論汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動分析及處理

（石河子市國能能源投資有限公司天河分公司，石河子市，832000） 劉晉明

1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動的原因

1.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過大

實踐證明，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，常和遲緩率過大有關(guān)，特別是對于杠桿聯(lián)接的調(diào)節(jié)系統(tǒng)工程，遲緩率過大更是造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動的普遍原因。遲緩率越大，則轉(zhuǎn)速及負(fù)荷的變化值也越大。

1.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率太小

汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率大小，將會引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。有時平均速度率符合要求，便局部速度變動率太小，則機組在該工作點運行時，也容易造成不穩(wěn)定。一般要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動率在3～6%范圍內(nèi)，過低會造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，過高又會造成動態(tài)飛升轉(zhuǎn)速過快，易造成危急保安器動作，因為汽輪機在驟然甩掉全負(fù)荷時，轉(zhuǎn)速升高約為速度變動率的1.5倍，如果速度變動率大于7%，則由計算結(jié)果7%×1.5=10.5%可見，已接近危急保安器動作值10%～12%的范圍了。所以不能超范圍地用調(diào)高的方法來滿足穩(wěn)定性的要求。而機組一般將低負(fù)荷和額定負(fù)荷附近的局部速度變動率調(diào)的大一些，而其它區(qū)域的局部速度變動率調(diào)小一點，使機組在低負(fù)荷和額定負(fù)荷時工作平穩(wěn)，而又保證了總的速度變動率在要求范圍內(nèi)。

1.3 調(diào)節(jié)油系統(tǒng)不正常

調(diào)節(jié)油系統(tǒng)不正常對調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，有的是直接的，如油壓波動；有的是間接的，如油中滲有水分使元件生銹腐蝕和油中含有機械雜質(zhì)等。供油系統(tǒng)的油壓波動，對于調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響是顯而易見的，尤其是對于采取液壓為轉(zhuǎn)速脈沖信號的全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)則更加敏感，因為全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點決定了它的脈沖油壓信號較弱，所以容易受到油壓波動的影響。

引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓波動的因素是比較復(fù)雜的，主要來自兩個方面：（1）主油泵和注油器本身的工作性能不穩(wěn)定；（2）油系統(tǒng)混進空氣。對于前者，主要是由設(shè)計、制造工藝以及安裝、檢修等因素決定。后者為油流中的空氣造成油壓波動，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性危害最大。油流中混進空氣的來源一方面是在機組啟動時油系統(tǒng)的空氣沒有排干凈，尤其在啟動前如果首先啟動高壓油泵，高速油流將會卷進大量的氣泡。所以，應(yīng)首先啟動低壓潤滑油泵，運行一段時間后再啟動高壓電動油泵運行一段時間，進一步驅(qū)趕調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部套及油路中的空氣，一般要求潤滑油泵連續(xù)運行時間不少于10min。另一方面油中空氣的存在和油路系統(tǒng)中空氣分離的條件有關(guān)，例如油箱容積過小、回油管路布置過高（造成回油飛濺）、油位偏低、排煙風(fēng)機調(diào)試不當(dāng)或排煙風(fēng)機進口不嚴(yán)密，使油箱未建立起微負(fù)壓以及系統(tǒng)中油流速度過高等都是造成空氣不能充分分離的因素。

為了便于排除積存在系統(tǒng)中的空氣，應(yīng)在調(diào)節(jié)部套腔室的最高位置、彎管的最高部位以及可能積存空氣的死區(qū)開設(shè)排氣孔。調(diào)試過程中，也常采用如手打急遮斷器的辦法，人為地使調(diào)速系統(tǒng)波動，對于驅(qū)趕調(diào)節(jié)油系統(tǒng)中積存的空氣同樣能收到良好的效果。油質(zhì)不良是調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作的一個關(guān)鍵因素，油質(zhì)不良包括油質(zhì)不清潔以及運行中油質(zhì)劣化兩個方面。

由于液壓調(diào)節(jié)元件的間隙都很小，如果油中含有機械雜質(zhì)，尤其是較硬的砂粒時，將引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)的卡澀，從而造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動，這類現(xiàn)象是較常見的。有的機組在油質(zhì)良好時調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作完全正常，但隨著運行中油質(zhì)的劣化（如油中進水、酸加增高等）便引起調(diào)節(jié)元件的銹蝕和卡澀，從而破壞了正常的工作狀態(tài)，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動。 因此對于大修后的機組一定要嚴(yán)格注意油管路系統(tǒng)的清洗和透平油的過濾工作，另外還應(yīng)特別注意檢修清理調(diào)節(jié)部套各腔室的死角，徹底清除砂質(zhì)等雜物，啟動前的油循環(huán)一定要保證質(zhì)量。對于運行的機組，應(yīng)經(jīng)常保持油質(zhì)的良好狀態(tài)，注意防止油質(zhì)劣化，如果存在油中進水或油溫過高等缺陷，應(yīng)及時進行處理。目前，對于油中的水分和雜質(zhì)，通常采取定期取樣化驗實施監(jiān)督、不間斷濾油、大修后對油系統(tǒng)管路、軸瓦進行大流量沖洗等方法。

1.4 滑閥構(gòu)造的影響

無論半液壓、全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，都設(shè)置有各種滑閥，要保證這些油閥能正常工作，則要求滑閥應(yīng)有合理的構(gòu)造，如果設(shè)計不合理，制造有超差或運行中嚴(yán)重?fù)p壞，常會影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對于斷流放大機構(gòu)的錯油門滑閥，保證適應(yīng)的過封度是十分重要的，因為機組運行的轉(zhuǎn)速并不是絕對穩(wěn)定的，其脈沖油壓實際上也是在一定范圍內(nèi)波動的，即使在轉(zhuǎn)速不變的情況下，脈沖油壓的波動也是不可避免的，這是由于油管中的渦流、主油泵供油壓力的脈動等引起的，所以滑閥實際上也是在一定的幅度內(nèi)波動的。因此，一定的過封度是避免油動機擺動的有效措施。適當(dāng)?shù)倪^封度是必要的，但過封度太大，則使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率增大和動態(tài)性能惡化。

1.5 配汽機構(gòu)的缺陷

汽輪機功率調(diào)節(jié)最后表現(xiàn)為調(diào)節(jié)汽門開度的改變，因而系統(tǒng)擺動的一個重要標(biāo)志是調(diào)節(jié)汽門開度的上下波動；所以要保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須要求配汽機構(gòu)能良好地工作。有許多調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動的情況是由于配汽機構(gòu)的缺陷造成的。其中最主要的是：調(diào)節(jié)汽門重疊度不正確：在理想情況下，希望配汽機構(gòu)的特性（流量與閥門升程的關(guān)系或功率與升程的關(guān)系）為一直線,但實際上卻有一定的差別，差別的程度不僅同每一調(diào)節(jié)汽門的特性有關(guān)，而且還和相鄰的兩個調(diào)節(jié)汽門的重疊度有關(guān)，調(diào)節(jié)汽門重疊度過大或過小甚至存在空行程都對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響。重疊度過大相當(dāng)于在某段負(fù)荷內(nèi)，同時有兩個調(diào)節(jié)汽門都在有效地控制流量，因而在這段負(fù)荷內(nèi)，油動機行程或調(diào)節(jié)汽門行程不大的變化，便引起較大的功率變化，因而極易引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動。

1.6 電網(wǎng)周波擺動過大

由于汽輪機并網(wǎng)運行時，轉(zhuǎn)速隨電網(wǎng)周波變化而變化，由于汽輪機轉(zhuǎn)速變化大就會造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動，一般情況運行人員就可以確定擺動的原因，也不需要檢修做任何調(diào)整工作，只需聯(lián)系調(diào)度將電網(wǎng)周波調(diào)整正常后即可消除。

2 原因分析及處理

2.1 原因分析

天富熱電廠原#5機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動尤為嚴(yán)重，經(jīng)過機組大修解體后檢查，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)汽門重疊度偏離設(shè)計值，并且第一個調(diào)節(jié)汽門的線型不好，低壓調(diào)節(jié)汽門閥芯部件松動加之低壓調(diào)節(jié)汽閥閥芯處蒸汽擾動，幾個原因加在一起造成#5機帶抽汽時調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動過大和低壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)配汽機構(gòu)抖動。

2.2 處理及效果

經(jīng)廠專業(yè)人員更換了#5機高壓調(diào)節(jié)汽閥的第一個調(diào)節(jié)汽門，重新按廠家標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整了高低壓調(diào)節(jié)汽閥的重疊度尺寸，緊固了低壓調(diào)節(jié)汽門的部分松動部件，減小了機組的遲緩率。重新開機試驗時發(fā)現(xiàn)#5機調(diào)節(jié)系統(tǒng)較以前工作穩(wěn)定了很多，基本符合廠家設(shè)計要求，解決了機組帶抽汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動間題。

3 結(jié)束語

對汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動問題認(rèn)真分析，精心檢修調(diào)整都可以解決?？傊?，全液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動的原因很多，但歸根到底基本上是以上幾點原因，只要認(rèn)真對照和認(rèn)真檢修都能準(zhǔn)確的分析出調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動原因并加以處理，汽輪機運行將更加穩(wěn)定，電網(wǎng)也能更好的為生產(chǎn)、生活等發(fā)揮更大的作用。