火力发电厂汽轮机调速系统摆动的原因分析

火力发电厂汽轮机调速系统摆动的原因分析

姜玉英宁夏银川750001）（中机国能宁东热电有限公司，抽汽压力等，直接影响到汽轮机摘要：汽轮机调速系统是汽轮发电机组最重要的系统之一，用来调节汽轮发电机组的转速、主要是系统转速变化、负荷调节、发电机周波等，是影响发电厂安全经济运行的关键要素之一。汽轮机调速系统摆动的原因很多，对安全生产及运行经济性带来严重影响。从调本身设计、加工、安装、运行等方面造成。系统长期摆动运行会缩短汽轮机的寿命，确保汽轮机安全稳定运行。速系统常见故障入手，探究原因，提出解决办法，关键词：汽轮机；调速系统；重叠度；反馈中图分类号院TM621,TK26文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2019冤24-0145-021火电厂汽轮机调速系统摆动概述火力发电厂的汽轮机是一种以蒸汽热能为原动力的转动机械，根据能量转换的原理将来自锅炉蒸汽的热能转换为机械能并效率拖动发电机旋转，最终转换成电能。汽轮机具有单机功率大、主高、寿命长等优点。是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。要有转子（转动部分）、静子（固定部分）、调速系统、油系统、轴封系统、抽真空系统等组成。汽轮机调速系统摆动是指汽轮机的转速或负荷不能维持相对的稳定，产生了较大的波动，导致汽轮机单独运行时转速波动或并网后负荷波动；或者汽轮机各连接机构产生一定频率和一定幅度（或负荷）的摆动和连接机构摆动，从而导致调门窜动。汽轮机转速其摆动的摆动虽是不同摆动现象，但他们是相互关联又相互制约，特性一般又分为三种类型：a.连续摆动。b.在一定负荷区域内摆动。c.运行方式变化时摆动。调速系统是否稳定，对汽轮机的调节和保护系统能否正常有产生调速系统摆动，会直效运行至关重要。如果调速系统不稳定，必须全接降低系统运行效率，严重时甚至迫使汽轮机停机。因此，才能确保设面了解调速系统的运行状态，明确汽轮机的内部构造，备安全、稳定运行。2汽轮机调速系统摆动原因分析2.1系统部件卡涩，致使调速系统摆动汽轮机调速系统部件卡涩是最常见、最容易出现的调速系统故障之一，当需要动作的活动部件运行缓慢甚至是静止不动，而其他参与调速系统的设备运行正常时，往往就是出现了调速系统配汽机构局部卡涩。比如阀杆、阀套结盐垢造成卡涩；连接销子间隙油质不清洁造成滑阀及油过小卡涩；因锈蚀或高温膨胀造成卡涩；动机卡涩等。2.2系统部件漏油，致使调速系统摆动调速系统漏油危害还是比较大的，它会造成系统油位和油压从过低，压力不稳定，调速系统反应迟钝以及调节元件机能失常，最终影响生产的安全进行。造而引起调速系统摆动等一系列问题，其中比较常见的有：成系统部件漏油的原因是多方面的，2.2.1调速系统部件由于磨损或者长时间的腐蚀老化导致的致使调速系统摆动。配合间隙过大，造成漏油现象，产生油压不稳，2.2.2油动机活塞臂、伺服阀及滑阀某些部位由于摩擦或划伤产生油压不稳，造成损坏而使得设备两腔室之间发生了短路现象，致使调速系统摆动。产生油压不2.2.3油系统逆止阀关闭不严，造成压力油回流，稳，致使调速系统摆动。2.2.4系统结合面不平整或垫片破损等造成不同压力等级的油致使调速系统摆动。路之间短路，产生油压不稳，2.3油系统滤网堵塞，致使调速系统摆动油系统堵塞也是火电厂调速系统摆动的常见故障，因维护不到位、油质不合格、滤网杂质清理不及时等多方面原因造成滤网堵塞，油压降低，压差增大，会降低汽轮机调速系统的性能，产生调速汽轮机系统摆动现象，影响设备运行。如果不及时消除堵塞部位，逐渐地形成了恶性各个部位运行持续受阻，会造成进一步的堵塞，循环，加剧了汽轮机受损程度，容易出现严重的摆动现象。针对这将直接影响调速系统种情况，如没有定期清理滤网中残余的杂质，中的油压，即使重新启动设备和汽轮机也不能解决调速系统摆动的问题。致使调速系统摆动2.4局部速度变动率太小，调速系统静态特性线在空负荷或带负荷区域太平，引起转速作周期性摆动。速度变动率公式为：δ=(n1-n2)/n×100%δ-速度变动率；n1-汽轮发电机组空负荷时的转速；n2-汽轮发电机组达到满负荷时的转速；n-汽轮发电机组额定转速。当电网故障或者发电厂内部故障造成汽轮机跳闸时，汽轮机转速会出现一个动态飞升，最高转速由速度变动率决定，一般为4-5%，以额定转速3000转/分钟为例，则飞升转速为120-150转/分钟，速度变动率越大，汽轮机转速在甩负荷时上升越高，危险性也越大。容易造成汽轮机负速度变动率越小，汽轮机调速系统越敏感，进汽量和进汽参数频繁变化，荷及转速波动，致使调速系统摆动，造成汽轮机内部零部件疲劳损坏。因此速度变动率较小的机组适合于调峰机组，发挥调节灵敏的优势，如果用在带基本负荷的机组，电网周波稍有变化，则会引起调速系统摆动。致使调速系统摆动2.5调速系统迟缓率太大，调速系统迟缓率太大，空转或带负荷情况下会造成周期性的转速摆动，并列运行时会造成负荷周期性和非周期性摆动。速度迟缓率公式为：ε=Δn/n。×100%ε-迟缓率；Δn-在同一功率下转速上升过程的特性线与转速下降过程的特性线之间的转速差；n。-额定转速。-146-科学技术创新2019.24

消除设理。对密封圈及密封垫换新，严格遵守大修质量保证体系，备缺陷，杜绝设备漏油现象发生。3.3油系统滤网堵塞，致使调速系统摆动在汽轮机运行过程中不仅要注意规范的操作步骤，还要加强滤网被运行维护，定期清理滤网，充分考虑汽轮机长期运行之后，杂质进入油系统，油中进堵塞的可能性。经常擦拭设备，防止飞灰、要查明原因，避免因水（一般为冷油器泄露、汽轮机轴封漏气量大）滤网堵塞造成油压不稳，调速系统摆动。发电厂要积极开展滤油工稳定、安全运作，加强油质化验。各专业相互配合确保设备持续、行。致使调速系统摆动3.4局部速度变动率太小，如果在运行过程中或通过试验发现调节系统存在局部速度变动率太小是由静态特性不符合要求造成的，则应对静态特性进行调整。调节系统静态特性线的调整一般包括速度变动率，同步器上、下限位置，同步器工作范围，配汽机构以及调速器和油动机工作行程等方面的调整。上述各项之间是相互影响的，因此，在进行调整工作时，必须进行全面考虑。速度变动率的调整要遵守三个规律:a.只要改变Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的任一条静态特性线的斜率，就可以改变调节系统静态特性线的就可以改斜率。b.只要改变任一机构输入和输出信号的输出比例，变调节系统静态特性线的斜率。c.选择改变哪个组成机构的静态应看结构特性线的斜率，选择改变组成比例常数值中的哪个因素，是否允许，调整是否方便。速度变动率的调整一般最好在制造厂指定的结构上调整。致使调速系统摆动3.5调速系统迟缓率太大，调速系统的迟缓是各部原件迟缓的叠加，所以为了减少系统调门重的迟缓，应减少调速器、传动放大机构及配汽机构的迟缓，迟缓率较小，叠度在合理范围内。现代汽轮机大多采用液压传动，对于一般机械式，由于机械摩擦阻力及杠杆连接处间隙等原因应采用硬质材料，加工精度高，摩擦力小。对于铰链传动及滑阀要保滑阀与阀套间光滑无伤痕，过封证间隙的同时考虑热膨胀的影响。保证反度在合理范围，避免过封度的存在影响到调速系统灵敏度。防止卡涩。馈系统正常，油质合格、3.6对于DEH高压抗燃油机组运行中高压抗燃油易受到污染，致使调速系统摆动加强对DEH高压抗燃油管理，定期滤油及对高压抗燃油进行定期进行油质指标分析化验，确再生，防止油中进水及颗粒杂质，保油质合格。3.7油系统混入空气，致使调速系统摆动确保对因油系统留有死角，可以对不易放净的管道进行改造，一定坡度，增加放空阀，保证系统及设备放空阀无堵塞。加强设备启动前的检查工作。致使调速系统摆动3.8油系统中的蓄能器设备不能正常作用，为保证蓄能器设备完好可用，稳定油压，避免调速系统因油压大小不稳摆动，运行中应经常检查蓄能器氮气压力在正常范围内，压力不足时应及时补充。修时对蓄能器进行压力测定，结束语因此从制造厂出厂质量综上所述，影响系统摆动的原因很多，对出现把控、安装、运行、维护等各个环节都要严格按照规范要求。提出解决办法，确保设备安的故障，根据发生现象加以判断分析，全、稳定、经济运行。静态特性曲线完全是理论上建立起来的，它建立在机组转速调速系统就立和负荷相对应理想状况下，即机组一出现转速偏差，但是实际上由于各种因素（摩擦、即动作，机组的功率就立即改变。间隙、过封度等）的影响，调速系统转速在机组上升和下降时静态特性实际上是两根近乎平行的曲线，这种现象是由于迟缓现象存由于迟缓率的在造成的。迟缓率太大对汽轮机运行是十分不利的，存在，延长了从汽轮机负荷发生变化到调节阀开始动作的间隔时间，造成汽轮机不能及时适应外界负荷改变的不良现象，致使调速系统摆动。2.6对于DEH系统采用高压抗燃油的机组，高压抗燃油在运行中易受到污染，致使调速系统摆动根据目前多家电厂调速系统摆动综合分析来看，DEH高压抗燃油污染是造成汽轮机调速系统摆动主要原因之一，高压抗燃油电导率等污染，导致控制在运行过程中容易受到水分、颗粒杂质、系统伺服阀及节流孔堵塞卡涩，直接破坏系统的准确性与灵活性，此时在启动开机过程中就会出现汽轮机调速系统摆动现象。如果在运行过程中对高压抗燃油的维护与化学监督不到位，导致油的酸值升高，电阻率降低，含水率高，电化学腐蚀就会发生，电液转换节流孔板直径均在1mm左右，器与滑阀都是精密部件、油质稍有改变即会影响运行的稳定性。油质超标不但缩短设备寿命而且调速系统卡涩极易造成机组非计划停机。难以保证调度系统安全稳定运行。2.7油系统混入空气，致使调速系统摆动油系统混入空气致使调速系统摆动主要有两种情况，一种情况是检修后整个调速系统管路及部套都充满空气，启动机组时又没有很好的排出，特别是油管路弯头和部套油腔室死角很不易排如油箱油位过低、前轴承箱里高出。另一种是机组运行中混入的，压油管路泄露，造成油系统飞溅回油流速高使油中空气不能分离。容易造成调速油压力不稳定，油调速系统管路及部套中残留空气，动机活塞上下大范围波动，开机过程中及带负荷后无法控制转速与负荷。致使调速系统摆动2.8油系统中的蓄能器设备不能正常作用，油系统的蓄能器设备可以在系统油压波动时起到缓冲和稳定油压的作用，一旦蓄能器设备氮气不足或皮囊损坏，不能正常作用，则无法缓冲系统油压的波动，在负荷稳定时，无法吸收油泵出口的高频脉动分量，在负荷变化时，无法吸收进、回油系统的油压调速系统摆动。变化，导致排油压力不稳，3解决汽轮机调速系统摆动办法3.1系统部件卡涩，致使调速系统摆动解决办法如果卡涩部位在一定位置不变动，可以用铜棒轻轻敲打震动该处，直至调门与负荷保持对应，处理过程中要确保负荷晃动在可为避免造成部件卡涩，要求在控范围内，以免造成安全事故。此外，安装及大修过程中严格把控质量，所有滑动及旋转部件的配合间隙应符合设计和规范要求，油系统清理严格按规范要求，确保滤油把油品监督制度油质达标。在日常运行过程中则要加强油品监督，保证滤油及时、油质合格、设作为一项重要工作并委派专人负责，备在良好可用状态。3.2系统部件漏油，致使调速系统摆动解决办法调速系统部件由于磨损或者长时间的腐蚀老化而造成的配合致使调速系统摆动，在大间隙太大造成漏油现象，产生压力不稳，确保间隙在修中要对伺服阀、油动机活塞、滑阀等间隙进行测量，合格范围内，检查滑阀与阀套磨损及伤痕，发现问题及时更换处