汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定問(wèn)題試探

王振亞，張迎春

濮陽(yáng)龍豐熱電有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定問(wèn)題試探

王振亞，張迎春

濮陽(yáng)龍豐熱電有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000

調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定是電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中較常見(jiàn)、較復(fù)雜的問(wèn)題，影響其穩(wěn)定性的原因很多，并且多種原因互相作用，給準(zhǔn)確判斷造成一些困難。科學(xué)分析原因，對(duì)癥下藥，消除不穩(wěn)定因素，是汽輪機(jī)安全運(yùn)行的保障。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)；汽輪機(jī)；穩(wěn)定

機(jī)組空負(fù)荷和帶負(fù)荷工況下轉(zhuǎn)速和負(fù)荷擺動(dòng)現(xiàn)象，既有周期性擺動(dòng)，也有間斷性擺動(dòng)，這種不穩(wěn)定現(xiàn)象需要運(yùn)行人員系統(tǒng)的、深入的、連續(xù)的觀察記錄和認(rèn)真細(xì)致的分析，才能發(fā)現(xiàn)其背后真正的癥結(jié)所在。

1 油質(zhì)問(wèn)題

油質(zhì)不清潔、運(yùn)行中油質(zhì)乳化、油中含有機(jī)械雜質(zhì)等原因，導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至卡澀，是比較常見(jiàn)的，尤其是在新機(jī)組試運(yùn)行期間或者大修后啟動(dòng)時(shí)，更為多見(jiàn)。

液壓調(diào)節(jié)元件間隙一般較小，如果油中含有雜質(zhì)，很容易造成卡澀。運(yùn)行中進(jìn)水乳化劣化引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)元件的銹蝕卡澀，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的工作狀態(tài)，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的擺動(dòng)。

這類原因，一般經(jīng)過(guò)徹底的油系統(tǒng)清理和嚴(yán)格過(guò)濾后會(huì)立即好轉(zhuǎn)，甚至消除，嚴(yán)重的經(jīng)過(guò)換油，也可以解決。

2 部件漏油

部件漏油直接影響系統(tǒng)油壓和油動(dòng)機(jī)的出力，增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩度。油動(dòng)機(jī)和滑閥間的結(jié)合面因?yàn)橐话銢](méi)有螺栓固定，容易漏油，如果結(jié)合面平整度不夠或紙墊過(guò)厚，一旦破損將導(dǎo)致高壓油漏入低壓油系統(tǒng)，極易導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)活動(dòng)部件的磨損腐蝕引起的配合間隙增大、通流滑閥安裝未調(diào)正、系統(tǒng)逆止門不嚴(yán)密、油動(dòng)機(jī)活塞缸壁磨損引起的油動(dòng)機(jī)腔室不嚴(yán)密等是導(dǎo)致部件漏油的主要原因。

消除此類缺陷需要詳細(xì)檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件的配合間隙，及時(shí)更換腐蝕嚴(yán)重的配件，保證管件接頭法蘭接觸良好，避免使用塑料材質(zhì)的墊以免因塑料墊軟化變形引起漏油。

3 油壓波動(dòng)

部分全液壓設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)較易發(fā)生。全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)采取液壓作為轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，對(duì)油壓波動(dòng)非常敏感，尤其是長(zhǎng)周期的波動(dòng)。油壓波動(dòng)幅度0.1kg/cm2，旋轉(zhuǎn)阻尼在3 000轉(zhuǎn)/分，機(jī)組功率變化幅度將高達(dá)20%，轉(zhuǎn)速波動(dòng)幅度也在100轉(zhuǎn)/分左右。

油壓波動(dòng)成因較為復(fù)雜，射油器工作點(diǎn)發(fā)生改變、主油泵和射油器工作不穩(wěn)定、油泵葉輪內(nèi)壁光潔度不夠、油泵出口濾網(wǎng)鉆孔面積發(fā)生變化、離心泵進(jìn)口壓力變化、油系統(tǒng)有空氣等都會(huì)引起油壓波動(dòng)。

對(duì)油壓波動(dòng)原因的分析，需要長(zhǎng)時(shí)間堅(jiān)持相關(guān)多參數(shù)的觀察記錄，逐項(xiàng)排除，才能確定，波動(dòng)嚴(yán)重且確認(rèn)為主油泵和射油器問(wèn)題的需要安排停機(jī)處理。

4 調(diào)節(jié)氣閥缺陷

調(diào)節(jié)氣閥節(jié)流錐體磨損、在蒸汽力的作用下造成調(diào)節(jié)氣閥的跳動(dòng)進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)，使汽輪機(jī)空負(fù)荷時(shí)擺動(dòng)更加明顯，一些調(diào)節(jié)氣閥在運(yùn)行中由于蒸汽渦流作用，使閥蝶長(zhǎng)期在高頻率下振動(dòng)，造成調(diào)節(jié)閥桿疲勞斷裂和氣室壁沖蝕。安裝、大修中調(diào)節(jié)氣閥節(jié)流錐體調(diào)正不佳也會(huì)發(fā)生類似的現(xiàn)象。

5 凸輪配汽機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)磨損

長(zhǎng)期處于同一負(fù)荷的工況下運(yùn)行，往往會(huì)造成凸輪相應(yīng)位置磨損，進(jìn)而破壞油動(dòng)機(jī)行程與進(jìn)汽量的線性關(guān)系，減小局部不等率引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定。只有更換磨損件或通過(guò)焊補(bǔ)恢復(fù)才能消除。

6 離心重錘式調(diào)速器周波

調(diào)速器重錘的離心力和彈簧不平衡，調(diào)速器芯桿彎曲、偏斜或十字頭間隙過(guò)大、中心不正，渦輪蝸桿中心位置偏移、渦輪鑲套松動(dòng)、齒面間隙大、節(jié)具差超等原因都會(huì)引起調(diào)速器跳動(dòng)。這其中，以節(jié)距超差較為常見(jiàn)。節(jié)距差可以通過(guò)銑床進(jìn)行測(cè)定，如果超差的蝸母輪引起調(diào)速器振動(dòng)，應(yīng)該更換。如果蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)能夠倒裝，也可以將工作面和非工作面倒換一下。對(duì)于其他因素，結(jié)合檢修，認(rèn)真校正一般都可以妥善解決。

7 高速離心調(diào)速器的串軸

高速離心調(diào)速器與大軸直接相連，在3 000轉(zhuǎn)/分的條件下工作，結(jié)構(gòu)小巧，工作能力強(qiáng)，靈敏度高，與隨動(dòng)滑閥之間的間隙很小，調(diào)速器本身的工作行程在1mm左右。因此，調(diào)速器的軸向竄動(dòng)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響嚴(yán)重。

高速離心調(diào)速器是固定在主油泵的小軸上，會(huì)隨著主油泵的推力盤竄動(dòng)而竄動(dòng)，其穩(wěn)定性與主油泵推力盤間隙有一定關(guān)系。因此，為了使其工作性能穩(wěn)定，主油泵推力間隙要調(diào)整到0.1mm，過(guò)小則影響主油泵推力瓦的安全。解決主油泵推力盤運(yùn)行中的竄動(dòng)量，可以通過(guò)對(duì)主油泵前后兩個(gè)密封環(huán)間隙的調(diào)正來(lái)解決。

8 調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過(guò)大和部件卡澀

通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確的測(cè)出調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率，一般規(guī)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率應(yīng)該小于5%，不應(yīng)大于系統(tǒng)不等率的10%。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過(guò)大，對(duì)于離心重錘調(diào)速器，通常是由于重錘刀口平整度不夠、滑動(dòng)滾輪和滑動(dòng)板之間的磨擦、連接機(jī)構(gòu)的磨損、調(diào)速器彈簧和滑環(huán)等活動(dòng)部件的偏斜、軸承和十字頭中心不對(duì)等原因造成的。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的遲緩率過(guò)大，通常是由于配汽機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)部件、連桿接頭的卡澀，滑閥過(guò)封度大等原因造成的。對(duì)于這些因素，應(yīng)該將易磨損件檢修更換，鏇套圓孔、配置硬質(zhì)材料的銷釘?shù)绒k法予以消除。

活動(dòng)部件經(jīng)常處于靜止的滯澀狀態(tài)，失去了正常的脈動(dòng)，在工況變化時(shí)系統(tǒng)的油壓往往大幅度偏離正常數(shù)值，油動(dòng)機(jī)等活動(dòng)部件完全處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有正常的工作行程1%以內(nèi)的脈動(dòng)值，多為調(diào)節(jié)部件卡澀。

調(diào)節(jié)部件卡澀所造成的遲緩?fù)ǔ１憩F(xiàn)為不等值的間斷存在，對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響是非周期的、間斷的、不等幅的。調(diào)節(jié)部件長(zhǎng)期停留在一個(gè)工況工作，容易出現(xiàn)卡澀，經(jīng)過(guò)大幅度的反復(fù)活動(dòng)以后，卡澀現(xiàn)象消失，因此需要長(zhǎng)時(shí)間耐心觀察、反復(fù)試驗(yàn)才能找到卡澀的原因。

常見(jiàn)的導(dǎo)致調(diào)節(jié)部件卡澀的原因有：調(diào)節(jié)元件潤(rùn)滑不良、金屬材料蠕脹、油中含有機(jī)械雜質(zhì)、油垢積聚、調(diào)節(jié)氣閥閥桿和閥桿套等活動(dòng)間隙結(jié)垢、油中進(jìn)水、調(diào)節(jié)元件銹蝕、油質(zhì)不清潔、調(diào)節(jié)部件間隙過(guò)大或者過(guò)小、受熱膨脹后間隙變化超標(biāo)、滑閥液壓卡緊力過(guò)大等。

為避免調(diào)節(jié)系統(tǒng)卡澀現(xiàn)象，應(yīng)經(jīng)常保持油質(zhì)清潔、蒸汽品質(zhì)良好，密封系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)工作正常、活動(dòng)部件采用耐磨材料并保持適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)間隙。

有經(jīng)驗(yàn)的汽機(jī)運(yùn)行人員可以通過(guò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)油壓的變化情況判斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)卡澀情況，例如，噴嘴室或者滑閥前油壓的變化反應(yīng)調(diào)速器跟蹤滑閥卡澀、微分器活塞下部油壓的變化反應(yīng)微 分器卡澀、油動(dòng)機(jī)活塞前后油壓變化幅度大反應(yīng)油動(dòng)機(jī)的卡澀等。

在汽輪機(jī)組運(yùn)行中，利用負(fù)荷調(diào)整機(jī)會(huì)，定期地較大幅度的變化負(fù)荷，用來(lái)活動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)部件，對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件卡澀有一定的預(yù)防作用。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題，以上是最常見(jiàn)的引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因，其他如調(diào)節(jié)系統(tǒng)型線性不佳、調(diào)節(jié)系統(tǒng)不等率太小、靜態(tài)特性曲線不合理等因素，也會(huì)引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。掌握調(diào)節(jié)系統(tǒng)常見(jiàn)的不穩(wěn)定因素，便于科學(xué)處理調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定穩(wěn)定，及時(shí)進(jìn)行重點(diǎn)試驗(yàn)檢查，確保汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行。

TK263.7

A

1674-6708（2010）24-0057-02