汽輪機調節系統不穩定問題試探

王振亞，張迎春

濮陽龍豐熱電有限責任公司，河南濮陽 457000

汽輪機調節系統不穩定問題試探

王振亞，張迎春

濮陽龍豐熱電有限責任公司，河南濮陽 457000

調節系統不穩定是電廠汽輪機運行中較常見、較復雜的問題，影響其穩定性的原因很多，并且多種原因互相作用，給準確判斷造成一些困難。科學分析原因，對癥下藥，消除不穩定因素，是汽輪機安全運行的保障。

調節系統；汽輪機；穩定

機組空負荷和帶負荷工況下轉速和負荷擺動現象，既有周期性擺動，也有間斷性擺動，這種不穩定現象需要運行人員系統的、深入的、連續的觀察記錄和認真細致的分析，才能發現其背后真正的癥結所在。

1 油質問題

油質不清潔、運行中油質乳化、油中含有機械雜質等原因，導致調節系統不穩定，甚至卡澀，是比較常見的，尤其是在新機組試運行期間或者大修后啟動時，更為多見。

液壓調節元件間隙一般較小，如果油中含有雜質，很容易造成卡澀。運行中進水乳化劣化引起調節系統元件的銹蝕卡澀，無法達到設計的工作狀態，造成調節系統的擺動。

這類原因，一般經過徹底的油系統清理和嚴格過濾后會立即好轉，甚至消除，嚴重的經過換油，也可以解決。

2 部件漏油

部件漏油直接影響系統油壓和油動機的出力，增加調節系統的遲緩度。油動機和滑閥間的結合面因為一般沒有螺栓固定，容易漏油，如果結合面平整度不夠或紙墊過厚，一旦破損將導致高壓油漏入低壓油系統，極易導致嚴重事故。

調節系統活動部件的磨損腐蝕引起的配合間隙增大、通流滑閥安裝未調正、系統逆止門不嚴密、油動機活塞缸壁磨損引起的油動機腔室不嚴密等是導致部件漏油的主要原因。

消除此類缺陷需要詳細檢查調節系統部件的配合間隙，及時更換腐蝕嚴重的配件，保證管件接頭法蘭接觸良好，避免使用塑料材質的墊以免因塑料墊軟化變形引起漏油。

3 油壓波動

部分全液壓設計的調節系統較易發生。全液壓調節系統采取液壓作為轉速脈沖信號，對油壓波動非常敏感，尤其是長周期的波動。油壓波動幅度0.1kg/cm2，旋轉阻尼在3 000轉/分，機組功率變化幅度將高達20%，轉速波動幅度也在100轉/分左右。

油壓波動成因較為復雜，射油器工作點發生改變、主油泵和射油器工作不穩定、油泵葉輪內壁光潔度不夠、油泵出口濾網鉆孔面積發生變化、離心泵進口壓力變化、油系統有空氣等都會引起油壓波動。

對油壓波動原因的分析，需要長時間堅持相關多參數的觀察記錄，逐項排除，才能確定，波動嚴重且確認為主油泵和射油器問題的需要安排停機處理。

4 調節氣閥缺陷

調節氣閥節流錐體磨損、在蒸汽力的作用下造成調節氣閥的跳動進而導致調節系統擺動，使汽輪機空負荷時擺動更加明顯，一些調節氣閥在運行中由于蒸汽渦流作用，使閥蝶長期在高頻率下振動，造成調節閥桿疲勞斷裂和氣室壁沖蝕。安裝、大修中調節氣閥節流錐體調正不佳也會發生類似的現象。

5 凸輪配汽機構和反饋機構磨損

長期處于同一負荷的工況下運行，往往會造成凸輪相應位置磨損，進而破壞油動機行程與進汽量的線性關系，減小局部不等率引起調節系統不穩定。只有更換磨損件或通過焊補恢復才能消除。

6 離心重錘式調速器周波

調速器重錘的離心力和彈簧不平衡，調速器芯桿彎曲、偏斜或十字頭間隙過大、中心不正，渦輪蝸桿中心位置偏移、渦輪鑲套松動、齒面間隙大、節具差超等原因都會引起調速器跳動。這其中，以節距超差較為常見。節距差可以通過銑床進行測定，如果超差的蝸母輪引起調速器振動，應該更換。如果蝸輪蝸桿的結構能夠倒裝，也可以將工作面和非工作面倒換一下。對于其他因素，結合檢修，認真校正一般都可以妥善解決。

7 高速離心調速器的串軸

高速離心調速器與大軸直接相連，在3 000轉/分的條件下工作，結構小巧，工作能力強，靈敏度高，與隨動滑閥之間的間隙很小，調速器本身的工作行程在1mm左右。因此，調速器的軸向竄動對調節系統的穩定性影響嚴重。

高速離心調速器是固定在主油泵的小軸上，會隨著主油泵的推力盤竄動而竄動，其穩定性與主油泵推力盤間隙有一定關系。因此，為了使其工作性能穩定，主油泵推力間隙要調整到0.1mm，過小則影響主油泵推力瓦的安全。解決主油泵推力盤運行中的竄動量，可以通過對主油泵前后兩個密封環間隙的調正來解決。

8 調節系統遲緩率過大和部件卡澀

通過調節系統的靜態特性試驗，可以準確的測出調節系統的遲緩率，一般規定調節系統遲緩率應該小于5%，不應大于系統不等率的10%。

調節系統遲緩率過大，對于離心重錘調速器，通常是由于重錘刀口平整度不夠、滑動滾輪和滑動板之間的磨擦、連接機構的磨損、調速器彈簧和滑環等活動部件的偏斜、軸承和十字頭中心不對等原因造成的。

傳動機構的遲緩率過大，通常是由于配汽機構、調節部件、連桿接頭的卡澀，滑閥過封度大等原因造成的。對于這些因素，應該將易磨損件檢修更換，鏇套圓孔、配置硬質材料的銷釘等辦法予以消除。

活動部件經常處于靜止的滯澀狀態，失去了正常的脈動，在工況變化時系統的油壓往往大幅度偏離正常數值，油動機等活動部件完全處于靜止狀態，沒有正常的工作行程1%以內的脈動值，多為調節部件卡澀。

調節部件卡澀所造成的遲緩通常表現為不等值的間斷存在，對調節系統的影響是非周期的、間斷的、不等幅的。調節部件長期停留在一個工況工作，容易出現卡澀，經過大幅度的反復活動以后，卡澀現象消失，因此需要長時間耐心觀察、反復試驗才能找到卡澀的原因。

常見的導致調節部件卡澀的原因有：調節元件潤滑不良、金屬材料蠕脹、油中含有機械雜質、油垢積聚、調節氣閥閥桿和閥桿套等活動間隙結垢、油中進水、調節元件銹蝕、油質不清潔、調節部件間隙過大或者過小、受熱膨脹后間隙變化超標、滑閥液壓卡緊力過大等。

為避免調節系統卡澀現象，應經常保持油質清潔、蒸汽品質良好，密封系統和疏水系統工作正常、活動部件采用耐磨材料并保持適當的活動間隙。

有經驗的汽機運行人員可以通過設備的運行狀態和系統油壓的變化情況判斷調節系統卡澀情況，例如，噴嘴室或者滑閥前油壓的變化反應調速器跟蹤滑閥卡澀、微分器活塞下部油壓的變化反應微 分器卡澀、油動機活塞前后油壓變化幅度大反應油動機的卡澀等。

在汽輪機組運行中，利用負荷調整機會，定期地較大幅度的變化負荷，用來活動調節系統的相關部件，對調節系統部件卡澀有一定的預防作用。

調節系統不穩定是一個較為復雜的問題，以上是最常見的引起調節系統不穩定的原因，其他如調節系統型線性不佳、調節系統不等率太小、靜態特性曲線不合理等因素，也會引起調節系統的不穩定。掌握調節系統常見的不穩定因素，便于科學處理調節系統不穩定穩定，及時進行重點試驗檢查，確保汽輪機組的安全運行。

TK263.7

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1674-6708（2010）24-0057-02