淺談汽輪機調(diào)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(zhuǎn)式動力機械，它可將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機軸的回轉(zhuǎn)機械能。汽輪機主要用作發(fā)電用的原動機，也可直接驅(qū)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(chǎn)和生活上的供熱需要。在發(fā)電廠汽輪機是重要的設備，其正常運轉(zhuǎn)直接影響企業(yè)的電力生產(chǎn)效益?，F(xiàn)在電能不能大量儲存，火電廠發(fā)出的電力必須隨時滿足用戶對用電數(shù)量和用電質(zhì)量的需求，所以汽輪機必須具備自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

1 汽輪機的調(diào)速目的和任務簡介

1.1 汽輪機調(diào)速目的

汽輪機調(diào)速系統(tǒng)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(diào)速系統(tǒng)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(fā)電量的要求，這是一個動態(tài)變化的因素，因此電力負荷就要根據(jù)需求來調(diào)整發(fā)電大小，這樣能夠起到節(jié)約能源，最大的滿足用戶需求，企業(yè)利益最大化。

1.1.2 供電質(zhì)量要求：供電質(zhì)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(wǎng)頻率則由汽輪機的轉(zhuǎn)速所決定。一般情況下轉(zhuǎn)速高電網(wǎng)的頻率就高，轉(zhuǎn)速低則電網(wǎng)的頻率低。為了得到一個穩(wěn)定的、滿足需求的頻率，汽輪機必須具備調(diào)速系統(tǒng)，能夠保證滿足電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。

1.1.3 發(fā)電廠安全的需要：汽輪發(fā)電機組工作時，轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片等承受很大的離心力，而且離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比。轉(zhuǎn)速增加，離心力將迅速增加。當轉(zhuǎn)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(diào)速系統(tǒng)保證汽輪發(fā)電機組始終在額定轉(zhuǎn)速左右運行。

1.2 汽輪機調(diào)速基本任務

為此可以總結(jié)汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的三個基本任務為：

1.2.1 機組獨立運行時，當工況發(fā)生變化時，調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速，使之保持在一定范圍內(nèi)。

1.2.2 機組并網(wǎng)運行，當電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時，調(diào)整機組負荷，使之保持在一定范圍內(nèi)。

1.2.3 對于帶調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機來說，當汽輪機工況發(fā)生變化時，調(diào)整抽汽壓力在一定的范圍內(nèi)。

2 汽輪機超速故障分析及防控措施

2.1 超速故障產(chǎn)生原因分析

汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的主要作用就是保證汽輪發(fā)電機組始終在額定轉(zhuǎn)速左右運行。因此當其調(diào)速系出現(xiàn)故障，就直接會導致汽輪機超速故障的產(chǎn)生，繼而引發(fā)設備嚴重損壞，釀成嚴重事故。對于汽輪機調(diào)速系統(tǒng)存在哪些問題，會引起什么樣的故障現(xiàn)象，都必須足夠重視，要深入進行探討。結(jié)合電廠運行經(jīng)驗和相關技術(shù)文獻以下幾個方面可能會引發(fā)超速故障的產(chǎn)生：

（1）調(diào)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(diào)速系統(tǒng)遲緩率過大或調(diào)節(jié)部件卡澀。

（4）運行方式不合理或調(diào)整不當。

（5）調(diào)速系統(tǒng)速度變動率過大。

（6）調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性不當。

（7）調(diào)速系統(tǒng)整定不當，如同步器調(diào)整范圍、配汽機構(gòu)膨脹間隙調(diào)整不合理等。

2.2 超速事件防控措施

當然引發(fā)此類事故的原因還和超速保護系統(tǒng)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(fā)生，運行和檢修應做到如下幾個方面：

2.2.1 自動主汽門，調(diào)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(diào)速汽門嚴密性試驗，保證符合技術(shù)要求，執(zhí)行法規(guī)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(yǎng)工作，運行中應對汽輪機油質(zhì)進行監(jiān)督并且加強濾油，防止雜質(zhì)進入汽機調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)引起調(diào)節(jié)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(tǒng)安全可靠投入。在停運期間，應對調(diào)速系統(tǒng)缺陷及時消除。

2.2.3 堅持調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗，汽輪機大修后或處理調(diào)速系統(tǒng)缺陷更換調(diào)速部套和重新整定以后均應做汽輪機調(diào)速系統(tǒng)試驗，調(diào)速系統(tǒng)的速度變動率和遲緩率應符合技術(shù)要求，一般規(guī)定速度變動率為額定轉(zhuǎn)速的4-5%，遲緩率不大于額定轉(zhuǎn)速的的0.5%。

2.2.4 合理地整定同步器的調(diào)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(zhuǎn)速，配汽機構(gòu)凸輪應在設計間隙范圍內(nèi)，以保證汽輪機在熱態(tài)下能嚴密關閉調(diào)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(shù)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(jīng)主管領導批準，制定出切實可行的安全措施和技術(shù)措施，處理好后投入運行。

2.2.6 對新安裝機組和對機組調(diào)速系統(tǒng)進行技術(shù)改造以后，必須進行調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性試驗，以保證汽輪機甩負荷后，動態(tài)飛升轉(zhuǎn)速不超過規(guī)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(zhuǎn)速不超過額定轉(zhuǎn)速的8%，發(fā)現(xiàn)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(guī)定進行，高速下不宜停留時間過長，超速試驗次數(shù)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(wěn)，注意防止轉(zhuǎn)速突然升高，并應事先采取防止超速的技術(shù)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(zhuǎn)子的使用壽命，超速試驗最好在轉(zhuǎn)子的熱狀態(tài)下進行，如規(guī)程沒有規(guī)定溫度要求，一般在高壓缸內(nèi)壁金屬溫度高于250度時再做超速試驗。

3 汽輪機調(diào)速檢修注意事項

汽輪機調(diào)速系統(tǒng)安全良好運轉(zhuǎn)，是以每次高質(zhì)量的檢修為前提的，故為提高檢修質(zhì)量和檢修效率，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，總結(jié)體會出如下心得要點：

3.1 凡能改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性的部件，如彈簧緊度、調(diào)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(diào)節(jié)汽門行程、調(diào)節(jié)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(nèi)。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(huán)、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?；y、活塞上的排氣孔、節(jié)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?；瑒蛹稗D(zhuǎn)動部分應靈活，無卡澀與松動現(xiàn)象，全行程動作應靈活、準確。

結(jié)語

汽輪機調(diào)速系統(tǒng)起到調(diào)節(jié)汽機轉(zhuǎn)速，保證供電質(zhì)量和供電數(shù)量，滿足電網(wǎng)用戶的需要，同時還肩負著保證汽輪發(fā)電機組始終在額定轉(zhuǎn)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(diào)速系統(tǒng)的安全運行。

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