李東欽

(大唐洛陽(yáng)熱電廠，河南 洛陽(yáng) 471039)

1 問(wèn)題的提出

大唐洛陽(yáng)熱電廠#1機(jī)組為俄羅斯烏拉爾汽輪機(jī)制造廠生產(chǎn)的ПΤ－140/165－130/15－2型、一段可調(diào)整工業(yè)抽汽、兩段可調(diào)整采暖抽汽的機(jī)組，機(jī)組采用了液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該機(jī)組于1999年5月投產(chǎn)，2003年5月后調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)了較大的波動(dòng)現(xiàn)象，運(yùn)行中高壓油動(dòng)機(jī)波動(dòng)幅度在10mm左右，機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)10～12 MW，對(duì)電網(wǎng)頻率變化過(guò)于敏感，電網(wǎng)頻率變化時(shí)機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)過(guò)大，影響了#1機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2003－10－27—11－02，為了提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，消除調(diào)節(jié)系統(tǒng)的波動(dòng)，大唐洛陽(yáng)熱電廠決定利用#1機(jī)組小修的機(jī)會(huì)，對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)整定試驗(yàn)、空載試驗(yàn)和帶負(fù)荷試驗(yàn)，查找造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動(dòng)的原因。

2 靜態(tài)試驗(yàn)

(1)此次試驗(yàn)采用美國(guó)尼高利公司生產(chǎn)的Odyssey型數(shù)據(jù)采集儀(儀器編號(hào)QJ1－98Q081)進(jìn)行自動(dòng)記錄，儀器精度為0.05%，最高采樣頻率為10萬(wàn)次/s，此次試驗(yàn)使用100次/s的采樣頻率進(jìn)行采集。

(2)將高壓油動(dòng)機(jī)行程、一次油壓、二次油壓、主油泵入口油壓、主油泵出口油壓、潤(rùn)滑油壓、轉(zhuǎn)速、功率信號(hào)接入采集儀，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)及運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行記錄，根據(jù)記錄情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

(3)試驗(yàn)應(yīng)滿足以下條件:

1)透平油油質(zhì)合格，油溫(45±5)℃;

2)自動(dòng)主汽門(mén)、各油動(dòng)機(jī)能夠正常開(kāi)啟和關(guān)閉。

(4)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。根據(jù)該型汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，調(diào)速器? 65 mm滑閥上設(shè)有凸形油窗(凸為圖形，表明了油窗的形狀和方向，下同)，該異形油口的作用是使轉(zhuǎn)速在不同區(qū)間時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度不等率存在差異:在啟動(dòng)過(guò)程中，一次油壓從0.925 MPa升至1.006 MPa時(shí)，? 65 mm 滑閥凸形油窗下部處于工作位置，高壓油動(dòng)機(jī)變化速率為1.11 mm/0.01 MPa，速度不等率為 4.7%;在并網(wǎng)工作段附近，一次油壓從1.006 MPa升至1.117 MPa時(shí)，? 65mm滑閥凸形油窗中部處于工作位置，高壓油動(dòng)機(jī)變化速率為 5.68 mm/0.01 MPa，速度不等率為9.2%;在發(fā)生甩負(fù)荷等故障及轉(zhuǎn)速異常上升過(guò)程中，一次油壓從1.117 MPa升至1.180 MPa時(shí)，? 65 mm滑閥凸形油窗上部處于工作位置，高壓油動(dòng)機(jī)變化速率為15.08mm/0.010MPa，速度不等率為3.5%。

(5)調(diào)整前靜態(tài)試驗(yàn)情況。在檢修期間，未作任何調(diào)整。首先對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)試驗(yàn)，復(fù)查調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度不等率。用試驗(yàn)臺(tái)建立模擬一次油壓為1.080 MPa，搖同步器使高壓油動(dòng)機(jī)開(kāi)至174 mm(滿負(fù)荷位置)，測(cè)得? 65mm滑閥距上支點(diǎn)8.3 mm(滑閥芯桿頂部至殼體為104 mm)，然后改變模擬一次油壓使高壓油動(dòng)機(jī)從全開(kāi)至全關(guān)，記錄模擬一次油壓與高壓油動(dòng)機(jī)行程。試驗(yàn)錄波圖如圖1、圖2所示。根據(jù)錄波圖可計(jì)算出在滿負(fù)荷位置的調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度不等率為4.33%，其中工作段局部速度不等率為4.13%。

從試驗(yàn)可以看出，調(diào)整前? 65 mm滑閥凸形油窗上部處于工作位置，局部速度不等率偏小。

(6)調(diào)整后靜態(tài)試驗(yàn)情況。根據(jù)復(fù)查的調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度不等率及小修后第1次啟動(dòng)情況，第1次啟動(dòng)停機(jī)后對(duì)速度不等率進(jìn)行了調(diào)整。建立模擬一次油壓為1.080 MPa，搖同步器使高壓油動(dòng)機(jī)開(kāi)至174 mm(滿負(fù)荷位置)，調(diào)整? 65 mm滑閥距上支點(diǎn)5.3 mm(滑閥芯桿頂部至殼體為107 mm)。

? 65mm滑閥調(diào)整后，再次對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)試驗(yàn)，檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度不等率。建立模擬一次油壓為1.080 MPa，搖同步器使高壓油動(dòng)機(jī)行程分別開(kāi)至174 mm(滿負(fù)荷位置)、147 mm(中間負(fù)荷位置)、42 mm(空負(fù)荷位置)，然后改變模擬一次油壓使高壓油動(dòng)機(jī)從全開(kāi)至全關(guān)，記錄模擬一次油壓與高壓油動(dòng)機(jī)行程。試驗(yàn)錄波圖如圖3～圖7所示，根據(jù)錄波圖計(jì)算出在滿負(fù)荷位置時(shí)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度不等率為4.56%，其中，工作段局部速度不等率為9.28%;在中間負(fù)荷位置，調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度不等率為3.94%，其中，工作段局部速度不等率為7.44%;在空負(fù)荷位置，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率為3.65%。

從試驗(yàn)可以看出，調(diào)整后，? 65 mm滑閥凸形油窗中部處于工作位置，局部速度不等率與設(shè)計(jì)基本相同。

3 空載試驗(yàn)情況

3.1 第1次空載試驗(yàn)情況

檢修后第1次啟動(dòng)，在3000r/min空轉(zhuǎn)狀態(tài)，啟動(dòng)油泵退出工作，調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在較大的擺動(dòng)現(xiàn)象，高壓油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)8～15 mm，轉(zhuǎn)速擺動(dòng)3～5 r/min。空轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速、一次油壓、高壓油動(dòng)機(jī)行程進(jìn)行了記錄，試驗(yàn)錄波圖如圖8、圖9所示。根據(jù)圖8計(jì)算出空負(fù)荷位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率為1.86%，根據(jù)圖9計(jì)算出空負(fù)荷位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率為1.79%。

從試驗(yàn)可以看出，在第1次啟動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在較大的擺動(dòng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率偏小，不符合設(shè)計(jì)要求。

3.2 第2次空載試驗(yàn)情況

經(jīng)過(guò)調(diào)整后第2次啟動(dòng)，在3 000 r/min空轉(zhuǎn)狀態(tài)，啟動(dòng)油泵退出工作前后，空轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速、一次油壓、高壓油動(dòng)機(jī)行程進(jìn)行了記錄，試驗(yàn)錄波圖如圖10、圖11所示。根據(jù)圖10計(jì)算出空負(fù)荷位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率為2.31%，根據(jù)圖11計(jì)算出空負(fù)荷位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率為 3.18%。

從試驗(yàn)可以看出，第2次啟動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)較大擺動(dòng)的現(xiàn)象得以消除。

4 帶負(fù)荷試驗(yàn)

第2次啟動(dòng)后，在并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)速、主油壓、主油泵入口油壓、冷油器出口油壓、一次油壓、高壓油動(dòng)機(jī)行程、功率進(jìn)行了記錄，試驗(yàn)錄波圖如圖12～圖15所示。根據(jù)圖12計(jì)算出85 MW負(fù)荷位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率為9.69%，與設(shè)計(jì)基本相同。

從試驗(yàn)中可以看出，目前在各負(fù)荷工況下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)較大擺動(dòng)的現(xiàn)象得以消除，高壓油動(dòng)機(jī)行程波動(dòng)不超過(guò)5 mm，負(fù)荷波動(dòng)不超過(guò)3 MW。

從試驗(yàn)可以看出，運(yùn)行中冷油器出口油壓(潤(rùn)滑油壓)波動(dòng)小于5 kPa時(shí)，高壓油動(dòng)機(jī)波動(dòng)小于2 mm，負(fù)荷波動(dòng)小于2 MW。

從試驗(yàn)可以看出，運(yùn)行中冷油器出口油壓(潤(rùn)滑油壓)存在10 kPa左右的低頻波動(dòng)(出現(xiàn)間隔大于1 min，波動(dòng)周期10～30 s)，使高壓油動(dòng)機(jī)行程出現(xiàn)3～5 mm的波動(dòng)，負(fù)荷波動(dòng)2～3 MW。

5 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)調(diào)整和處理，#1機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠滿足正常運(yùn)行的需要，運(yùn)行中負(fù)荷波動(dòng)小于3 MW，高壓油動(dòng)機(jī)行程波動(dòng)不大于5 mm，機(jī)組對(duì)電網(wǎng)頻率變化反應(yīng)正常，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動(dòng)較大的問(wèn)題徹底得到解決。

圖15 #1機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行曲線4

6 結(jié)論

(1)從調(diào)整試驗(yàn)可以看出，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)較大的主要原因是? 65mm滑閥凸形油窗上部處于工作位置，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作段局部速度不等率偏小。

(2)從機(jī)組帶負(fù)荷試驗(yàn)中可以看出，運(yùn)行中冷油器出口油壓(潤(rùn)滑油壓)存在10 kPa左右的波動(dòng)是引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動(dòng)的主要原因之一，建議對(duì)油箱油位、油質(zhì)進(jìn)行檢查，利用檢查的機(jī)會(huì)對(duì)射油器進(jìn)行重點(diǎn)檢查，檢查安裝尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求、噴嘴流道是否光滑、喉部及擴(kuò)壓管是否光滑。鑒于當(dāng)前運(yùn)行情況，調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以滿足機(jī)組需要，達(dá)到了試驗(yàn)調(diào)整目的。

［1］］DL/T 711—1999，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)試驗(yàn)導(dǎo)則［S］.