淺談汽輪機調速及檢修相關問題

蘭博華

（遼河油田電力集團公司熱電廠，遼寧 盤錦 124000）

汽輪機是利用蒸汽做功的一種旋轉式動力機械，它可將蒸汽的熱能轉換為汽輪機軸的回轉機械能。汽輪機主要用作發電用的原動機，也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要。在發電廠汽輪機是重要的設備，其正常運轉直接影響企業的電力生產效益。現在電能不能大量儲存，火電廠發出的電力必須隨時滿足用戶對用電數量和用電質量的需求，所以汽輪機必須具備自動調節系統。

1 汽輪機的調速目的和任務簡介

1.1 汽輪機調速目的

汽輪機調速系統的任務，就是使汽輪機輸出的功率與電負荷保持平衡。也就是說，當用戶電量增多時，汽輪機的負荷也應該隨著增加，這時汽輪機的調速系統就要開大汽門。具體來說是出于下列三個原因考慮的：

1.1.1 用電量變化要求：電力客戶對發電量的要求，這是一個動態變化的因素，因此電力負荷就要根據需求來調整發電大小，這樣能夠起到節約能源，最大的滿足用戶需求，企業利益最大化。

1.1.2 供電質量要求：供電質量主要是滿足需求的點煙和頻率；其中，電壓可以通過變壓器解決。電網頻率則由汽輪機的轉速所決定。一般情況下轉速高電網的頻率就高，轉速低則電網的頻率低。為了得到一個穩定的、滿足需求的頻率，汽輪機必須具備調速系統，能夠保證滿足電網頻率穩定在一定范圍之內。

1.1.3 發電廠安全的需要：汽輪發電機組工作時，轉子、葉輪、葉片等承受很大的離心力，而且離心力與轉速的平方成正比。轉速增加，離心力將迅速增加。當轉速超過一定限度時就會使部件破壞，出大事故，為此需要設置調速系統保證汽輪發電機組始終在額定轉速左右運行。

1.2 汽輪機調速基本任務

為此可以總結汽輪機調速系統的三個基本任務為：

1.2.1 機組獨立運行時，當工況發生變化時，調節汽輪機的轉速，使之保持在一定范圍內。

1.2.2 機組并網運行，當電網頻率發生變化時，調整機組負荷，使之保持在一定范圍內。

1.2.3 對于帶調節抽汽的汽輪機來說，當汽輪機工況發生變化時，調整抽汽壓力在一定的范圍內。

2 汽輪機超速故障分析及防控措施

2.1 超速故障產生原因分析

汽輪機調速系統的主要作用就是保證汽輪發電機組始終在額定轉速左右運行。因此當其調速系出現故障，就直接會導致汽輪機超速故障的產生，繼而引發設備嚴重損壞，釀成嚴重事故。對于汽輪機調速系統存在哪些問題，會引起什么樣的故障現象，都必須足夠重視，要深入進行探討。結合電廠運行經驗和相關技術文獻以下幾個方面可能會引發超速故障的產生：

（1）調速汽門不能關閉或漏汽量大。

（2）抽汽逆止門不嚴或拒絕動作。

（3）調速系統遲緩率過大或調節部件卡澀。

（4）運行方式不合理或調整不當。

（5）調速系統速度變動率過大。

（6）調速系統動態特性不當。

（7）調速系統整定不當，如同步器調整范圍、配汽機構膨脹間隙調整不合理等。

2.2 超速事件防控措施

當然引發此類事故的原因還和超速保護系統故障和運行操作維護有著直接關系，在此不做一一討論，同時為了防止汽輪機超速事件的發生，運行和檢修應做到如下幾個方面：

2.2.1 自動主汽門，調速汽門要開、關靈活，嚴密性合格，定期做主汽門活動試驗。機組大修后或甩負荷試驗前，必須進行主汽門、調速汽門嚴密性試驗，保證符合技術要求，執行法規標準及制造廠的要求。

2.2.2 機組長期運行或停運時，應做好汽機保養工作，運行中應對汽輪機油質進行監督并且加強濾油，防止雜質進入汽機調節供油系統引起調節部套卡澀。停運后超過一個月應進行機械超速和壓出試驗，以保證汽機保護系統安全可靠投入。在停運期間，應對調速系統缺陷及時消除。

2.2.3 堅持調速系統靜態特性試驗，汽輪機大修后或處理調速系統缺陷更換調速部套和重新整定以后均應做汽輪機調速系統試驗，調速系統的速度變動率和遲緩率應符合技術要求，一般規定速度變動率為額定轉速的4-5%，遲緩率不大于額定轉速的的0.5%。

2.2.4 合理地整定同步器的調整范圍，上限富裕行程不宜過大，一般要求高限能升高速度變動率&+(1-2)%的富裕行程，在低限能降低3-5%的額定轉速，配汽機構凸輪應在設計間隙范圍內，以保證汽輪機在熱態下能嚴密關閉調速汽門。

2.2.5 汽輪機的各項附加保護，如電超速保護、磁力斷路油門等，要進行嚴格的檢查試驗，保證符合技術要求和標準，正常投入運行，不得在運行中隨意切除，如因設備存在缺陷，需要處理時，應經主管領導批準，制定出切實可行的安全措施和技術措施，處理好后投入運行。

2.2.6 對新安裝機組和對機組調速系統進行技術改造以后，必須進行調速系統動態特性試驗，以保證汽輪機甩負荷后，動態飛升轉速不超過規定值，汽輪機甩負荷后應能保持空負荷運行，一般要求甩掉額定負荷后的飛升轉速不超過額定轉速的8%，發現設備缺陷要及時消除。

2.2.7 機組大修后，甩負荷試驗前，危急保安器解體檢查以后，運行2000小時以后都應做超速試驗，超速試驗要嚴格按照規定進行，高速下不宜停留時間過長，超速試驗次數要力求減少，注油試驗應在超速試驗前進行，以確定危急保安器是否動作可靠，在做超速試驗時，升速應平穩，注意防止轉速突然升高，并應事先采取防止超速的技術措施和安全措施。

為了防止大軸在冷脆溫度下增加大軸的綜合應力，延長轉子的使用壽命，超速試驗最好在轉子的熱狀態下進行，如規程沒有規定溫度要求，一般在高壓缸內壁金屬溫度高于250度時再做超速試驗。

3 汽輪機調速檢修注意事項

汽輪機調速系統安全良好運轉，是以每次高質量的檢修為前提的，故為提高檢修質量和檢修效率，結合實際工作經驗，總結體會出如下心得要點：

3.1 凡能改變調節系統特性的部件，如彈簧緊度、調整螺栓、墊片、連桿等零件的尺寸和相對位置，拆裝時必須進行做記號和測量，做好詳細記錄。

3.2 解體時，必須測量和記錄每個部件的間隙和必要的尺寸，如錯油門門芯間隙、過封度、行程等，油動機活塞間隙、行程、調節汽門行程、調節汽門門桿間隙、彎曲度等。

3.3 拆下的零件應分別放置在專用的零件箱內。對于精密零件應特別注意保護，并用干凈的白布或其它柔軟的材料包好，拿取時應小心，防止碰撞、損壞。

3.4 滑閥、活塞、活塞桿、活塞環、套筒、彈簧等部件應仔細進行檢查，無銹蝕、裂紋、毛刺等缺陷，滑閥凸肩應保持完整，無卷邊、毛刺。滑閥、活塞上的排氣孔、節流孔應清理干凈，以免堵塞油路，影響正常工作。

3.5 滑閥、套筒、活塞、活塞桿及外殼體的凹窩、油室、孔口等應仔細地清洗，用白布擦拭，用面團粘凈。

3.6 復裝滑閥及活塞時，應在滑閥、活塞、活塞桿等滑動部位澆以透平油。滑動及轉動部分應靈活，無卡澀與松動現象，全行程動作應靈活、準確。

結語

汽輪機調速系統起到調節汽機轉速，保證供電質量和供電數量，滿足電網用戶的需要，同時還肩負著保證汽輪發電機組始終在額定轉速左右運行、防止汽機超速的重要任務，為此應認真檢修，做好各項實驗，從檢修方面確保調速系統的安全運行。

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