汽輪機高壓調門擺動原因分析及處理

黃波

摘要：汽輪機高壓調門能夠確保汽輪機運行安全，調門調節品質會對汽輪機組轉速與負荷控制造成影響。此次研究主要是探討分析汽輪機高壓對調門擺動的原因，針對調門擺動原因給予相應的處理措施，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：汽輪機;高壓跳門;擺動成因;處理措施

汽輪機調節安保系統可以對機組啟停、負荷運行和故障問題進行控制，屬于自動控制裝置，可以滿足不同運行工況的要求，對汽輪機功率進行調節，滿足外界負荷變化需求。汽輪機組發生異常故障時，會導致運行工況改變，從而降低事故影響。

1、汽輪機調門擺動成因分析

利用調節機組進汽量大小可以有效控制汽輪機的功率和轉速，通過調閥開度能影響機組進汽量的大小，調門接受控制信號后，可以將信號轉化為油動機相應開度，通過對游動機開度大小調節，可以控制汽輪機進汽門開度，從而調節機組進汽量大小，控制汽輪機負荷與轉速。右門的運行時間比較長，且核心部位長期運行會產生磨損問題，從而導致機組故障發生率較高，影響機組運行安全與穩定。在汽輪機常見故障中，調門擺動屬于復雜故障問題。該故障問題會受到多種因素影響，與吊門相關的設備和部件都會引發機組震動，所以必須深入分析調門擺動原因，并采取針對措施予以處理。

2、汽輪機調門擺動的分析與處理

導致汽輪機組吊門擺動的原因比較多，例如調速系統遲緩率大、油壓波動大以及油品質不良等，因此需要針對上述原因展開深入分析。

2.1油品質不良原因

汽輪機在長時間運行下，會導致機械部件磨損。若油品酸度高或者水分比較大時，汽輪長時間運行溫度比較高，極易導致機械部件腐蝕，產生雜質和污質，致使調速部件卡澀，特別表現在油動機滑閥與套筒中，極易導致掉門擺動。所以在機組運行過程中，必須定期檢驗油質，若油質不合格，則應當更換新的油品。

2.2油壓波動

當高壓油泵出口油壓波動時，會對調門油動機波動造成影響，導致調節閥擺動。導致油壓波動的原因，可能是由于油泵故障所致，也有可能是高壓蓄能器皮囊破損所致。及時隔離蓄能器，對蓄能器皮囊壓力進行測量，若壓力低于標準值時，則應當補充氮氣。如果壓力沒有達到標準值，皮囊可能損壞，需要對蓄能器進行拆解檢查，主要檢查皮囊狀態。若出現損壞問題，則應當更換新的皮囊。如果蓄能器不存在故障問題，則應當將油泵進行拆解檢查，如果油泵存在故障，則應當進行針對處理。

2.3調速系統遲緩率大

調速系統遲緩率會受到調節部件中機械連接件的松動與卡澀問題，當遲緩率過高時，會導致游動機反應遲緩，從而導致調門擺動。此時需要測量和檢修不同部件和伺服閥，若存在故障，則應當及時更換和維修。

2.4伺服閥故障

伺服閥接受指令信號后，由于內部震蕩故障，從而引發游動機擺動，從而出現調門擺動問題。伺服閥故障主要包括機械故障和熱控故障。熱控故障多，由于線路端子和程序故障所致，該類故障會導致油動機誤動。當游動機誤動時，會引發調門擺動，此時需要聯合熱控人員進行處理。若為機械故障多，由于滑閥磨損、濾網堵塞和過封度過大等問題所致，需要更換新部件或者返廠檢修。

2.5油動機滑閥卡澀

油動機連桿和調門門桿連接，當游動機滑閥卡澀，會引發調門擺動。導致游動機卡澀的原因，主要是油污中存在雜質、滑閥和套筒磨損等。此時需要對游動機進行解體檢修與清理處理，如果磨損問題嚴重，則應當更換新部件或者送回生產廠進行維修。

2.6LVDF連桿與信號接線松動

LVDF為調門位移傳感器，能夠接收到調門開關位移信號，同時將該信號轉化為電信號，傳輸到伺服放大器中，從而調節調門的開關量。如果連桿松動或出現信號線松動時，則會導致位移傳感器所接收的開關位移信號偏差，進一步導致伺服放大器電信號存在誤差，出現掉門擺動問題，此時需要聯系熱控檢修人員進行處理。

2.7閥門特性曲線設計不合理

閥門特性曲線主要是指流量與開度關系，若閥門特性曲線設計不合理，將會導致調門擺動，此時需要聯系生產廠家予以處理。

2.8蒸汽參數波動

蒸汽參數波動大也會引發調門擺動故障，蒸汽參數波動成因主要是由于鍋爐運行期間的參數調節不適宜所致。

3、汽輪機高壓調門擺動的實踐分析

3.1故障案例

某電廠1號與2號機組均為670MW，汽輪機為超臨界、單軸、三缸四排氣式汽輪機。該汽輪機的高壓進汽部分由主汽門與調速汽門組成，包括單閥與順序閥運行方式。相比于單閥來說，順序閥的節流損失小，可以提升汽輪機運行效率，因此被廣泛應用于發電廠中。機組控制系統采用分散控制系統與數字電調一體化模式，在正常運行狀態下采用自動發電量控制方式，數字電調系統利用用線信號接收來自于分散控制系統所給予的設定值，轉化為每個高壓調節門所對應的開度指令，對汽輪機運行進行控制。

該電廠機組在投入順序閥控制之初，汽輪機調門控制平穩，偶爾會出現由于伺服閥卡澀所致異常狀況，處理難度比較小。在機組長時間運行過程中，3號高調門出現大幅度擺動問題，數字電調閥門總指令在順序閥連接閥門的交點上的波動，擺動出現比較頻繁，導致機組負荷同步波動。該種波動問題極易導致調門機械彈簧斷裂，還會影響電網頻率。

3.2擺動成因分析

當機組處于正常運行工況時，數字電調系統采用遙控方式，可以接收，來自于分散控制汽機主控制器所給予的負荷設定點，疊加上次調頻所產生的負荷偏差，從而轉化為總流量指令。總流量指令主要是按照順序閥開啟順序要求，通過函數轉化為每個高壓調門的流量指令，從而對高壓調門動作進行控制。

機組在初期運行中，主氣壓力控制良好，所以數字電調系統在負荷質量穩定狀態下，可以形成穩定的閥門總指令。在負荷相同情況下，分散到不同閥門的開度指令變化比較小。機組運行過程中，負荷點很少落在順序法所控制的連接閥門交叉點上。

機組一次調頻之后，機組電負荷指令不在處于穩定狀態，數字電調系統所接收的設定點也不再穩定，會出現小范圍波動情況。該工行就會導致電負荷，對應的閥門開度不相同，時常出現變化問題。由于該電廠所應用的汽輪機高壓調門數量為4個，順序閥方式下，GV1和GV2開滿，其他閥門則按照GV3和GV4順序進行調節，不同閥門之間出現交叉重疊現象，此時就會產生交叉點。如果閥門曲線配合度不佳，將會導致交叉點閥門擺動發生率過大。

3.3處理方案

主汽壓力是影響負荷對應閥門總開度的重要因素，通過修改局部滑壓曲線方式，可以有效處理初期設計方案所存在的問題。氣機閥門總開度會導致高壓調門處于擺動狀態，如果主汽壓力設定點疊加偏置量，將會改變主汽壓力，進一步導致汽機閥門開關總指令變化，造成擺動閥門遠離原有的特性曲線放大區域。在超出設定死區之后，將主汽壓力恢復到原設計曲線。由于電場所燃燒的每種經常變化，從而導致主汽壓力控制穩定性較差，如果將偏置量疊加在主汽壓力設定點上，極易導致主氣壓力波動幅度加大，所以需要修改閥門流量曲線函數的修正方案，改變閥門流量曲線函數拐點值，以此確保機組運行穩定性。

4、結束語

綜上所述，汽輪機高調門擺動屬于常見運見故障，在排除故障時，應按照故障特征進行分析，排除明確故障點之后檢查基礎維修記錄，以此明確故障點零部件的完好性。在檢修過程中不能對機組正常運行設備造成影響。調門百度原因分析，需要檢修人員具備豐富的檢修經驗，因此必須確保檢修人員的培訓與教育，以此提升專業技能水平，降低汽輪機故障發生率。

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