并上电网的机组频率都是保持在50Hz运行,所以发电机也就保持其额定转速运行,并且机组的转速根据电网频率的波动而变化。因此作为发电机原动机汽轮机,进汽量的改变,只是将能量用在克服发电机的电磁力矩,故只会改变发电机输出功率,将机械能转化为电能,而不会提高转速。这里再说下,当增加汽轮机的进汽后,发电负荷增加,电气专业也会相应的增加励磁电流,用他们的专业术语叫加无功,而汽机所看到的负荷在电气专业叫有功。 这也是我们曾经说过的:当汽轮机遇到紧急情况需迅速停下来时,除了破坏真空外,也可要电气增加励磁,其实就是增大机组的旋转阻力,使之能够迅速停下来而已。 机组在运行中,开大调门增大进汽,对于电气专业来说就是增大有功功率,也就是我们通常说得电负荷增加了。与此同时,电气专业也会相应增加发电机的励磁电流,这个电气专业叫增大无功,从而达到你说的维持新的电磁力矩平衡,在电气专业来说也就是保证发电机在规定的功率因数下工作。如果你们的机组并网运行,那么就算是不增加无功,也可以从电网上吸收无功的,就是说可以维持你说的这个平衡。不过要是孤网运行时,在增加有功后必然要根据当时的周波、电压调整无功,因为这时不能从网上吸无功了,如果不加,电压、周波会降低的。而且如果一直加有功(就是你说的加进汽),而不加无功,那么就算是在并网运

汽轮机负荷波动原因分析和处理措施

汽轮机负荷波动原因分析和处理措施 摘要:以长江动力Q3052C型汽轮机为例,针对汽轮发电机组在运行中出现功率波动的问题,通过对505E控制系统调节回路各环节的分析和试验,找出了EH油内含颗粒杂质过多是造成该问题的主要原因,并结合实际工况通过控制器内部PID参数整定消除部分影响。列举运行中可能出现的问题,提出分析建议和处理措施。 关键词:汽轮机,505E,波动,整定 1.引言 湖北大峪口化工有限责任公司3#机为长江动力Q3052C型。在试车成功后一段时间,突然出现电负荷有大幅波动且滞后很大现象。经多方排查,检测出EH油质不达标准,经处理后虽已无明显波动现象,但控制滞后还是较大。根据实际工况重新整定PID参数后,基本能达到工艺控制要求。具体原因分析及处理情况如下。2.1主控制器(505E)故障 2.1.1原因分析:505E是以微处理器为基础的调速器,通过电液转换机构对汽轮机调节汽门进行控制,实现对汽轮发电机组实行自动控制的系统。在机组运行过程中,505的工作直接影响汽轮机转速和机组负荷,密切关系机组的发电质量和安全。 2.1.2处理措施:关闭阀位限制器试着手动控制汽阀。用这种方式锁定汽阀且执行机构输出稳定,但系统仍然振荡,则说明问题不在于控制器 2.2转速传感器、功率变送器故障 2.2.1原因分析:本机组采用的是2个磁阻式探头互为冗余,输入信号高选为主。505E实测机组功率和机组转速作为反馈信号,转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正,功率给定与功率反馈比较后,经PID运算和功率放大后,通过电液转换器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号,对机组功率实现无差调节,若功率不反馈,则以阀位控制方式运行,即通过增加转速设定,开大调节汽阀,增加进汽量达到增加负荷的目的。若转速传感器、功率变送器故障则会影响到整个回路的稳定。 2.2.2处理措施:分别拆下2各转速传感器接至转速数字显示仪,转速均为正常。校验功率变送器电流和功率均输出正常。 2.3位移传感器故障 2.3.1原因分析:作为阀门位置反馈的线性位移传感器,随着阀门的变化而变化,其芯杆在线圈中反复移动,由于芯杆与线圈间存在一定的间隙,芯杆移动

汽轮机调速系统波动原因分析与处理

工艺与设备 化 工 设 计 通 讯 Technology and Equipment Chemical Engineering Design Communications ·90· 第45卷第2期 2019年2月 汽轮机调速系统是凝汽式汽轮机的主要附件之一,其日常工作状况直接影响到安全生产和系统的稳定运行。1 汽轮机调速系统工作原理 汽轮机调速系统同时接受二个转速传感器变送的汽轮机转速信号,将接收到的转速信号与转速设定值进行比较后输出执行信号,执行电信号经电液转换器转换成二次油压,二次油从底部进入错油门,推动滑阀旋转并上下颤振,错油门可将油路构成五档不同的油路,中间为动力油进油,在稳定工况,滑阀下端的二次油作用力与上端的弹簧力相平衡,使滑阀处在中间位置,滑阀凸肩正好将中间套筒的油口封住,油缸的进、出油路均被阻断,因此油缸活塞不动作,汽阀开度亦保持不变。若工况发生变化,如机组转速下降时,二次油压升高,滑阀的力平衡改变使滑阀上移,动力油通往油缸活塞上腔的油口被打开,活塞下腔与回油接通,活塞下行,使调节阀开度加大,进入汽轮机的蒸汽流量增加,使机组转速上升。2 存在问题 近期我公司汽轮机转速调节系统发生情况如下:1)6月13日08:23,调速器阀开度突然由72%开至83.4%,6月13日16:04,调速器阀开度突然由78.6%开至91.4%,最高达到98%。通过对比,汽轮机调速器现场的实际开度75%,二次油压指示0.4MPa (经过换算大约为83%左右),而控制室显示调速器的开度为92%。 (2)6月15日,汽轮机重新启机时,目标值为1 000r/min ,冲转实际值达到3 000r/min ,并且难以回落,同时错油门及其管道附件振动大。3 原因分析 (1)系统的部件有卡涩现象。汽轮机调速系统部件出现卡涩现象是影响正常生产的主要因素之一。卡涩问题的出现通常是需要活动的部件运行缓慢或者静止造成的,出现该状况后油压也处于不正常数值。除此之外,油的质量差以及调节部件的锈蚀也能使其卡涩。 随着转速的降低,调速器阀门实际开度、反馈开度偏差越小,同时可以看出转速越高二者偏差越大,而转速在10 701r/min 时,调速器实际开度和反馈开度之间相差23%,因此可以判断系统的部件之间存在卡涩。 2)零点漂移。电液转换器接受到4~20mA 的电信号,将其转化为0.15~0.45MPa 的二次油压,但零点漂移后就可能不在此范围内。 在静态调试过程中,调速器阀开度为0~100%时,对应的 二次油压为0.135~0.44MPa ,而正常调速器阀开度为0~100%时,相对应的二次油压应为0.15~0.45MPa ,因此判断电液转换器发生零点漂移。 3)汽轮机动力油油质问题。硝酸四合一机组动力油及机组润滑油均来自同一油箱,近期由于氮氧化物压缩机密封气压力偏低,导致氮氧化物气体进入油系统,造成润滑油颜色由黄色澄清变为红褐色浑浊,并且汽轮机进气侧油气呼吸帽处有水冒出,因此判断油系统内有蒸汽冷凝液的存在,同时润滑油在提供润滑的同时也会带入机械杂质。4 处理措施 1)将氮氧化物压缩机密封气压力由0.16MPa 提高到0.22MPa ,调整48h 后,通过氮氧化物压缩机回油视镜观察,润滑油颜色有明显好转。 2)启动滤油机,建立油箱与滤油机循环,除去油中携带的水分和杂质,定期对滤油机进行排水作业。通过现场观察,润滑油中确实有水存在。 3)对油箱中润滑油进行取样分析,分析结果显示油质合格。 4)在停车期间,将动力油、润滑油管线拆卸清洗,并用白布擦拭管道内壁、管道连接件及视镜,安装前用纯净压缩空气吹扫合格后安装复位。 5)拆检油动机及错油门。通过拆检发现,油动机活塞杆导向螺栓断裂,错油门内滑阀顶端转动盘脱落,是造成卡涩和错油门振动大的主要原因,应更换活塞杆导向螺栓和滑阀备件。 5 处理后的效果 经过对滑阀、油动机活塞杆定位螺栓的更换、油路系统的清洗、汽轮机调速系统参数的校正等操作后,冲转时汽轮机转速达到目标值后基本稳定无大幅波动,在机组带负荷和各种变工况的情况下,调速系统均能满足要求,消除了汽轮机调速系统的波动。6 结束语 引起汽轮机调速系统波动的原因很多,针对相关问题,肯定会有相关现象及相关数据偏差的表现,作为生产管理人员就要根据现象,综合调节系统原理,多方面多角度地系统思考,才能更好地解决现场出现的各种故障和难题。 参考文献 [1] 张宏宇.浅谈汽轮机调速系统故障处理技术[J].科技创新与应用,2016,(15). 摘 要:汽轮机调速系统是凝汽式汽轮机的主要附件之一,其日常工作状况直接影响到安全生产和系统的稳定运行,因此对调速系统在日常生产中出现的故障点、故障表现、故障原因、故障分析及故障处理进行了归纳总结,为汽轮机的稳定运行提供参考。 关键词:汽轮机;调速系统;故障分析中图分类号:TK263.72 文献标志码:B 文章编号:1003–6490(2019)02–0090–01 Cause Analysis and Treatment of Fluctuation in Steam Turbine Governing System Lin Zhi ,Ren Xiao-dong Abstract :Speed regulating system of steam turbine is one of the main accessories of condensing steam turbine.Its daily working condition directly affects safety production and stable operation of the system.Therefore ,as a production manager ,it is necessary to summarize the failure points ,performance ,causes ,analysis and treatment of the speed regulating system in daily production ,so as to improve the stable operation of the steam turbine.For reference. Key words :steam turbine ;speed regulation system ;fault analysis 汽轮机调速系统波动原因分析与处理 林?芝,任晓冬 (河南神马尼龙化工有限责任公司,河南平顶山?467013) 收稿日期:2018–12–06作者简介: 林芝(1984—),女,福建霞浦人,助理工程师,主要从事化工生产技术研究工作。

汽轮机转速波动分析

汽轮机转速波动分析 摘要:汽轮机的结构一般由静止部分和转子部分所组成。同时为保证汽轮机的安全运行,汽轮机还有供油系统,调节系统和保护系统。笔者根据发电厂汽轮机工作情况,针对汽轮机转速波动的故障现象及处理方法进行详细探究。 关键词:汽轮机;转速波动;处理方法 引言 汽轮机作为一种原动机是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械,具有效率高、功率大、运转安全可靠等优点,因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工等行业。在石油化工行业,汽轮机多利用自产蒸汽,实现了工厂热能的综合利用,提高了工厂的经济效益。 一、汽轮机工作原理 对于汽轮机的调节系统现阶段使用的技术很多,我厂多使用全液压调节系统。其主要有旋转阻尼、放大器、油动机等部件,放大器主要有杠杆、弹簧等运动部件。油动机主要有错油门、继动器、错油门底部弹簧、反馈弹簧、活塞等运动部件。这种调节系统属无差调节,即当风信号不变时,汽轮机转速不随负荷的变化而变化。 调节机构通过滑套和随动活塞上的油口重叠部分的大小,将调速器输出的位移信号转换成油压信号,送至错油门,该信号称为二次油压。如图1所示放大和执行机构由错油门2、油动机、反馈板10和弯角杠杆6组成,其任务是将二次油压变化的信号放大后传到蒸汽调节阀,改变蒸汽调节阀的开度,完成调节转速任务。 如图所示错油门衬套上开有三个油口,上下两个通过联管和油动机活塞上部和下部联通,中间的油口则和高压控制油相通,错油门滑阀的下侧和二次油相连油动机活塞杆通过杠杆系统和蒸汽调节阀相连。在稳定工况时,错油门滑阀在二次油压和反馈机构的共同作用下,中间位置,将通向油动机的两个油口挡死,油动机活塞上、下压力相等,保持不动。当机组因负荷变化、蒸汽参数等原因造成转速下降或增大时,调速器将控制二次油压升高或降低,从而使错油门滑阀向上或向下移动,使高压控制油和油动机活塞上部或下部连通,油动机活塞在油压差的作用下向上或向下移动,带动蒸汽调节阀开大或关小在油动机活塞向下或向上移动时,反馈滑板也同步移动,推动弯角杠杆及反馈杠杆移动,使作用在压缩弹簧上的力增大或减小,使错油门滑阀叉回到中间位置,挡住通向油动机的油口,使油动机停止移动。通过以上运动可以使汽轮机的转速保持相对稳定的不变。 在调节过程中,错油门滑阀的工作是否灵敏,对于调速系统的反应速度和准确性起着非常重要的作用,为此,采用了旋转式滑阀。另外,在滑阀旋转时,滑

汽轮机的振动分析及解决方法

汽轮机的振动分析及解决方法 摘要:为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定,加强汽轮机组日常保养与维护,保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除,在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词:汽轮机, 振动, 分析, 监测, 排除 Abstract : In order to protect the city's economic development and stability of residential electricity consumption, strengthening the routine turbine maintenance, protection of urban power supply has become an important task of power plant maintenance departments. Article to steam causes abnormal vibration analysis and trouble-shooting, vibration monitoring should be done in the work are briefly discussed. Key words : turbine,vibrate, analyse, monitor, eliminate 一、汽轮机组的振动 对转动机械来说,微小的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。而汽轮机组转动中振幅比原有水平增大,特别是增大到超过允许标准的振动,也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动,以及电磁力不平衡等等都会使表面振动增大,甚至强烈振动。而强烈振动又会导致机组其他零部件松动甚至损坏,加剧动静部分摩擦,形成恶性循环,加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷,隐患的综合反映,是发生故障的信号。因此,新安装或检修后的机组,必须经过试运行,测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下,方可将机组投入运行。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因,汽轮机组故障时常出现,这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响,只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因。因此,针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面,汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 (一)汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征:一是应该出现较大量值的低频分量;二是振动的增大受运行参数的影响明显,且增大应该呈突发性,如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振;对于大型机组,由于末级较长,气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象;轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征,其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据,连同机组满负荷时的数据记录,做出成组曲线,观察曲线的变化趋势和范围。确定机组产生汽流激振的工作状态,采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 (二)转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除

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