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摘要：随着我国的经济发展，企业为我国经济做出了巨大贡献的同时，更为重要的是要为未来承担更多的社会责任，节能减排、降耗减少安全隐患是摆在企业面前不容忽视的问题，可持续发展已经刻不容缓。为此，本文就火电机组EH油系统振动解析与节能进行探究。
关键词：振动;隐患;EH油;节能降耗
一、EH油系统在火力发电中的作用
20世纪80年代，我国引进汽轮机调节系统DEH技术，并成功引进了国产化设计，从此性能优良的中国品牌DEH系统走向市场。近年国有大中型企业火力发电企业为响应国家提出的节能减排政策，结合节能减排文件提出的相关纲领性要求都提出了各自节能方案。而EH油系统作为火力发电机组中重要的组成部分，其如何经济运行是为火力发电企业提供有力的关键性因素。
二、EH油系统振动偏大问题
火力发电机组并网投入AGC后由电网对上网负荷进行自动调控，以满足电网对负荷调控的需求，EH油系统是实现AGC自动调控的主要部分。火力发电企业350MW超临界机组（型号：NZK350-24.2/566/566为例，此型号汽轮发电机组为为超临界、一次中间再热、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机）。
由于风电、光伏等新型能源的大量合并网对电网网频扰动明显增加，尤其处于电网末端的电厂扰动更为明显。机组在投运一次调频后电网网频经常处于 3002-3004rpm 区间，因此机组长时间处于一次调频动作状态，一次调频繁作将对机组的调节系统造成较大扰动。由于一次调频的扰动#1 机 组投运顺序阀运行时，高调阀存在调节性摆动现象，高调阀频繁调节诱发油压波动，导致 EH 油管剧烈振动，现场观测EH油管最大振动幅度 5-10mm，供油管路的强烈振动导致供油管路固定管卡出现松动现象，为确保机组安全运行将机组切换为单阀方式运行。
机组在顺阀运行过程中，当1号、4号高调阀未在全开工况下，由于一次调频动作造成1号、4号高调阀指令频繁波动，最终使调门供油管道油压波动、供油管道振动较大，严重影响机组安全运行，通过调门流量曲线的观察，对DEH、DCS逻辑进行查询发现，在汽机主控指令70%-80%之间波动时，1号、4号高调阀波动尤为剧烈。
三、EH油管路振动区间运行数据分析
机组的EH油管剧烈振动问题进行分析，确定问题原因制定合理的优化处理方案，哈工大就1号机组在投运一次调频后出现调门异常摆动及EH油管剧烈振动区间的运行数据进行了综合对比分析。机组高调阀频繁摆动及EH油压波动的运行数据，可以看出尤其是1号、4号高调阀在40-100%开度参与负荷调节时，阀门摆动幅度较大，波动频率较高。在此区间油压波动幅度较大，结合运行数据及现场了解的实际情况基本确定EH 油管振动的直接原因为高调阀大幅摆动引发的。
由于调度对（两个细则）AGC和一次调频的考核力度越来越严，并且一次调频为强制的硬性指标必须满足要求。电厂一次调频的调频死区±2r/min，即机组转速为 2998—3002r/min 内不进行调整;而机组转速偏差（电网频差）经常超过±2r/min，;因此，一次调频动作进而引起机组综合阀位指令动作诱发高调阀大幅摆动调节问题。如图 3-3及 3-2所示为一次调频与阀门摆动问题的对比分析：
通过对以上数据绘图分析论证，基本确定1号机组EH油管振动的主要原因为网频偏差导致一次调频频繁调节所致，由于一次调频直接作 用到综合阀位指令上，调门快速响应进行调节属于正常动作;如图3-3及3-4所示为一次调频在功控模式的控制逻辑框图和协调模式的控制逻辑框图：
由于调门特性40-100%区间为小流量分配区间，相对大流量分布区间而言阀门开度变化较大，因此 1号、4号高调阀参与调节区间阀门开关量大，对EH油管振动问题表现更明显，而单阀方式调门开度变化较小分担到四个调门对EH油压波动较小，基本不会产生EH油管振动现象。
四、EH油管路振动排查方案
1.对机组一次调频进行优化，考虑满足一次调频指标要求的基础上对系统逻辑进行动态滤波处理，降低网频扰动对系统稳定性的影响;
2.优化机组综合流量特性曲线，考虑AGV及一次调频指标要求，并制定合理的调门开启关系，满足机组系统调节稳定性及调节品质的要求;
3.对机侧PID 参数进行优化，由于电网对调节品质要求越来越严单纯的局部系统模块的优化已经无法满足深度调峰复杂工况运行品质的要求;因此，流量特性曲线调整后需对PID参数进行合理优化调整，使整体系统间控制参数的关系相互匹配;
4.机组EH油管振动问题为电网对调节品质严格管理下所 出现的新问题，此类问题在其他电厂有过似案例。对于此问题解决 必須综合考虑一次调频优化、流量特性曲线优化、PID 参数优化
等，在满足两个细则要求的前提下，通过综合优化控制方法解决 EH 油管 振动问题，使机组安全投运顺序阀，提高机组的运行安全性、经济性 及调节稳定性。
5初始系统主泵压力设定值为11.2±0.2MPa，溢流阀压力设定值为14±0.2MPa，用作系统安全阀，将EH油泵出口压力由11.35MPa缓慢调整至12.5MPa，观察机组负荷变动时管道振动情况，确认是否因油压偏低而引起的管道振动。
6.将EH油泵出口压力由12.5MPa缓慢调整至13.5MPa，观察机组负荷变动时管道振动情况，确认是否因油压偏低而引起的管道振动。如果系统压力调整后，管道振动仍旧无变化，需将系统压力调整至现系统工作油压11.35MPa。
7.调整完出口压力后管道振动无变化，保持现工作油压11.35 MPa，逐步更换1号至4号高调阀油动机滤芯。
8.调整过程中，检查蓄能器压力变化，必要时补充蓄能器压力，具体参考数据已下图为准。 9.更换完1号至4号高调阀油动机滤芯后出口压力后管道振动如若无变化，先后更换EH油A、B主油泵出口滤芯。
10.检查主油泵出口模块上排空管是否堵塞（2个），此项工作因由运行人员监视系统油压，缓慢开启排空管道手动门，如果排空回油管道温度升高，即可停止开启排空手动门或关闭手动门。
11.启动EH油A主油泵分别隔离六个高压蓄能器（两个为一组）共三次。
12.启动EH油B主油泵分别隔离六个高压蓄能器（两个为一组）共三次。
13.如以上措施均试验后EH油管道振动无明显变化，即对EH油出口管道进行加固，加固方式为振动管道单个固定加固，避免振动幅度较大的管道带动振动幅度较小管道一起振动，针对性处理振动较大管道问题。
五、排查結果
通过排查方案后未能彻底解决EH油管路振动偏大及1号4号高调阀频繁波动的问题。
六、EH油管路振动优化改造方案
1.重新布置EH油管路走向，减少EH油管路弯头布置共计9个。
2.在1号和4号高调阀进口管路各增设2×25L蓄能器。
3.更换EH油管路固定管卡为弹性卡块。
七、结语
综上所述，不论通过调整阀门特性曲线，还是通过调整EH油管道附件的方案，其最终的目的都是为了降低管道振动。后经过EH管路优化减少了弯头配置，有效降低EH供油管道阻尼系数，保障了至高调阀处流量和压力均匀分配;1号和4号高调阀进口处增设2×25L蓄能器，有效提升了机组在顺序阀工况下AGC负荷调节的灵敏度，消除了1号、4号高调阀频繁波动的缺陷，更消除了EH供油管路发生类似“水锤”的现象，降低EH油管路振动幅度;将EH油管道管卡更换为弹性卡块，也能有效吸收管道振动，消除了机组的安全隐患;机组在顺序阀运行状态下优于单阀运行状态的节能效果得以实现，有效提高了机组的节能水平。通过优化技改不仅满足机组在高负荷运行时AGC安全使用，还提高了机组的使用寿命。其更为重要目的是节能降耗，使得有限的资源得到了更为充分的利用。
参考文献
[1] 东方汽轮机有限公司数字电液系统控制说明书. D330K-000401ASM 2010
[2] 哈尔滨工业大学先进动力技术研究所报告 BG2016-01-015
作者简介：李平（1985年4月），男，回族，宁夏回族自治区吴忠市人，本科，热能动力工程师，教育经历：宁夏大学本科毕业，机械工程化专业，研究方向：安全生产与节能研究.
关键词：振动;隐患;EH油;节能降耗
一、EH油系统在火力发电中的作用
20世纪80年代，我国引进汽轮机调节系统DEH技术，并成功引进了国产化设计，从此性能优良的中国品牌DEH系统走向市场。近年国有大中型企业火力发电企业为响应国家提出的节能减排政策，结合节能减排文件提出的相关纲领性要求都提出了各自节能方案。而EH油系统作为火力发电机组中重要的组成部分，其如何经济运行是为火力发电企业提供有力的关键性因素。
二、EH油系统振动偏大问题
火力发电机组并网投入AGC后由电网对上网负荷进行自动调控，以满足电网对负荷调控的需求，EH油系统是实现AGC自动调控的主要部分。火力发电企业350MW超临界机组（型号：NZK350-24.2/566/566为例，此型号汽轮发电机组为为超临界、一次中间再热、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机）。
由于风电、光伏等新型能源的大量合并网对电网网频扰动明显增加，尤其处于电网末端的电厂扰动更为明显。机组在投运一次调频后电网网频经常处于 3002-3004rpm 区间，因此机组长时间处于一次调频动作状态，一次调频繁作将对机组的调节系统造成较大扰动。由于一次调频的扰动#1 机 组投运顺序阀运行时，高调阀存在调节性摆动现象，高调阀频繁调节诱发油压波动，导致 EH 油管剧烈振动，现场观测EH油管最大振动幅度 5-10mm，供油管路的强烈振动导致供油管路固定管卡出现松动现象，为确保机组安全运行将机组切换为单阀方式运行。
机组在顺阀运行过程中，当1号、4号高调阀未在全开工况下，由于一次调频动作造成1号、4号高调阀指令频繁波动，最终使调门供油管道油压波动、供油管道振动较大，严重影响机组安全运行，通过调门流量曲线的观察，对DEH、DCS逻辑进行查询发现，在汽机主控指令70%-80%之间波动时，1号、4号高调阀波动尤为剧烈。
三、EH油管路振动区间运行数据分析
机组的EH油管剧烈振动问题进行分析，确定问题原因制定合理的优化处理方案，哈工大就1号机组在投运一次调频后出现调门异常摆动及EH油管剧烈振动区间的运行数据进行了综合对比分析。机组高调阀频繁摆动及EH油压波动的运行数据，可以看出尤其是1号、4号高调阀在40-100%开度参与负荷调节时，阀门摆动幅度较大，波动频率较高。在此区间油压波动幅度较大，结合运行数据及现场了解的实际情况基本确定EH 油管振动的直接原因为高调阀大幅摆动引发的。
由于调度对（两个细则）AGC和一次调频的考核力度越来越严，并且一次调频为强制的硬性指标必须满足要求。电厂一次调频的调频死区±2r/min，即机组转速为 2998—3002r/min 内不进行调整;而机组转速偏差（电网频差）经常超过±2r/min，;因此，一次调频动作进而引起机组综合阀位指令动作诱发高调阀大幅摆动调节问题。如图 3-3及 3-2所示为一次调频与阀门摆动问题的对比分析：
通过对以上数据绘图分析论证，基本确定1号机组EH油管振动的主要原因为网频偏差导致一次调频频繁调节所致，由于一次调频直接作 用到综合阀位指令上，调门快速响应进行调节属于正常动作;如图3-3及3-4所示为一次调频在功控模式的控制逻辑框图和协调模式的控制逻辑框图：
由于调门特性40-100%区间为小流量分配区间，相对大流量分布区间而言阀门开度变化较大，因此 1号、4号高调阀参与调节区间阀门开关量大，对EH油管振动问题表现更明显，而单阀方式调门开度变化较小分担到四个调门对EH油压波动较小，基本不会产生EH油管振动现象。
四、EH油管路振动排查方案
1.对机组一次调频进行优化，考虑满足一次调频指标要求的基础上对系统逻辑进行动态滤波处理，降低网频扰动对系统稳定性的影响;
2.优化机组综合流量特性曲线，考虑AGV及一次调频指标要求，并制定合理的调门开启关系，满足机组系统调节稳定性及调节品质的要求;
3.对机侧PID 参数进行优化，由于电网对调节品质要求越来越严单纯的局部系统模块的优化已经无法满足深度调峰复杂工况运行品质的要求;因此，流量特性曲线调整后需对PID参数进行合理优化调整，使整体系统间控制参数的关系相互匹配;
4.机组EH油管振动问题为电网对调节品质严格管理下所 出现的新问题，此类问题在其他电厂有过似案例。对于此问题解决 必須综合考虑一次调频优化、流量特性曲线优化、PID 参数优化
等，在满足两个细则要求的前提下，通过综合优化控制方法解决 EH 油管 振动问题，使机组安全投运顺序阀，提高机组的运行安全性、经济性 及调节稳定性。
5初始系统主泵压力设定值为11.2±0.2MPa，溢流阀压力设定值为14±0.2MPa，用作系统安全阀，将EH油泵出口压力由11.35MPa缓慢调整至12.5MPa，观察机组负荷变动时管道振动情况，确认是否因油压偏低而引起的管道振动。
6.将EH油泵出口压力由12.5MPa缓慢调整至13.5MPa，观察机组负荷变动时管道振动情况，确认是否因油压偏低而引起的管道振动。如果系统压力调整后，管道振动仍旧无变化，需将系统压力调整至现系统工作油压11.35MPa。
7.调整完出口压力后管道振动无变化，保持现工作油压11.35 MPa，逐步更换1号至4号高调阀油动机滤芯。
8.调整过程中，检查蓄能器压力变化，必要时补充蓄能器压力，具体参考数据已下图为准。 9.更换完1号至4号高调阀油动机滤芯后出口压力后管道振动如若无变化，先后更换EH油A、B主油泵出口滤芯。
10.检查主油泵出口模块上排空管是否堵塞（2个），此项工作因由运行人员监视系统油压，缓慢开启排空管道手动门，如果排空回油管道温度升高，即可停止开启排空手动门或关闭手动门。
11.启动EH油A主油泵分别隔离六个高压蓄能器（两个为一组）共三次。
12.启动EH油B主油泵分别隔离六个高压蓄能器（两个为一组）共三次。
13.如以上措施均试验后EH油管道振动无明显变化，即对EH油出口管道进行加固，加固方式为振动管道单个固定加固，避免振动幅度较大的管道带动振动幅度较小管道一起振动，针对性处理振动较大管道问题。
五、排查結果
通过排查方案后未能彻底解决EH油管路振动偏大及1号4号高调阀频繁波动的问题。
六、EH油管路振动优化改造方案
1.重新布置EH油管路走向，减少EH油管路弯头布置共计9个。
2.在1号和4号高调阀进口管路各增设2×25L蓄能器。
3.更换EH油管路固定管卡为弹性卡块。
七、结语
综上所述，不论通过调整阀门特性曲线，还是通过调整EH油管道附件的方案，其最终的目的都是为了降低管道振动。后经过EH管路优化减少了弯头配置，有效降低EH供油管道阻尼系数，保障了至高调阀处流量和压力均匀分配;1号和4号高调阀进口处增设2×25L蓄能器，有效提升了机组在顺序阀工况下AGC负荷调节的灵敏度，消除了1号、4号高调阀频繁波动的缺陷，更消除了EH供油管路发生类似“水锤”的现象，降低EH油管路振动幅度;将EH油管道管卡更换为弹性卡块，也能有效吸收管道振动，消除了机组的安全隐患;机组在顺序阀运行状态下优于单阀运行状态的节能效果得以实现，有效提高了机组的节能水平。通过优化技改不仅满足机组在高负荷运行时AGC安全使用，还提高了机组的使用寿命。其更为重要目的是节能降耗，使得有限的资源得到了更为充分的利用。
参考文献
[1] 东方汽轮机有限公司数字电液系统控制说明书. D330K-000401ASM 2010
[2] 哈尔滨工业大学先进动力技术研究所报告 BG2016-01-015
作者简介：李平（1985年4月），男，回族，宁夏回族自治区吴忠市人，本科，热能动力工程师，教育经历：宁夏大学本科毕业，机械工程化专业，研究方向：安全生产与节能研究.