空负荷运行时汽轮机调节系统的缺陷分析和处理

2018-02-15梁天生张玲华

机械管理开发 2018年5期

王佐，韩臻，梁天生，张玲华

（中机国能电力工程有限公司，上海 200000）

引言

随着我国火电现役机组富裕情况越来越严重，特别是西部地区弃风、弃光现象的普遍存在，电网调度对汽轮发电机的负荷调节甚至甩负荷能力的要求也越来越高。如果汽轮发电机组具备快速甩负荷能力、小岛式运行能力与空负荷运行能力，必然能够在未来竞价上网模式下的电力市场环境下取得优势。所以，最大限度消除汽轮机调节系统的缺陷，对于汽轮机安全、高效、快速响应运行非常重要。

1 调节系统介绍

汽轮机的空负荷运行，俗称汽轮机空转，是指汽轮机在主蒸汽驱动下，维持在3 000 r/min的转速，发电机励磁电流不投入，没有功率输出的一种短时间运行工况。汽轮机空负荷运行，是发电机同期和并网前的必备过程。

汽轮机空负荷运行，主要依靠调节系统来维持。所谓调节系统不能维持空转，通常是指当主汽阀开大以后，汽轮机转速连续上升，甚至于直到危机保安器动作，或者即使将同步器摇到最低限，汽轮机仍然超过额定转速而稳定在一个高的转速，导致机组不能并网。

机组在空负荷工况下运行和调节情况的好坏，直接影响汽轮机并网的顺利与否，因此必须对机组调节系统空负荷的运行情况进行认真检查和整定。

2 调节系统整定不当及其处理

1）调速器主弹簧紧度过大，造成调节系统动作转速过低、过迟，导致低限蒸汽流量超过额定转速需求量。

2）同步器工作行程调整不当，下限富裕行程太小，当调速器的稳定转速超过额定转速以后，同步器调整量太小或者失去调整能力。这类问题通常发生在弹簧式同步器上，对这类同步器，可以通过改变弹簧预紧力的办法解决。

3）油动机和调节汽阀的位置配合不恰当，在油动机已经关到底时，调速汽阀还有一定的开度，或者阀芯未到位但阀杆或传动装置已经到位，济南某50 MW机组就出现因此类故障导致传动杠杆断裂情况。

3 调节汽阀阀座升起及其处理

这类问题突出表现在提板式配汽机构的机组上，只要提板式的阀组中有一个阀座升起，都会使其他调节汽阀不能关闭。这类缺陷的发生，常常是由于装配质量不佳造成的，如果在装配时紧力不足或者接缝敛合不牢，就会在运行中由于汽流的反作用促使阀座升起并卡死在某一个高度上。

发生这种情况的一个明显标志，就是油动机不能全关。遇到这种情况不要将升起的阀座硬打下去，以免阀座中心偏斜，应用专用拔轮器或者锚栓拉杆将阀座取出，待查明原因后在进行复装。

4 油动机或者调节汽阀卡涩及其处理

当油动机或者调解汽阀卡涩，而不能关闭到应有位置时，会导致汽轮机不能维持转速。卡涩情况引起故障的主要特点就是油动机尚未达到正常工作位置时，滞涩不动，失去正常的脉动现象，只要仔细检查和观察就不难发现，但往往需要结合检修才能处理。

引起卡涩的原因有很多方面，如蒸汽品质不良使活动部件结构造成活动间隙减小；传动机构润滑介质不良；阀杆和阀杆套的间隙调整不当；汽阀导向键工作性能不好等因素都会导致调节汽阀的卡涩。

油动机卡涩通常是由于活塞杆和活塞套的间隙调整不当、中心偏斜以及油质不良等原因造成。

5 调节汽阀关闭不严及其处理

5.1 关闭不严现象判断

如果调节汽阀不能严密关闭，会使过量的蒸汽漏入汽轮机的通流部分，使汽轮机转速升高。这种情况在电厂最为常见，尤其是阀门结构比较陈旧的老机组或者小机组。

如果调节汽阀关闭不严的情况尚不严重，那么汽轮机转速往往和低压缸排汽压力有直接关系，在真空度较低时不宜发现，或者说不能轻易判断问题出在调节汽阀还是出在凝汽器负压系统。因此，在检查调节汽阀关闭不严缺陷时，应在正常真空度条件下进行，在保证主汽门开启的情况下，关闭调节汽阀，观察机组降速情况并记录最终稳定转速，与正常记录或者汽机厂提供的参考记录进行对比，就能判断是否存在调节汽阀的不严密情况。