汽輪機液壓調速系統發生擺動原因分析及排除

（山東電力建設第三工程有限公司，山東青島 266100）

0 引言

汽輪機的應用可有效提高能源的利用效率。但由于汽輪機長期處于高負荷運行狀態下，汽輪機液壓調速系統出現一定故障，如系統擺動故障的發生，直接影響到汽輪機的運行質量與穩定，針對其故障發生原因進行分析，并采取相關故障排除技術方案，保證汽輪機的整體穩定運行。

1 抽汽背壓式機組

某公司采取抽汽背壓式機組，該汽輪機組的主要優勢為鍋爐產生的高溫高壓蒸汽，可經過汽輪機帶動發電機，可滿足用戶對熱負荷的不同需求，有效提高資源利用率。

在汽輪機組運行過程中，當蒸汽參數達到某一區域時，液壓調速系統會出現一定擺動，體現出連桿機構出現一定的振幅與擺動，進而影響到調速汽門與進汽管道的運行安全，而蒸汽參數越過相關區域時，液壓系統的擺動情況則出現好轉。

汽輪機的液壓調速系統出現擺動問題，直接影響到汽輪機組整體運行穩定性，需對液壓調速系統發生擺動的原因進行深度分析，了解其故障產生的根本原因，進而采取相對應的解決技術方案，主動消除液壓系統擺動故障。

2 汽輪機液壓調速系統發生擺動原因分析

2.1 外部因素

當汽輪機的主蒸汽壓力不穩定時，由于技術人員的操作不當，使得汽輪機整體運行工況不穩定，加劇液壓調速系統的擺動故障。在相關用戶的用汽負荷不穩定時，由于產出與需求沒有達成一致，進而使得汽輪機運行受到外部環境制約，使得汽輪機無法進行滿負荷運行，導致相關設備機械出現損耗，加劇了調速設備的擺動故障[1]。

2.2 內部因素

由于汽輪機屬于全液壓調節系統，因此油壓不穩定，對系統的整體運行影響非常大。在液壓系統的運行下，依靠油壓變化輔助相關工作完成。若油壓沒有依照設計的參數工況運行，則會使得部分設備出現擾動，進而使得機械設備調節出現一定擺動，不利于汽輪機安全穩定運行。

汽輪機的調速閥門重疊度不當，由于多數汽輪機的調節汽閥都為群閥提板式機構，因此在汽輪機運行過程中，需依據設計要求進行依次打開。但由于汽輪機的調節閥門長期處于高溫高壓工作狀態，使得閥門受到一定侵蝕。在設計運行工況內，閥門的開度出現一定變化，使得調節閥門的重疊度出現變化。若重疊度的變化達到某一閾值時，則會影響到汽輪機的運行安全，使得汽輪機液壓調速系統出現擺動問題。

在汽輪機的機械設備調整過程中，由于調速遲緩問題的存在，無法保證汽輪機設備的正常運行安全。

在局部設備運行過程中，由于設備的磨損問題，使得設備無法達到正常工況，使得設備出現一定的擺動。

3 汽輪機液壓調速系統發生擺動故障排除分析

3.1 原件卡澀故障排除

汽輪機處于空載負荷運行階段時，液壓調速系統處于正常的工作狀態，且在操作同步器使得負荷出現變化時，汽輪機液壓系統會出現一定的頻率擺動，但在一定時間內該種振動可消除。而汽輪機處于滿負荷運行過程中，操作同步器改變負荷后，液壓調速系統的擺動問題沒有得到很好解決。若該問題得不到很好解決，長時間的液壓調速擺動，將使得相關調速連桿出現嚴重機械變形，最終導致汽輪機調速系統無法正常運行，影響到汽輪機的運行安全性[2]。

3.2 負荷擺動故障排除

汽輪機的前軸連接縫隙較大，則可能會導致前軸承箱中進入一定量的蒸汽，使得軸承箱內的油質不斷下降，油質的性能出現下降后，將降低對相關機械設備的潤滑效果，進而增加相關設備的摩擦阻力，導致液壓調速系統的延遲率不斷上升。在負荷運行狀態下，機械設備會出現一定的摩擦擺動，導致汽輪機的整體運行安全性與可靠性下降。

3.3 質量缺陷故障排除

3.3.1 杠桿剛度不足

在對汽輪機質量缺陷故障進行深入分析后可知，由于汽輪機杠桿缺乏一定剛度，使得汽輪機液壓調速系統出現一定的擺動問題。在汽輪機的三角形杠桿運行過程中，由于長時間受到蒸汽作用，使得三角形杠桿出現一定彈性變形，進而誘發相關設備出現擺動問題[3]。

持續的蒸汽對調節閥進行作用，使得汽輪機的調節閥出現一定的彈性形變，隨著調節閥開度的不斷增加，導致三角形杠桿的擾度出現直接下降，影響到設備的運行安全性。在調節閥關閉后，由于自身機械設計的約束，三角形杠桿并沒有立刻變化，使得機械設備的擺動故障不斷加劇。

通過工作人員對同步器進行操作，使得汽輪機的運行負荷增加，杠桿的運行位置會隨著油門位置的變化出現一定偏離，對后續汽輪機運行造成不利影響。在該工況運行背景下，液壓調速氣閥并沒有發生相應改變，若進一步對同步器進行操作，則會使得油門偏離中心，此時汽輪機的運行穩定性將會出現下降。

3.3.2 設備反饋消失

由于設備的反饋消除，則會使得相關設備出現負荷擺動。因為汽輪機在運行過程中，若相關負荷處于4.5～6.0時，油窗的設備反饋信息則徹底消失。而后，汽輪機運行負荷增加過程中，將導致變換器的滑閥不斷向下方出現異動，進而導致汽輪機的油壓不斷出現下降。

3.3.3 重疊度不恰當

通過對汽輪機液壓調速系統的擺動進行剖析可知，由于調速氣閥的重疊度不恰當，進而導致相關設備出現負荷擺動。在對該故障問題進行解析時，使得汽輪機出空載負荷狀態下進行運行，后續由技術人員操作同步器，對汽輪機的運行負荷進行調整。在運行負荷出現調整后，則發現設備出現較大幅度的擺動。通過對汽輪機的液壓調速系統進行靜態特性試驗分析，解析該故障的誘發因素。

在解決該問題時，應當對汽輪機液壓調速系統的設計重疊度進行合理優化，主動消除閥門重疊度產生的設備振動問題。若閥門重疊度問題得不到很好解決，將使得汽輪機處于空載運行下，仍舊存在設備擺動的安全隱患，不利于汽輪機安全運行。為充分發揮出汽輪機設備的整體運行價值與優勢，應當合理對其相關故障進行處理，主動消除安全隱患，實現企業汽輪機組的整體運行工作效能[4]。

4 結語

綜上，文中對汽輪機液壓調速系統的擺動原因進行分析，發現部分設備原件出現卡澀故障后，導致汽輪機調速系統的運行效率下降，使得機組并網運行后出現較為明顯的擺動問題。在單機設備運行過程中，汽輪機出現衰減性擺動，即遲緩率上升則擺動增加反之亦然。汽輪機運行過程中，由于三角形杠桿缺乏一定的剛度，使得杠桿彈性變形程度不同，導致設備的擺動幅度出現一定差異。同時，汽輪機的調速閥門重疊度設計不合理，將導致汽輪機運行穩定性出現下降。在改善優化汽輪機運行工況時，應當針對存在的問題進行解決，使得汽輪機運行技術不斷成熟，推動汽輪機在各個領域的應用，提高能源綜合利用效率。