COBERRA6562/RFBB36燃驱压缩机液压启动机转速失稳原因分析及解决措施

摘 要：本文通过对COBERRA6562/RFBB36燃驱压缩机在启机过程中出现的液压启动机转速失稳的故障现象进行研究，分析了导致液压启动机转速失稳的主要原因，提出了解决办法，有效提高了压缩机组的启机成功率。

关键词：燃驱压缩机；液压启动；转速不稳

1 引言

西气东输使用了多台COBERRA6562/RFBB36燃驱压缩机，液压启动机系统是机组启机过程中最重要的组成部分。系统有3部件组成，泵单元、控制组件和启动机。

泵单元由一台185kW的电动机与斜盘式轴向柱塞泵相连；启动机通过轴与燃气发生器的高压压气机连在一起。液压启动系统是燃气轮机的关键系统，为燃气发生器在初始状态转速由0rpm到自持转速前都提供动力，泵单元从滑油箱抽油，通过调整斜盘式轴向柱塞泵的角度改变液压油的流量和压力使燃气发生器上上的启动机运转，带动燃气发生器高压压气机转动，逐步实现燃气轮机的启机过程中。

2 液压启动机出现转速不稳的故障现象

机组在轻吹阶段需要将高压压气机转速（NH）维持在3000rpm轻吹60S，正常情况下，液压启动系统控制斜盘角度的比例控制阀75SRPC在轻吹阶段时开度将保持不变，NH转速保持在3000rpm。当液压启动机出现转速失稳时，机组PLC系统为了能够维NH转速在3000rpm，将持续调整比例控制阀的开度以维持NH转速，因此，75SRPC的开度将出现过山车现象，具有较大的波峰和波谷，NH转速也将在3000rpm上下跳变。一旦出现这种情况，将极易导致启机失败。

3 影响液压启动机出现转速不稳的几个常见因素

3.1 液压油质量的影响

液压油是液压启动系统中传递能量的工作介质，液压启动机转速失稳的主要原因就是液压油流量和压力不稳。COBERRA6562/RFBB36燃驱压缩机液压系统液压油采用的是发动机冷却及润滑用的合成油。液压启动系统在液压泵的入口及出口管路中设置了3个过滤器，当润滑油中的杂质较多时，容易导致过滤器堵塞，造成液压油流通不畅。液压油压力和流量的降低，均会引起液压启动机转速降低，PLC系统为了维持NH转速，将不停地增大比例控制阀的开度，一旦液压油流量及压力增大，NH转速超过3000rpm，PLC系统又会快速减小比例控制阀的开度，最终导致液压启动机的转速在3000rpm来回波动，出现液压启动机转速失稳现象。为了预防机组润滑油变质引起液压启动系统机润滑系统堵塞的情况，西气东输每4000小时日历时间，将对机组润滑油采样检测，一旦发现润滑油变质，就会列入滑油整体更换计划。

3.2 空穴现象

油箱内润滑油变质或油品更换作业的首次启机，润滑油的管路中容易产生气泡。启机机组时，液润滑油中的气泡随润滑油被油泵吸到压力较高的区域，气泡在较高压力作用下，会迅速破裂，引起局部液压冲击，造成噪声和振动。润滑油是液压传动系统中动力的传递介质，纯净液压油的压力增加10MPa，容积压缩减少仅为0.625%。因此，在一般的液压系统中润滑油属于非压缩性流体，不考虑其压缩性。一旦油中混入空气，压缩率将大幅度增加，油液本身具有相当大的体积弹性系数，气泡破坏了液流的连续性，也会降低油管的通油能力，造成流量和压力的波动，导致液压启动机转速不稳。

原因分析：液压油变质产生的气泡和液压油中含有一定量的空气，通常可以溶解于润滑油，也可以混合在油中。当油体表面的压力低于液压油变质产生的气体或空气分离压力时，溶解于油中的气体会分离出来，形成气泡；当压力降至润滑油的饱和蒸气压力以下时，油液会沸腾产生大量气泡。这些气泡会使油液形成不连续状态，这种现象称为空穴现象。

3.3 液压启动系统控制斜盘角度的比例控制阀75SRPC卡滞

液压启动机在60秒内带动燃气发生器主速轴GG NH最高至2896rpm，接近清吹转速3000rpm。液压启动机转速受具有调整斜盘角度功能的比例控制阀75SRPC控制，机组PLC输出4-20mA电流信号，此电信号经过MCC放大器放大输出为0-18V电压信号，成比例控制75SRPC的开度，进而通过控制液压油流量的方法，实现调整液压启动系统转速的目的。当比例控制阀75SRPC产生卡滞时，阀门的开度不随PLC输出4-20mA信号产生线性变化，液压启动机转速上升速度较慢，PLC系统将加大电流信号的输出，此时比例控制阀75SRPC可能冲破阻碍，阀门完全打开，液压油流量和压力快速上升，液压启动机转速随之上升，NH转速很快超过3000rpm，PLC系统开始减小电流信号的输出，又因阀门卡滞原因，阀门的关度也不能随PLC电流信号產生线性变化，PLC系统为了使NH转速维持在3000rpm，快速减小电流信号输出，液压启动机的转速将在3000rpm上下来回跳动，出现液压启动机转速失稳的现象。出现这种情况时，应立即检查比例控制阀，对其阀门结构件进行清理或直接更换。

4 结束语

液压启动系统是COBERRA6562/RFBB36燃驱压缩机中最为复杂的辅助系统之一，影响液压启动机出现转速失稳的原因很多，本文介绍的几种因素和处理措施是西气东输专业技术人员经过多次实践的成功案例，多次解决了西气东输RR机组启动转速失稳的故障。液压启动系统也属于超高压的精密机械设备，在设备出现类似故障时，需由专业的技术人员做好充足的准备后，才能处理。

参考文献：

[1]张福臣.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.

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