小型汽輪機組調速系統負荷波動原因及解決對策

李學敏

(山西省方山縣大武鎮霍州煤電集團 方山發電廠，山西 呂梁033102)

0 引言

在汽輪機組調速系統的實際運行過程中，因制造、安裝及運行等出現一些問題，而導致調速系統出現異常，尤其是調速系統擺動問題最為常見，嚴重影響設備的安全及穩定運行［1］。小型汽輪機組調節系統的擺動主要是指汽輪機無法維持轉速或者負荷的穩定狀態時，所產生的大幅度波動現象，由于引起調節系統擺動的原因較多且復雜，在本文研究中將簡要羅列幾點常見情況。

1 負荷擺動受透平油品質不良的影響

透平油的品質會嚴重影響到調速系統的正常工作。油質差，既會對調節系統的靜態特性造成影響，也會影響到其動態性能，因此，為保證機組運轉過程中的透平油品質合格，必須對油質引起高度重視。通常因機械雜質多、油透明度差及軸封漏汽而導致油中帶水是透平油品質不良的主要原因，機械雜質主要是一些堅硬的固體顆粒，如氧化皮、砂粒及金屬屑等，這些雜質容易導致調速系統卡澀，從而影響到各個調節部件工作的協調，最終造成汽輪機負荷波動。

解決對策:為確保透平油品質合格，在油循環工作中必須按相關規范要求進行機組調試，以利于保障油質達到要求。為防止停機時油系統中流入盲管中的機械雜質，應對盲管進行技術處理。此外，為避免汽封冒汽過大而導致油中有水，在運行過程中應及時調整汽封。為及時發現油質不合格，應嚴格執行油務監督制度，并采用濾油設備進行濾油處理。

2 負荷擺動受調節系統速度變動率和遲緩率的影響

通常情況下，轉速擺動大小、遲緩率及速度變動率與汽輪機負荷有著密切的關系，可通過下式對其進行估算。

2.1 機組負荷擺動值

ΔN=Neε/δ(kW)式中，機組額定功率以Ne表示;速度變動率以δ 表示;調節系統遲緩率以ε 表示。

如:Ne=15 000 kW，δ=5.5%，ε=0.15%

機組負荷擺動值為:Δ=15000 ×(0.15/5.5)=409.09 kW

2.2 機組轉速擺動值

如:機組額定轉速=3000 轉/min，ε=0.15%

則Δn=3000 ×0.15% =4.5 轉/min

從上述公式中可知:要確保機組并入電網后能夠實現穩定運行，機組調節系統速度變動率越大越好，但在速度變動率越大的情況下，不利于機組動態甩負荷特性，而遲緩率越小越好。若遲緩率過大，會導致調速系統的動作嚴重滯后，最終造成獨立運行時轉速擺動或負荷擺動。

解決對策:針對上述問題，為確保調節系統工作的穩定性，應嚴格控制其遲緩率。因傳動機構連接處發生磨損，油動機、錯油門及閥碟等發生銹蝕或卡澀，滑閥移動阻力增大等都會引起遲緩率過大。對此，在日常工作中應嚴格進行檢修維護工作，以避免系統的遲緩率過大。

3 負荷擺動受調節汽門重疊度的影響

調節汽門重疊度過小或過大都會嚴重影響到調節系統的穩定性［2］。重疊度過大就相當同時有兩個調節汽門在某段負荷內對流量實現有效的控制，因而在這段負荷內，調節汽門行程或油動機行程的變化不大，導致功率發生較大的變化，從而容易引起調節系統的擺動。與此同時，節流的損失也會增加調節系統擺動因重疊度過大所致具有定點性的特點，也就是在相鄰的兩個調節汽門交接處所對應的負荷發生擺動，而超過這一負荷，能夠確保其穩定性。

解決對策:從上述問題來看，應對調節汽門重疊度控制在合適的范圍內，不能過大或過小。

4 負荷擺動受錯油門過封度的影響

針對斷流放大機構的錯油門滑閥，由于機組運行的轉速不能達到相對穩定，因而必須保證適應的過封度，實際上其脈沖油壓在轉速不變的情況下或在一定范圍內也是波動的，這是一個不可避免的問題，主要因主油泵供油壓力的脈動及油管中的渦流所造成的。由此可見，滑閥也是在一定的幅度內波動的。

解決對策:為避免油動機擺動，確保一定的過封度是非常有必要的，但過封度不宜太大，否則會增大調節系統的遲緩率。必須保證錯油門過封度的數值符合檢修的相關規定。

5 負荷擺動受其他方面的影響

除上述原因導致汽輪機組調速系統負荷波動外，還可能因部套裝配情況不好;蒸汽參數發生變化、調門連桿松動;旋轉下部底板與隔板油動機之間的紙板墊被沖壞等。為避免這些因素造成油動機發生擺動，應做好維護與管理，對這些部位加強檢查，確保及時發現和解決問題。

6 結語

長期實踐操作中引起小型汽輪機組調速系統負荷波動的原因比較多，無法完全進行系統性闡述，當遇到調速系統負荷波動異常情況時需要針對實際情況進行冷靜分析，并根據調速系統原理進行針對性解決，以此來快速解決負荷波動問題，從而保障電廠小型汽輪機組調速系統的運行可靠性。

［1］ 劉愛蓮.淺析汽輪機調節系統常見缺陷及解決方案［J］.中國科技教育:理論版，2011(12).

［2］ 張云濤.汽輪機負荷波動原因分析及對策［J］. 冶金動力，2005(5):72 -73.