國產(chǎn)液調(diào)汽輪機(jī)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(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)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(jī)組調(diào)速系統(tǒng)采用全液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)，高、低壓調(diào)節(jié)汽閥均采用多閥提板結(jié)構(gòu)，高壓調(diào)節(jié)汽閥有6個蝶閥，機(jī)組啟動是由主汽門沖動。2號機(jī)組在一次啟動過程中臨界振動達(dá)到了0.15 mm，正常狀態(tài)下為0.05 mm，機(jī)組升至3 000 r/min時汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速開始大幅度擺動，主汽門稍微開大，機(jī)組立即超速跳機(jī)。此時檢查同步器處于低限位置，機(jī)組轉(zhuǎn)速升至2 850 r/min時調(diào)速系統(tǒng)動作正常，當(dāng)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速而升高，當(dāng)無法控制轉(zhuǎn)速時，機(jī)組只能進(jìn)行停機(jī)處理。

2 問題分析

2.1 影響機(jī)組空載運行原因

一般情況下，汽輪機(jī)在啟動中調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)不能維持空載運行現(xiàn)象時，都是由于進(jìn)入汽輪機(jī)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(diào)節(jié)系統(tǒng)的機(jī)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(diào)整不當(dāng)，下限偏高或偏低；

b. 油動機(jī)和調(diào)速汽閥無富余行程，下限行程不夠，導(dǎo)致調(diào)速汽門“懸空”；

c. 錯油門、油動機(jī)、調(diào)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(guān)閉不嚴(yán)；

e. 調(diào)節(jié)系統(tǒng)中連接件發(fā)生松脫，致使調(diào)速汽門不能正常關(guān)閉；

f. 調(diào)速汽閥的閥線嚴(yán)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(jù)液調(diào)原理，一次脈沖油壓升高將會關(guān)小調(diào)速汽門，油壓升高信號傳給高壓油動機(jī)，要求關(guān)小高壓調(diào)速汽門，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，從而產(chǎn)生機(jī)組超速。

對于影響一次脈沖油壓升高原因，還可以根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作原理框圖進(jìn)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(huán)節(jié)：一次脈沖油節(jié)流孔直徑過大或壓力變換器內(nèi)部故障引起油壓升高；錯油門或油動機(jī)活塞卡澀，脈沖油壓升高后不能使調(diào)速汽門關(guān)小，致使反饋作用消失引起油壓升高[1-2]。

圖1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作原理框圖

3 故障排查

3.1 調(diào)速系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)部件排查

a. 為了排除壓力變換器、錯油門、高壓油動機(jī)等活動部件的卡澀，對調(diào)速機(jī)頭進(jìn)行了拆檢，確定相關(guān)部位不存在卡澀問題。反饋油口相關(guān)部件也正常，還對高壓油與一次脈沖相關(guān)的部件間隙逐個進(jìn)行測量，符合標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)流孔進(jìn)行檢查，有輕微磨損情況，但不至于引起油壓升高。

c. 機(jī)組啟動轉(zhuǎn)速升至2 850 r/min時，高壓調(diào)速汽門油動機(jī)隨之迅速關(guān)閉，這說明調(diào)速系統(tǒng)工作正常[3-4]。

3.2 調(diào)速汽門及連接部件排查

a. 對油動機(jī)下限行程進(jìn)行測試，結(jié)果顯示高壓油動機(jī)與調(diào)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(jī)開關(guān)特性測試與歷次啟機(jī)幾乎沒有差別；同時又進(jìn)行了球形活動接頭與連桿之間的連接螺絲松開試驗，調(diào)速汽門油動機(jī)靠自身重力回落到關(guān)閉位置，這樣可排除調(diào)速汽門油動機(jī)關(guān)閉不嚴(yán)情況。

b. 在調(diào)速汽門全關(guān)狀態(tài)下，檢查發(fā)現(xiàn)右側(cè)提板導(dǎo)桿還有3 mm左右的行程，解體高壓調(diào)速汽門，發(fā)現(xiàn)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(diào)節(jié)汽閥均存在關(guān)閉不嚴(yán)情況。

4 處理方法

4.1 主汽門解體檢查

經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)主汽門濾網(wǎng)已破損，有兩道長170 mm左右的裂口，并且有部分濾網(wǎng)破落，需要更換濾網(wǎng)。

4.2 汽輪機(jī)揭缸檢查

在蒸汽噴嘴室內(nèi)找到了大部分的濾網(wǎng)碎片，在動靜葉片內(nèi)各找到一塊長15 mm的濾網(wǎng)碎片，但對轉(zhuǎn)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(jīng)修復(fù)后，機(jī)組重新啟動時，一次脈沖油壓恢復(fù)正常，機(jī)組空載運行轉(zhuǎn)速得到穩(wěn)定控制。

5 結(jié)束語

對液調(diào)汽輪機(jī)而言，當(dāng)負(fù)荷降低后無法維持空載運行是汽輪機(jī)常見的故障之一，故障分析采用排除法，對可能產(chǎn)生的影響應(yīng)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(chǎn)小型汽輪機(jī)提供借鑒。

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

[2] 吳子斌，王忠建，尉洪杰.50 MW汽輪機(jī)增容改造[J].東北電力技術(shù)，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(jī)調(diào)節(jié)級噴嘴出汽邊斷裂分析與對策[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2002，44(3):162-164,168.

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