喻輝

摘 要：汽輪機(jī)是發(fā)電廠的重要設(shè)備，汽輪機(jī)調(diào)速牽涉到發(fā)、供雙方的諸多指標(biāo)。首先對(duì)汽輪機(jī)調(diào)速的系統(tǒng)組成、調(diào)速目的、工作內(nèi)容等進(jìn)行概述，其次就調(diào)速卸荷閥故障、調(diào)速部件漏油、汽輪機(jī)超速等多類(lèi)故障進(jìn)行分析，最后就做好汽輪機(jī)調(diào)速的檢修提出全方位的建議。本文可作為汽輪機(jī)運(yùn)維的有效參照。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；調(diào)速；檢修

中圖分類(lèi)號(hào)：TK268 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0129-02

1 引言

汽輪機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，其通過(guò)將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換機(jī)械能，可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等，但主要用于電力生產(chǎn)（即作為發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)）。由于電廠發(fā)出的電能的質(zhì)量?jī)?yōu)劣和數(shù)量多少直接關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定和用戶的用電安全，加強(qiáng)發(fā)電控制勢(shì)所必然。汽輪機(jī)作為電廠的重要設(shè)備，其運(yùn)行是否正常在很大程度上關(guān)聯(lián)著發(fā)電的有效性[1]。而調(diào)速系統(tǒng)是汽輪機(jī)的核心，做好調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行和檢修意義重大。

2 汽輪機(jī)調(diào)速概述

調(diào)速系統(tǒng)一般由液力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電子控制柜等相關(guān)硬件以及配套軟件組成，其關(guān)鍵部件為DPU微處理器[2]。DPU擁有獨(dú)立控制功能，將現(xiàn)場(chǎng)控制站、MACS-ICS、應(yīng)用軟件等進(jìn)行有效整合，并服務(wù)于檢驗(yàn)、打印、顯示以及各種操控任務(wù)。

根據(jù)汽輪機(jī)運(yùn)行與電力生產(chǎn)的關(guān)系，可概括出汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的配置目的如下：

（1）達(dá)成電力負(fù)荷供需的即時(shí)平衡。由于用戶數(shù)量多、分散性大，導(dǎo)致用電事件具有高度隨機(jī)性，電力負(fù)荷在幅值上也是瞬息萬(wàn)變。在當(dāng)前技術(shù)條件下，電力尚不能大規(guī)模存儲(chǔ)，發(fā)、供、輸、配、用必須同時(shí)完成。汽輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，必須以用戶側(cè)負(fù)荷需求為導(dǎo)向，及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整轉(zhuǎn)速，以使能量輸出量契合要求。

（2）滿足供電質(zhì)量要求。表征供電質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓幅值和電網(wǎng)頻率。由于輸配電網(wǎng)的多級(jí)性，電壓幅值主要由各級(jí)調(diào)壓設(shè)備（包括變壓器和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備）保證，但頻率具有源頭性，其由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q唯一定（轉(zhuǎn)速高→頻率高，轉(zhuǎn)速低→頻率低），因此，要求汽輪機(jī)配置精密的調(diào)速系統(tǒng)以使電網(wǎng)頻率始終得以穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。

（3）確保發(fā)電廠運(yùn)行安全。電力生產(chǎn)離不開(kāi)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)須在物理定律框架下進(jìn)行（如轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片等承受的離心力須與其剛度相適應(yīng)），這就需要設(shè)置自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)以保證汽輪機(jī)組始終運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速附近。

調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行中，必須按以下要求執(zhí)行具體工作（這也是考核調(diào)速系統(tǒng)檢修的標(biāo)準(zhǔn)）[3]：①若機(jī)組處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，則調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)以機(jī)組實(shí)時(shí)工況為依托，使轉(zhuǎn)速始終維持在合理范圍內(nèi)；②若機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)，則當(dāng)電網(wǎng)頻率出現(xiàn)變化時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)負(fù)荷調(diào)整來(lái)維持頻率正常。

3 汽輪機(jī)調(diào)速常見(jiàn)故障及處置

3.1 調(diào)節(jié)卸荷閥故障

該類(lèi)故障發(fā)出的信號(hào)：正常情況會(huì)在監(jiān)控屏顯示“汽輪機(jī)跳閘，鍋爐MFT”信號(hào)。故障原因分析：調(diào)速汽門(mén)卸荷閥閥芯中的“O”型圈發(fā)生破損（可能受長(zhǎng)期燃油侵蝕所致），使得調(diào)速氣門(mén)油缸發(fā)生漏油。處置建議：在機(jī)組停運(yùn)時(shí)段，對(duì)所有閥門(mén)線圈的密封性進(jìn)行全面和仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)不合格的立即更換；或者以運(yùn)檢大數(shù)據(jù)為依托，實(shí)行定期更換（這類(lèi)故障屬于時(shí)間積累型，只要掌握故障爆發(fā)的時(shí)間規(guī)律并在故障明顯之前予以處置，就可將隱患消滅在萌芽狀態(tài)）。

3.2 部件漏油故障

前已述及，調(diào)速系統(tǒng)由多部件組成，任一部件都可能發(fā)生漏油。漏油一旦發(fā)生，勢(shì)必使調(diào)速系統(tǒng)的油動(dòng)力不足，進(jìn)而帶來(lái)調(diào)速延遲、調(diào)速晃動(dòng)等各種問(wèn)題。處置建議：通過(guò)仔細(xì)觀察和正確分析，盡快查清漏油部位和漏油原因，并擇定合適時(shí)機(jī)將汽輪機(jī)停機(jī)，對(duì)漏油部位進(jìn)行有效堵漏。

3.3 EH油泵油壓過(guò)低故障

EH油泵油壓過(guò)低會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)跳閘。故障誘因：試驗(yàn)電磁閥、電機(jī)伺服閥等設(shè)備的頻繁開(kāi)、關(guān)。故障表現(xiàn)：當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)掛閘后，油缸油壓會(huì)出現(xiàn)變化，電機(jī)伺服閥會(huì)動(dòng)作異常或汽門(mén)安全閥節(jié)流有堵塞現(xiàn)象；若進(jìn)行油化試驗(yàn)，還會(huì)發(fā)現(xiàn)EH油雜質(zhì)含量較高。處置建議：①對(duì)安全閥進(jìn)行清理，使母管上的油壓能維持在穩(wěn)定水平之上；②當(dāng)定速之后，應(yīng)打開(kāi)所有調(diào)節(jié)汽門(mén)，將擋板與銜鐵噴嘴移動(dòng)一邊，確?；y兩端保持不同油壓。

3.4 汽輪機(jī)超速故障

汽輪機(jī)超速，不但使入網(wǎng)電能的頻率提升，造成非同期合閘事件的大量發(fā)生，還可能使汽輪機(jī)的機(jī)械部件受損，引發(fā)重大安全事故。因此，必須對(duì)汽輪機(jī)超速給予足夠重視。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合本人工作經(jīng)驗(yàn)，將可能引發(fā)超速故障的原因作如圖1所示羅列。

根據(jù)圖1分析，可得到以下的處置建議：

（1）為保證自動(dòng)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)在開(kāi)/關(guān)靈活性和嚴(yán)密性上的持續(xù)合格，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃安排定期的主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)。另外，借助機(jī)組大修或甩負(fù)荷試驗(yàn)的機(jī)會(huì)，宜開(kāi)展主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)的嚴(yán)密性試驗(yàn)（對(duì)照廠家數(shù)據(jù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）。

（2）提升汽機(jī)保養(yǎng)工作。當(dāng)機(jī)組處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)濾油并以技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)油質(zhì)的在線監(jiān)督，以防雜質(zhì)進(jìn)入調(diào)速系統(tǒng)導(dǎo)致部件卡澀；當(dāng)機(jī)組停運(yùn)超一個(gè)月欲投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)開(kāi)展機(jī)械超速和壓出試驗(yàn)，以確保汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)可可靠投入。

（3）堅(jiān)持調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗(yàn)。所指場(chǎng)合：①汽輪機(jī)大修后；②更換調(diào)速部件（消缺情況）；③保護(hù)參數(shù)重新整定后。試驗(yàn)要求：①調(diào)速系統(tǒng)的速度變動(dòng)率為額定轉(zhuǎn)速的4-5%；②調(diào)速系統(tǒng)的退緩率不大于額定轉(zhuǎn)速的0.5%。

（4）合理整定同步器的調(diào)整范圍。主要是：①上限富裕行程不宜過(guò)大（要求高限能升高速度變動(dòng)率&=（1～2）%的富裕行程，低限能降低3～5%的額定轉(zhuǎn)速）；②配汽機(jī)構(gòu)凸輪在設(shè)計(jì)間隙范圍內(nèi)，以保證汽輪機(jī)在熱態(tài)下能?chē)?yán)密關(guān)閉調(diào)速汽門(mén)。

（5）嚴(yán)格查試汽輪機(jī)的各項(xiàng)附加保護(hù)，如電超速保護(hù)、磁力斷路油門(mén)等，保證完全符合技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)。這些保護(hù)一般要保證隨汽機(jī)運(yùn)行正常投入，不得隨意切除；若消缺需要要暫停某些保護(hù)時(shí)，必須經(jīng)主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，且附帶有切實(shí)可行的安全措施和技術(shù)措施；在消缺完畢后立即將退出的保護(hù)投運(yùn)。endprint

（6）對(duì)新增機(jī)組或調(diào)速系統(tǒng)技改機(jī)組，必須開(kāi)展調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)。目的：保證汽輪機(jī)甩額定負(fù)荷后，動(dòng)態(tài)飛升轉(zhuǎn)速不超過(guò)規(guī)定值（即額定轉(zhuǎn)速的8%），這樣汽輪機(jī)能保持在空負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

（7）按規(guī)定進(jìn)行超速試驗(yàn)。所指場(chǎng)合：①機(jī)組完成大修；②甩負(fù)荷試驗(yàn)前；③危急保安器解體檢查以后；④機(jī)組運(yùn)行滿2000小時(shí)。試驗(yàn)要點(diǎn)：①高速下不宜停留過(guò)長(zhǎng)時(shí)間；②試驗(yàn)次數(shù)力求減少；③注油試驗(yàn)先于超速試驗(yàn)（目的是檢驗(yàn)危急保安器會(huì)不會(huì)按要求動(dòng)嘴）；④升速應(yīng)平穩(wěn)，規(guī)避轉(zhuǎn)速突然升高，并布置有相關(guān)預(yù)防措施；⑤最好在轉(zhuǎn)子熱狀態(tài)下進(jìn)行（為延長(zhǎng)轉(zhuǎn)子使用壽命）。

4 汽輪機(jī)調(diào)速檢修注意事項(xiàng)

上文對(duì)汽輪機(jī)調(diào)速的常見(jiàn)故障進(jìn)行剖析，闡述了諸多處置措施。這些措施有些是應(yīng)急性的，有些是試驗(yàn)性的。為了完善汽輪機(jī)調(diào)速運(yùn)維內(nèi)涵，本小節(jié)將以本人工作經(jīng)驗(yàn)為依托，就汽輪機(jī)調(diào)速常規(guī)檢修的注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述。

（1）做好記錄。在調(diào)速系統(tǒng)檢修中，不可避免要進(jìn)行一些部件的拆裝，對(duì)于那些能引起調(diào)速系統(tǒng)特性的重要元件（如控制緊度的彈簧、調(diào)整間隙的墊片、連桿等），拆除時(shí)必須做好標(biāo)記、進(jìn)行相對(duì)位置測(cè)量，以便恢復(fù)時(shí)按原樣。另外，當(dāng)執(zhí)行解體操作時(shí)，必須對(duì)每個(gè)部件的間隙和必要的尺寸（如調(diào)節(jié)汽門(mén)行程、錯(cuò)油門(mén)門(mén)芯間隙等）做詳細(xì)測(cè)量和記錄。

（2）妥善安放。主要指：①應(yīng)以專(zhuān)用零件箱存放拆下的零件；②精心保護(hù)精密零件（用干凈的白布或其它柔軟材料包覆，輕取輕拿，以防碰損）。

（3）細(xì)致檢查。對(duì)于活塞、活塞桿、活塞環(huán)、滑閥、套筒、彈簧等部件，應(yīng)著重辨識(shí)銹蝕、裂紋、毛刺等缺陷（有缺陷更換）；對(duì)于滑閥凸肩，應(yīng)辨識(shí)是否無(wú)卷邊和完整（不滿足要求更換）。

（4）認(rèn)真清理。對(duì)于滑閥、活塞上的排氣孔、節(jié)流孔，應(yīng)辨識(shí)是否干凈（不干凈應(yīng)清理）；對(duì)于滑閥、套筒、活塞、活塞桿及外殼體的凹窩、油室、孔口等應(yīng)認(rèn)真清洗（白布擦拭，面團(tuán)粘凈）。

（5）復(fù)裝滑閥及活塞時(shí)，應(yīng)在相關(guān)接觸位置澆以透平油，確?；瑒?dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)行為無(wú)卡澀和松動(dòng)現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于穩(wěn)定供電質(zhì)量、確保電廠運(yùn)行安全有著重要作用。在實(shí)際電力生產(chǎn)中，除了對(duì)常見(jiàn)故障要能熟練排除，重點(diǎn)還應(yīng)消患于未然。此外，常規(guī)檢修的方式方法是否合規(guī)對(duì)保證調(diào)速系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義不。應(yīng)不斷結(jié)合發(fā)電實(shí)踐，豐富汽輪機(jī)調(diào)速運(yùn)維的內(nèi)容，將該項(xiàng)工作推向前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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