國產液調汽輪機不能維持空載運行原因分析與處理

常 青,劉 娟

(1.大連泰山熱電有限公司，遼寧 大連 116021;2.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 存在問題

大連泰山熱電有限公司C12-3.53/0.98型機組調速系統采用全液壓式調節系統，高、低壓調節汽閥均采用多閥提板結構，高壓調節汽閥有6個蝶閥，機組啟動是由主汽門沖動。2號機組在一次啟動過程中臨界振動達到了0.15 mm，正常狀態下為0.05 mm，機組升至3 000 r/min時汽輪機轉速開始大幅度擺動，主汽門稍微開大，機組立即超速跳機。此時檢查同步器處于低限位置，機組轉速升至2 850 r/min時調速系統動作正常，當轉速升至3 000 r/min時一次脈沖油壓為0.6 MPa，比正常值高出0.24 MPa，并且隨著轉速而升高，當無法控制轉速時，機組只能進行停機處理。

2 問題分析

2.1 影響機組空載運行原因

一般情況下，汽輪機在啟動中調速系統出現不能維持空載運行現象時，都是由于進入汽輪機的蒸汽量大于空載所需要蒸汽量，即擾動為正值。對于全液壓調節系統的機組而言，不能維持空載運行主要有以下幾方面原因：

a. 同步器界限位置不正確或調整不當，下限偏高或偏低；

b. 油動機和調速汽閥無富余行程，下限行程不夠，導致調速汽門“懸空”；

c. 錯油門、油動機、調速汽門等活動部件卡澀；

d. 閥門在閥座處因積聚或落入雜物而關閉不嚴；

e. 調節系統中連接件發生松脫，致使調速汽門不能正常關閉；

f. 調速汽閥的閥線嚴重磨損，閥蝶與閥座中心線不正，閥座與蒸汽室壁的套裝位置處有砂眼或縫隙等。

2.2 影響一次脈沖油壓升高原因

根據液調原理，一次脈沖油壓升高將會關小調速汽門，油壓升高信號傳給高壓油動機，要求關小高壓調速汽門，導致轉速繼續升高，從而產生機組超速。

對于影響一次脈沖油壓升高原因，還可以根據調節系統動作原理框圖進行分析。由圖1可見，能引起一次脈沖油壓升高主要有2個環節：一次脈沖油節流孔直徑過大或壓力變換器內部故障引起油壓升高；錯油門或油動機活塞卡澀，脈沖油壓升高后不能使調速汽門關小，致使反饋作用消失引起油壓升高[1-2]。

圖1 調節系統動作原理框圖

3 故障排查

3.1 調速系統控制調節部件排查

a. 為了排除壓力變換器、錯油門、高壓油動機等活動部件的卡澀，對調速機頭進行了拆檢，確定相關部位不存在卡澀問題。反饋油口相關部件也正常，還對高壓油與一次脈沖相關的部件間隙逐個進行測量，符合標準，排除了高壓油漏入一次脈沖引起油壓升高的可能性。

b. 拆卸一次脈沖油節流孔進行檢查，有輕微磨損情況，但不至于引起油壓升高。

c. 機組啟動轉速升至2 850 r/min時，高壓調速汽門油動機隨之迅速關閉，這說明調速系統工作正常[3-4]。

3.2 調速汽門及連接部件排查

a. 對油動機下限行程進行測試，結果顯示高壓油動機與調速汽門球形活動接頭連接連桿高度與修前記錄相同；油動機開關特性測試與歷次啟機幾乎沒有差別；同時又進行了球形活動接頭與連桿之間的連接螺絲松開試驗，調速汽門油動機靠自身重力回落到關閉位置，這樣可排除調速汽門油動機關閉不嚴情況。

b. 在調速汽門全關狀態下，檢查發現右側提板導桿還有3 mm左右的行程，解體高壓調速汽門，發現2號汽門門座上有一個長160 mm、直徑15 mm的管狀噴嘴，此時1號、2號調節汽閥均存在關閉不嚴情況。

4 處理方法

4.1 主汽門解體檢查

經解體檢查發現主汽門濾網已破損，有兩道長170 mm左右的裂口，并且有部分濾網破落，需要更換濾網。

4.2 汽輪機揭缸檢查

在蒸汽噴嘴室內找到了大部分的濾網碎片，在動靜葉片內各找到一塊長15 mm的濾網碎片，但對轉子葉片損傷較輕，僅在第一壓力級部分葉片上有麻點和擦痕變形。經修復后，機組重新啟動時，一次脈沖油壓恢復正常，機組空載運行轉速得到穩定控制。

5 結束語

對液調汽輪機而言，當負荷降低后無法維持空載運行是汽輪機常見的故障之一，故障分析采用排除法，對可能產生的影響應做全面分析和檢查處理，本文對故障原因分析和處理方法的論述，可為同類型國產小型汽輪機提供借鑒。

[1] 童 剛，王向前.汽輪機推力瓦溫度高的原因及處理[J].東北電力技術，2004，25(3):5-8.

[2] 吳子斌，王忠建，尉洪杰.50 MW汽輪機增容改造[J].東北電力技術，2003，24(6):38-40.

[3] 周凡貞，李宇峰，王立清，等.某300 MW亞臨界汽輪機調節級噴嘴出汽邊斷裂分析與對策[J].汽輪機技術，2002，44(3):162-164,168.

[4] 王江洪，齊 琰，蘇 輝.電站汽輪機葉片疲勞斷裂失效綜述[J].汽輪機技術，1999，41(6)：330-333.