浅谈汽轮机调速及检修相关问题

兰博华

（辽河油田电力集团公司热电厂，辽宁 盘锦 124000）

汽轮机是利用蒸汽做功的一种旋转式动力机械，它可将蒸汽的热能转换为汽轮机轴的回转机械能。汽轮机主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。在发电厂汽轮机是重要的设备，其正常运转直接影响企业的电力生产效益。现在电能不能大量储存，火电厂发出的电力必须随时满足用户对用电数量和用电质量的需求，所以汽轮机必须具备自动调节系统。

1 汽轮机的调速目的和任务简介

1.1 汽轮机调速目的

汽轮机调速系统的任务，就是使汽轮机输出的功率与电负荷保持平衡。也就是说，当用户电量增多时，汽轮机的负荷也应该随着增加，这时汽轮机的调速系统就要开大汽门。具体来说是出于下列三个原因考虑的：

1.1.1 用电量变化要求：电力客户对发电量的要求，这是一个动态变化的因素，因此电力负荷就要根据需求来调整发电大小，这样能够起到节约能源，最大的满足用户需求，企业利益最大化。

1.1.2 供电质量要求：供电质量主要是满足需求的点烟和频率；其中，电压可以通过变压器解决。电网频率则由汽轮机的转速所决定。一般情况下转速高电网的频率就高，转速低则电网的频率低。为了得到一个稳定的、满足需求的频率，汽轮机必须具备调速系统，能够保证满足电网频率稳定在一定范围之内。

1.1.3 发电厂安全的需要：汽轮发电机组工作时，转子、叶轮、叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。转速增加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使部件破坏，出大事故，为此需要设置调速系统保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。

1.2 汽轮机调速基本任务

为此可以总结汽轮机调速系统的三个基本任务为：

1.2.1 机组独立运行时，当工况发生变化时，调节汽轮机的转速，使之保持在一定范围内。

1.2.2 机组并网运行，当电网频率发生变化时，调整机组负荷，使之保持在一定范围内。

1.2.3 对于带调节抽汽的汽轮机来说，当汽轮机工况发生变化时，调整抽汽压力在一定的范围内。

2 汽轮机超速故障分析及防控措施

2.1 超速故障产生原因分析

汽轮机调速系统的主要作用就是保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。因此当其调速系出现故障，就直接会导致汽轮机超速故障的产生，继而引发设备严重损坏，酿成严重事故。对于汽轮机调速系统存在哪些问题，会引起什么样的故障现象，都必须足够重视，要深入进行探讨。结合电厂运行经验和相关技术文献以下几个方面可能会引发超速故障的产生：

（1）调速汽门不能关闭或漏汽量大。

（2）抽汽逆止门不严或拒绝动作。

（3）调速系统迟缓率过大或调节部件卡涩。

（4）运行方式不合理或调整不当。

（5）调速系统速度变动率过大。

（6）调速系统动态特性不当。

（7）调速系统整定不当，如同步器调整范围、配汽机构膨胀间隙调整不合理等。

2.2 超速事件防控措施

当然引发此类事故的原因还和超速保护系统故障和运行操作维护有着直接关系，在此不做一一讨论，同时为了防止汽轮机超速事件的发生，运行和检修应做到如下几个方面：

2.2.1 自动主汽门，调速汽门要开、关灵活，严密性合格，定期做主汽门活动试验。机组大修后或甩负荷试验前，必须进行主汽门、调速汽门严密性试验，保证符合技术要求，执行法规标准及制造厂的要求。

2.2.2 机组长期运行或停运时，应做好汽机保养工作，运行中应对汽轮机油质进行监督并且加强滤油，防止杂质进入汽机调节供油系统引起调节部套卡涩。停运后超过一个月应进行机械超速和压出试验，以保证汽机保护系统安全可靠投入。在停运期间，应对调速系统缺陷及时消除。

2.2.3 坚持调速系统静态特性试验，汽轮机大修后或处理调速系统缺陷更换调速部套和重新整定以后均应做汽轮机调速系统试验，调速系统的速度变动率和迟缓率应符合技术要求，一般规定速度变动率为额定转速的4-5%，迟缓率不大于额定转速的的0.5%。

2.2.4 合理地整定同步器的调整范围，上限富裕行程不宜过大，一般要求高限能升高速度变动率&+(1-2)%的富裕行程，在低限能降低3-5%的额定转速，配汽机构凸轮应在设计间隙范围内，以保证汽轮机在热态下能严密关闭调速汽门。

2.2.5 汽轮机的各项附加保护，如电超速保护、磁力断路油门等，要进行严格的检查试验，保证符合技术要求和标准，正常投入运行，不得在运行中随意切除，如因设备存在缺陷，需要处理时，应经主管领导批准，制定出切实可行的安全措施和技术措施，处理好后投入运行。

2.2.6 对新安装机组和对机组调速系统进行技术改造以后，必须进行调速系统动态特性试验，以保证汽轮机甩负荷后，动态飞升转速不超过规定值，汽轮机甩负荷后应能保持空负荷运行，一般要求甩掉额定负荷后的飞升转速不超过额定转速的8%，发现设备缺陷要及时消除。

2.2.7 机组大修后，甩负荷试验前，危急保安器解体检查以后，运行2000小时以后都应做超速试验，超速试验要严格按照规定进行，高速下不宜停留时间过长，超速试验次数要力求减少，注油试验应在超速试验前进行，以确定危急保安器是否动作可靠，在做超速试验时，升速应平稳，注意防止转速突然升高，并应事先采取防止超速的技术措施和安全措施。

为了防止大轴在冷脆温度下增加大轴的综合应力，延长转子的使用寿命，超速试验最好在转子的热状态下进行，如规程没有规定温度要求，一般在高压缸内壁金属温度高于250度时再做超速试验。

3 汽轮机调速检修注意事项

汽轮机调速系统安全良好运转，是以每次高质量的检修为前提的，故为提高检修质量和检修效率，结合实际工作经验，总结体会出如下心得要点：

3.1 凡能改变调节系统特性的部件，如弹簧紧度、调整螺栓、垫片、连杆等零件的尺寸和相对位置，拆装时必须进行做记号和测量，做好详细记录。

3.2 解体时，必须测量和记录每个部件的间隙和必要的尺寸，如错油门门芯间隙、过封度、行程等，油动机活塞间隙、行程、调节汽门行程、调节汽门门杆间隙、弯曲度等。

3.3 拆下的零件应分别放置在专用的零件箱内。对于精密零件应特别注意保护，并用干净的白布或其它柔软的材料包好，拿取时应小心，防止碰撞、损坏。

3.4 滑阀、活塞、活塞杆、活塞环、套筒、弹簧等部件应仔细进行检查，无锈蚀、裂纹、毛刺等缺陷，滑阀凸肩应保持完整，无卷边、毛刺。滑阀、活塞上的排气孔、节流孔应清理干净，以免堵塞油路，影响正常工作。

3.5 滑阀、套筒、活塞、活塞杆及外壳体的凹窝、油室、孔口等应仔细地清洗，用白布擦拭，用面团粘净。

3.6 复装滑阀及活塞时，应在滑阀、活塞、活塞杆等滑动部位浇以透平油。滑动及转动部分应灵活，无卡涩与松动现象，全行程动作应灵活、准确。

结语

汽轮机调速系统起到调节汽机转速，保证供电质量和供电数量，满足电网用户的需要，同时还肩负着保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行、防止汽机超速的重要任务，为此应认真检修，做好各项实验，从检修方面确保调速系统的安全运行。

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