汽轮机是火电厂中的重要设备，在高温高压蒸汽的作用下高速旋转，完成热能到机械能的转换。汽轮机驱动发动机旋转，将机械能转换为电能，电力网将电能输送到各个用户。为了维持电网频率，要求汽轮机的转速稳定在额定转速附近很小的范围内。为了达到此要求，汽轮机必须配备可靠的自动控制装置。调速保护系统能够起到保护汽轮机组的作用，对保障汽轮机的安全，乃至整个火电厂的正常运行都有着重要的实际意义。
1、汽轮机调节系统的基本原理
汽轮机是高速旋转的机械，它将热能转换为动能，驱动发电机转动，发电机将动能转换为电能，输送到电网。汽轮机调节系统有机械、液压和电液等基本类型，均以转速、功率和蒸汽压力作为控制对象汽轮机是高速旋转的机械。对于不同类型的汽轮机，按照其对象特性和运行方式，配置有不同类型的调节系统。汽轮机调节系统是以汽轮机转速、发电机功率和可调整抽汽压力为被调量，实施调节与控制，使其按一定规律变化，以满足机组运行要求。在机组启动过程中调节、控制汽轮机转速；机组并网后调节、控制输出功率；在机组甩负荷时控制转速的飞升。
汽轮机机械式液压调节系统由转速感应机构、传动放大机构、配汽机构和调节对象等4 部分组成闭环负反馈自动调节系统。当有外界功率扰动时，电网频率发生变化，汽轮发电机组的转速n发生变化，转速感受机构的输出信号z变化，传动放大机构的输出信号油动机位移m发生变化，使执行机构即汽轮机调速汽门开度改变，调节对象的进汽量和功率改变，直至与外界功率平衡，调节过程结束。显然，机械式液压调节系统仅依靠转速信号进行一次调频，用同步器进行二次调频。
根据直接调节和间接调节的工作原则，可以看到汽轮机负荷变化时，汽轮机转速也会相应发生变化。在稳定状态下，汽轮机的功率和转速之间的关系，称为调节系统的静态特性。静态特性是汽轮机调节系统的基本特性，并要求系统在调节的动态过程中，也能基本满足静态特性的要求。对于蒸汽容积的影响小，蒸汽参数基本保持不变，恒压运行的机组，调速汽门的开度基本代表了汽轮机的功率，在调节的动态过程中，能基本符合静态特性的相关要求
机械液压调节系统采用比例式调节器，为纯频率调节、有差调节系统，其比例增益为转速不等率的倒数。对于蒸汽容积影响较大，蒸汽参数变压运行的单元制机组，在外界负荷变化时，中低压缸的功率变化存在明显的滞后，因而机组总功率不能迅速适应外界负荷变化的需要，将削弱机组的调频能力。为满足要求，引入了功率参数与转速参数进行综合比较，使之在调节过程中保持良好的线性关系，这就是电液调节系统设计的基本意图及实施控制的基本原理。
2、常见的火电厂汽轮起调速保护系统异常情况
2.1 调速保护系统摆动
调速保护系统摆动幅度过大，就会导致其对汽轮机运行的控制效率不高，从而会严重影响汽轮机的正常运行。造成调速保护系统摆动的原因有很多种。高压抗燃油中的水分就是导致其异常摆动的一个重要原因。若是抗燃油在运行过程中受到杂质、水分等物质的影响，就会使得系统伺服阀或者节流孔出现堵塞的情况，从而降低调速保护系统对汽轮机的控制系统，严重的话，还可能导致设备的重大损坏事故。此外，油压波动、油箱油位过低等都会引起调速保护系统摆动异常问题。
2.2 电磁阀故障
电磁阀组件是调速保护系统的重要组成部分，其作用在于将跳闸的信号进行转换，已获得液压信息号，这样遮断保护装置就能正常工作，从而可以更好的保障汽轮机的运行安全。AST2 电磁阀是当前调速保护系统最常用的电磁阀之一。在实际工作中，若是电磁阀发生故障，就会引起主汽门的关闭，从而导致事故。造成电磁阀故障的原因有很多种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常见的有高中压主汽门关闭信号或者是电磁阀长期工作造成的带电损伤等。当电磁阀自身因为卡涩，在关电的时候，其自身仍未关闭，就很容易导致其发生带电损伤的问题。这样就很容易导致汽轮机遮断，引起主汽门关闭。此外，高。中压主汽门关闭信号也会存在无法的情况，这同样会导致电磁阀故障的出现。
2.3 低压安全油失压
近年来，一些火电厂也出现过因为低压安全油供油管路漏泄导致的调速保护系统异常问题，并引发主汽门关闭的事故。所以，调速保护系统油压失力同样会引发汽轮机的运行故障。而导致低压安全油失压的原因有很多。一方面，薄膜阀上腔油压若是出现施压的情况，就会使得薄膜阀打开，导致一些油液会排放到EH 邮箱，进而导致汽门的快速关闭。薄膜阀上的腔低压安全油发生失压情况是造成汽轮机组跳闸的的一个重要原因。同时，低压安全由系统也会存在泄漏的情况。若是出现泄漏情况，低压安全油压无法得到保证，同样会导致调速保护系统出现故障。
3、火电厂汽轮起调速保护系统异常对策分析
3.1 完善测点的报警和监视工作
调速保护系统无论是在设计，还是在维护等方面都可能存在一定的小问题。而这些小问题能够在实际工作中引发重大事故。因此，加强对调速保护系统的异常检测和处理极为重要。完善重要保护测点的监视工作，并做好相应的报警工作是一项重要的调速保护系统安全管理内容。在汽轮机组设计或者改造阶段中，通过对这些工作的完善，就能够帮助工作人员及时发现调速保护系统异常问题，从而可以减小异常停机事故发生的概率。有条件的火电厂可以引进信息技术和自动监控技术，加强对重要部件，比如电磁阀门、异常摆动等情况的检测，同时也能更好的搜集到调速保护系统的运行参数，以便工作人员更好的判断其运行状态，对其异常问题能够做好正确的识别。
3.2 加强巡视检查工作
为了更好的保障调速保护系统的正常运行，火电厂也需要安排专门的热工人员负责对重点部件的检查力度。运行人员也要严格按照规定进行试验，检查电磁阀等的运行状态是否正常在检查之前，工作人员也要做好自身的防护共工作，当发现参数异常时，需要立刻上报，并及时对异常问题进行处理，避免汽轮起组出现不必要的停机事故。
3.3 强化重点监控
从调速保护系统的异常情况看，电磁阀和低压安全油管道是最容易出现问题的部件之一。因此，在实际工作中，也要加强对这些部分的重点监控。比如，对于AST 电磁阀，应该强化对线圈电阻和绝缘电阻的检查，并应加强对密封圈腐蚀情况的监控，及时清理油压节流孔等处，避免节流孔的堵塞。也要注意AST 电磁阀是否存在卡涩情况，通过重点监控，及时消除安全隐患。而对于管道振动问题，也要检查支吊架的固定情况，同时也要注意低压安全油管道是否存在与其他管道搭接，以免因为其他管道的震动导致低压安全油管道的强迫震动等。
综上所述，在火电厂运行过程中，汽轮机的正常运转关系到了整个生产过程能否顺利进行。而调速保护系统可以用来调节汽轮机的转速，是控制汽轮起运行的重要的部件。因此，调速保护系统的维护有着重要意义。然而，在实际过程中，因受到多种因素的影响，调速保护系统也可能会出现故障。为了尽快解决故障，促进汽轮机的有效运行，就应该对这些异常问题进行分析。
参考文献
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论文作者:孙逊
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
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