王 佐， 韓 臻， 梁天生， 張玲華

（中機(jī)國能電力工程有限公司， 上海 200000）

引言

隨著我國火電現(xiàn)役機(jī)組富裕情況越來越嚴(yán)重，特別是西部地區(qū)棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象的普遍存在，電網(wǎng)調(diào)度對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)甚至甩負(fù)荷能力的要求也越來越高。如果汽輪發(fā)電機(jī)組具備快速甩負(fù)荷能力、小島式運(yùn)行能力與空負(fù)荷運(yùn)行能力，必然能夠在未來競價(jià)上網(wǎng)模式下的電力市場環(huán)境下取得優(yōu)勢。所以，最大限度消除汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺陷，對(duì)于汽輪機(jī)安全、高效、快速響應(yīng)運(yùn)行非常重要。

1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹

汽輪機(jī)的空負(fù)荷運(yùn)行，俗稱汽輪機(jī)空轉(zhuǎn)，是指汽輪機(jī)在主蒸汽驅(qū)動(dòng)下，維持在3 000 r/min的轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流不投入，沒有功率輸出的一種短時(shí)間運(yùn)行工況。汽輪機(jī)空負(fù)荷運(yùn)行，是發(fā)電機(jī)同期和并網(wǎng)前的必備過程。

汽輪機(jī)空負(fù)荷運(yùn)行，主要依靠調(diào)節(jié)系統(tǒng)來維持。所謂調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能維持空轉(zhuǎn)，通常是指當(dāng)主汽閥開大以后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)上升，甚至于直到危機(jī)保安器動(dòng)作，或者即使將同步器搖到最低限，汽輪機(jī)仍然超過額定轉(zhuǎn)速而穩(wěn)定在一個(gè)高的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致機(jī)組不能并網(wǎng)。

機(jī)組在空負(fù)荷工況下運(yùn)行和調(diào)節(jié)情況的好壞，直接影響汽輪機(jī)并網(wǎng)的順利與否，因此必須對(duì)機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)空負(fù)荷的運(yùn)行情況進(jìn)行認(rèn)真檢查和整定。

2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)整定不當(dāng)及其處理

1）調(diào)速器主彈簧緊度過大，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)作轉(zhuǎn)速過低、過遲，導(dǎo)致低限蒸汽流量超過額定轉(zhuǎn)速需求量。

2）同步器工作行程調(diào)整不當(dāng)，下限富裕行程太小，當(dāng)調(diào)速器的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速以后，同步器調(diào)整量太小或者失去調(diào)整能力。這類問題通常發(fā)生在彈簧式同步器上，對(duì)這類同步器，可以通過改變彈簧預(yù)緊力的辦法解決。

3）油動(dòng)機(jī)和調(diào)節(jié)汽閥的位置配合不恰當(dāng)，在油動(dòng)機(jī)已經(jīng)關(guān)到底時(shí)，調(diào)速汽閥還有一定的開度，或者閥芯未到位但閥桿或傳動(dòng)裝置已經(jīng)到位，濟(jì)南某50 MW機(jī)組就出現(xiàn)因此類故障導(dǎo)致傳動(dòng)杠桿斷裂情況。

3 調(diào)節(jié)汽閥閥座升起及其處理

這類問題突出表現(xiàn)在提板式配汽機(jī)構(gòu)的機(jī)組上，只要提板式的閥組中有一個(gè)閥座升起，都會(huì)使其他調(diào)節(jié)汽閥不能關(guān)閉。這類缺陷的發(fā)生，常常是由于裝配質(zhì)量不佳造成的，如果在裝配時(shí)緊力不足或者接縫斂合不牢，就會(huì)在運(yùn)行中由于汽流的反作用促使閥座升起并卡死在某一個(gè)高度上。

發(fā)生這種情況的一個(gè)明顯標(biāo)志，就是油動(dòng)機(jī)不能全關(guān)。遇到這種情況不要將升起的閥座硬打下去，以免閥座中心偏斜，應(yīng)用專用拔輪器或者錨栓拉桿將閥座取出，待查明原因后在進(jìn)行復(fù)裝。

4 油動(dòng)機(jī)或者調(diào)節(jié)汽閥卡澀及其處理

當(dāng)油動(dòng)機(jī)或者調(diào)解汽閥卡澀，而不能關(guān)閉到應(yīng)有位置時(shí)，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)不能維持轉(zhuǎn)速?？闆r引起故障的主要特點(diǎn)就是油動(dòng)機(jī)尚未達(dá)到正常工作位置時(shí)，滯澀不動(dòng)，失去正常的脈動(dòng)現(xiàn)象，只要仔細(xì)檢查和觀察就不難發(fā)現(xiàn)，但往往需要結(jié)合檢修才能處理。

引起卡澀的原因有很多方面，如蒸汽品質(zhì)不良使活動(dòng)部件結(jié)構(gòu)造成活動(dòng)間隙減小；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤滑介質(zhì)不良；閥桿和閥桿套的間隙調(diào)整不當(dāng)；汽閥導(dǎo)向鍵工作性能不好等因素都會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)汽閥的卡澀。

油動(dòng)機(jī)卡澀通常是由于活塞桿和活塞套的間隙調(diào)整不當(dāng)、中心偏斜以及油質(zhì)不良等原因造成。

5 調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉不嚴(yán)及其處理

5.1 關(guān)閉不嚴(yán)現(xiàn)象判斷

如果調(diào)節(jié)汽閥不能嚴(yán)密關(guān)閉，會(huì)使過量的蒸汽漏入汽輪機(jī)的通流部分，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高。這種情況在電廠最為常見，尤其是閥門結(jié)構(gòu)比較陳舊的老機(jī)組或者小機(jī)組。

如果調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉不嚴(yán)的情況尚不嚴(yán)重，那么汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速往往和低壓缸排汽壓力有直接關(guān)系，在真空度較低時(shí)不宜發(fā)現(xiàn)，或者說不能輕易判斷問題出在調(diào)節(jié)汽閥還是出在凝汽器負(fù)壓系統(tǒng)。因此，在檢查調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉不嚴(yán)缺陷時(shí)，應(yīng)在正常真空度條件下進(jìn)行，在保證主汽門開啟的情況下，關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，觀察機(jī)組降速情況并記錄最終穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，與正常記錄或者汽機(jī)廠提供的參考記錄進(jìn)行對(duì)比，就能判斷是否存在調(diào)節(jié)汽閥的不嚴(yán)密情況。

5.2 調(diào)節(jié)汽閥漏汽情況分類

根據(jù)調(diào)節(jié)汽閥漏汽位置和成因，可以分為以下三類情況。

1）調(diào)節(jié)汽閥的閥碟和閥座接合不嚴(yán)密現(xiàn)象，使蒸汽漏入機(jī)組內(nèi)部。

2）閥座與汽柜的結(jié)合面不嚴(yán)密，比如存在砂眼或者裝配間隙，蒸汽會(huì)繞過閥碟而進(jìn)入汽機(jī)內(nèi)部。

3）調(diào)節(jié)汽閥閥碟椎體侵蝕磨損或徑向間隙過大現(xiàn)象，汽閥稍有移動(dòng)，就會(huì)引起蒸汽流量的急劇變化。由于調(diào)節(jié)汽閥在初始開啟時(shí)的節(jié)流沖刷作用很大，所以汽閥閥碟椎體最容易在初始開度附近被侵蝕。

5.3 調(diào)節(jié)汽閥漏汽的處理措施

消除調(diào)節(jié)汽閥漏汽情況，主要包括汽閥結(jié)合面研磨和汽閥結(jié)合面補(bǔ)焊，需要根據(jù)不同的閥門結(jié)構(gòu)形式采取對(duì)應(yīng)的措施。5.3.1 汽閥結(jié)合面研磨

研磨汽閥結(jié)合面時(shí)，用力不宜過大或者過小，一般采取0.05～0.15 MPa的研磨壓力，研磨機(jī)或者潤滑油過多也會(huì)影響研磨效率。研磨雙座汽閥時(shí)，要在上下口之間留出相當(dāng)?shù)拈g隙，以保持在熱狀態(tài)下汽閥的嚴(yán)密性；研磨單座汽閥或者平口汽閥，最好用平板分別進(jìn)行，平板和閥座閥碟之間應(yīng)有一個(gè)凸臺(tái)，以防研磨錯(cuò)動(dòng)。

5.3.2 汽閥結(jié)合面補(bǔ)焊

閥碟椎體損害或者徑向間隙過大時(shí)，可采取補(bǔ)焊，首先要做好所要求的椎體形狀樣板，然后將需要補(bǔ)焊的部分鏇出新茬口，預(yù)熱到200～300℃進(jìn)行燒焊，之后進(jìn)行穩(wěn)定性熱處理，最后再加工、研磨成合格的椎體。

蝶閥與閥座間隙過大時(shí)，可采取補(bǔ)焊周向密封導(dǎo)向帶的方式處理，將閥碟和閥座之間的間隙縮小到0.1～0.2 mm，導(dǎo)向帶寬度在2～4 mm之間。補(bǔ)焊導(dǎo)向帶的措施，可消除漏汽量過大的現(xiàn)象，還不會(huì)因?yàn)閺较蜷g隙太小而引起卡澀。

6 結(jié)語

通過整定調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)整閥座高度、消除調(diào)閥結(jié)合面漏汽等措施，可保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效運(yùn)行，有利于汽輪機(jī)組的高精度、空負(fù)荷運(yùn)行，提高機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)和調(diào)度響應(yīng)能力，進(jìn)一步調(diào)高火電機(jī)組的調(diào)峰能力，有利于改善整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行靈活性，從而提高整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中新能源的有效利用比重。