论汽轮机调节系统摆动分析及处理

（石河子市国能能源投资有限公司天河分公司，石河子市，832000） 刘晋明

1 调节系统摆动的原因

1.1 调节系统迟缓率过大

实践证明，调节系统工作不稳定，常和迟缓率过大有关，特别是对于杠杆联接的调节系统工程，迟缓率过大更是造成调节系统摆动的普遍原因。迟缓率越大，则转速及负荷的变化值也越大。

1.2 调节系统速度变动率太小

汽轮机调节系统速度变动率大小，将会引起调节系统工作不稳定。有时平均速度率符合要求，便局部速度变动率太小，则机组在该工作点运行时，也容易造成不稳定。一般要求调节系统的速度变动率在3～6%范围内，过低会造成调节系统工作不稳定，过高又会造成动态飞升转速过快，易造成危急保安器动作，因为汽轮机在骤然甩掉全负荷时，转速升高约为速度变动率的1.5倍，如果速度变动率大于7%，则由计算结果7%×1.5=10.5%可见，已接近危急保安器动作值10%～12%的范围了。所以不能超范围地用调高的方法来满足稳定性的要求。而机组一般将低负荷和额定负荷附近的局部速度变动率调的大一些，而其它区域的局部速度变动率调小一点，使机组在低负荷和额定负荷时工作平稳，而又保证了总的速度变动率在要求范围内。

1.3 调节油系统不正常

调节油系统不正常对调节系统稳定性的影响，有的是直接的，如油压波动；有的是间接的，如油中渗有水分使元件生锈腐蚀和油中含有机械杂质等。供油系统的油压波动，对于调节系统稳定性的不利影响是显而易见的，尤其是对于采取液压为转速脉冲信号的全液压调节系统则更加敏感，因为全液压调节系统的特点决定了它的脉冲油压信号较弱，所以容易受到油压波动的影响。

引起调节系统油压波动的因素是比较复杂的，主要来自两个方面：（1）主油泵和注油器本身的工作性能不稳定；（2）油系统混进空气。对于前者，主要是由设计、制造工艺以及安装、检修等因素决定。后者为油流中的空气造成油压波动，对调节系统的稳定性危害最大。油流中混进空气的来源一方面是在机组启动时油系统的空气没有排干净，尤其在启动前如果首先启动高压油泵，高速油流将会卷进大量的气泡。所以，应首先启动低压润滑油泵，运行一段时间后再启动高压电动油泵运行一段时间，进一步驱赶调节系统各部套及油路中的空气，一般要求润滑油泵连续运行时间不少于10min。另一方面油中空气的存在和油路系统中空气分离的条件有关，例如油箱容积过小、回油管路布置过高（造成回油飞溅）、油位偏低、排烟风机调试不当或排烟风机进口不严密，使油箱未建立起微负压以及系统中油流速度过高等都是造成空气不能充分分离的因素。

为了便于排除积存在系统中的空气，应在调节部套腔室的最高位置、弯管的最高部位以及可能积存空气的死区开设排气孔。调试过程中，也常采用如手打急遮断器的办法，人为地使调速系统波动，对于驱赶调节油系统中积存的空气同样能收到良好的效果。油质不良是调节系统工作的一个关键因素，油质不良包括油质不清洁以及运行中油质劣化两个方面。

由于液压调节元件的间隙都很小，如果油中含有机械杂质，尤其是较硬的砂粒时，将引起调节系统的卡涩，从而造成调节系统摆动，这类现象是较常见的。有的机组在油质良好时调节系统工作完全正常，但随着运行中油质的劣化（如油中进水、酸加增高等）便引起调节元件的锈蚀和卡涩，从而破坏了正常的工作状态，使调节系统摆动。 因此对于大修后的机组一定要严格注意油管路系统的清洗和透平油的过滤工作，另外还应特别注意检修清理调节部套各腔室的死角，彻底清除砂质等杂物，启动前的油循环一定要保证质量。对于运行的机组，应经常保持油质的良好状态，注意防止油质劣化，如果存在油中进水或油温过高等缺陷，应及时进行处理。目前，对于油中的水分和杂质，通常采取定期取样化验实施监督、不间断滤油、大修后对油系统管路、轴瓦进行大流量冲洗等方法。

1.4 滑阀构造的影响

无论半液压、全液压调节系统，都设置有各种滑阀，要保证这些油阀能正常工作，则要求滑阀应有合理的构造，如果设计不合理，制造有超差或运行中严重损坏，常会影响调节系统的稳定运行。对于断流放大机构的错油门滑阀，保证适应的过封度是十分重要的，因为机组运行的转速并不是绝对稳定的，其脉冲油压实际上也是在一定范围内波动的，即使在转速不变的情况下，脉冲油压的波动也是不可避免的，这是由于油管中的涡流、主油泵供油压力的脉动等引起的，所以滑阀实际上也是在一定的幅度内波动的。因此，一定的过封度是避免油动机摆动的有效措施。适当的过封度是必要的，但过封度太大，则使调节系统的迟缓率增大和动态性能恶化。

1.5 配汽机构的缺陷

汽轮机功率调节最后表现为调节汽门开度的改变，因而系统摆动的一个重要标志是调节汽门开度的上下波动；所以要保证调节系统的稳定，必须要求配汽机构能良好地工作。有许多调节系统摆动的情况是由于配汽机构的缺陷造成的。其中最主要的是：调节汽门重叠度不正确：在理想情况下，希望配汽机构的特性（流量与阀门升程的关系或功率与升程的关系）为一直线,但实际上却有一定的差别，差别的程度不仅同每一调节汽门的特性有关，而且还和相邻的两个调节汽门的重叠度有关，调节汽门重叠度过大或过小甚至存在空行程都对调节系统的稳定性有很大影响。重叠度过大相当于在某段负荷内，同时有两个调节汽门都在有效地控制流量，因而在这段负荷内，油动机行程或调节汽门行程不大的变化，便引起较大的功率变化，因而极易引起调节系统摆动。

1.6 电网周波摆动过大

由于汽轮机并网运行时，转速随电网周波变化而变化，由于汽轮机转速变化大就会造成调节系统摆动，一般情况运行人员就可以确定摆动的原因，也不需要检修做任何调整工作，只需联系调度将电网周波调整正常后即可消除。

2 原因分析及处理

2.1 原因分析

天富热电厂原#5机组调节系统摆动尤为严重，经过机组大修解体后检查，调节系统的调节汽门重叠度偏离设计值，并且第一个调节汽门的线型不好，低压调节汽门阀芯部件松动加之低压调节汽阀阀芯处蒸汽扰动，几个原因加在一起造成#5机带抽汽时调节系统摆动过大和低压调节系统配汽机构抖动。

2.2 处理及效果

经厂专业人员更换了#5机高压调节汽阀的第一个调节汽门，重新按厂家标准调整了高低压调节汽阀的重叠度尺寸，紧固了低压调节汽门的部分松动部件，减小了机组的迟缓率。重新开机试验时发现#5机调节系统较以前工作稳定了很多，基本符合厂家设计要求，解决了机组带抽汽调节系统摆动间题。

3 结束语

对汽轮机调节系统摆动问题认真分析，精心检修调整都可以解决。总之，全液压式调节系统的汽轮机调节系统摆动的原因很多，但归根到底基本上是以上几点原因，只要认真对照和认真检修都能准确的分析出调节系统摆动原因并加以处理，汽轮机运行将更加稳定，电网也能更好的为生产、生活等发挥更大的作用。