（山東電力建設(shè)第三工程有限公司，山東青島 266100）

0 引言

汽輪機(jī)的應(yīng)用可有效提高能源的利用效率。但由于汽輪機(jī)長期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)一定故障，如系統(tǒng)擺動(dòng)故障的發(fā)生，直接影響到汽輪機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量與穩(wěn)定，針對其故障發(fā)生原因進(jìn)行分析，并采取相關(guān)故障排除技術(shù)方案，保證汽輪機(jī)的整體穩(wěn)定運(yùn)行。

1 抽汽背壓式機(jī)組

某公司采取抽汽背壓式機(jī)組，該汽輪機(jī)組的主要優(yōu)勢為鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽，可經(jīng)過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，可滿足用戶對熱負(fù)荷的不同需求，有效提高資源利用率。

在汽輪機(jī)組運(yùn)行過程中，當(dāng)蒸汽參數(shù)達(dá)到某一區(qū)域時(shí)，液壓調(diào)速系統(tǒng)會出現(xiàn)一定擺動(dòng)，體現(xiàn)出連桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)一定的振幅與擺動(dòng)，進(jìn)而影響到調(diào)速汽門與進(jìn)汽管道的運(yùn)行安全，而蒸汽參數(shù)越過相關(guān)區(qū)域時(shí)，液壓系統(tǒng)的擺動(dòng)情況則出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。

汽輪機(jī)的液壓調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)擺動(dòng)問題，直接影響到汽輪機(jī)組整體運(yùn)行穩(wěn)定性，需對液壓調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生擺動(dòng)的原因進(jìn)行深度分析，了解其故障產(chǎn)生的根本原因，進(jìn)而采取相對應(yīng)的解決技術(shù)方案，主動(dòng)消除液壓系統(tǒng)擺動(dòng)故障。

2 汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生擺動(dòng)原因分析

2.1 外部因素

當(dāng)汽輪機(jī)的主蒸汽壓力不穩(wěn)定時(shí)，由于技術(shù)人員的操作不當(dāng)，使得汽輪機(jī)整體運(yùn)行工況不穩(wěn)定，加劇液壓調(diào)速系統(tǒng)的擺動(dòng)故障。在相關(guān)用戶的用汽負(fù)荷不穩(wěn)定時(shí)，由于產(chǎn)出與需求沒有達(dá)成一致，進(jìn)而使得汽輪機(jī)運(yùn)行受到外部環(huán)境制約，使得汽輪機(jī)無法進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備機(jī)械出現(xiàn)損耗，加劇了調(diào)速設(shè)備的擺動(dòng)故障[1]。

2.2 內(nèi)部因素

由于汽輪機(jī)屬于全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此油壓不穩(wěn)定，對系統(tǒng)的整體運(yùn)行影響非常大。在液壓系統(tǒng)的運(yùn)行下，依靠油壓變化輔助相關(guān)工作完成。若油壓沒有依照設(shè)計(jì)的參數(shù)工況運(yùn)行，則會使得部分設(shè)備出現(xiàn)擾動(dòng)，進(jìn)而使得機(jī)械設(shè)備調(diào)節(jié)出現(xiàn)一定擺動(dòng)，不利于汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

汽輪機(jī)的調(diào)速閥門重疊度不當(dāng)，由于多數(shù)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)汽閥都為群閥提板式機(jī)構(gòu)，因此在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，需依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行依次打開。但由于汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥門長期處于高溫高壓工作狀態(tài)，使得閥門受到一定侵蝕。在設(shè)計(jì)運(yùn)行工況內(nèi)，閥門的開度出現(xiàn)一定變化，使得調(diào)節(jié)閥門的重疊度出現(xiàn)變化。若重疊度的變化達(dá)到某一閾值時(shí)，則會影響到汽輪機(jī)的運(yùn)行安全，使得汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)擺動(dòng)問題。

在汽輪機(jī)的機(jī)械設(shè)備調(diào)整過程中，由于調(diào)速遲緩問題的存在，無法保證汽輪機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行安全。

在局部設(shè)備運(yùn)行過程中，由于設(shè)備的磨損問題，使得設(shè)備無法達(dá)到正常工況，使得設(shè)備出現(xiàn)一定的擺動(dòng)。

3 汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生擺動(dòng)故障排除分析

3.1 原件卡澀故障排除

汽輪機(jī)處于空載負(fù)荷運(yùn)行階段時(shí)，液壓調(diào)速系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)，且在操作同步器使得負(fù)荷出現(xiàn)變化時(shí)，汽輪機(jī)液壓系統(tǒng)會出現(xiàn)一定的頻率擺動(dòng)，但在一定時(shí)間內(nèi)該種振動(dòng)可消除。而汽輪機(jī)處于滿負(fù)荷運(yùn)行過程中，操作同步器改變負(fù)荷后，液壓調(diào)速系統(tǒng)的擺動(dòng)問題沒有得到很好解決。若該問題得不到很好解決，長時(shí)間的液壓調(diào)速擺動(dòng)，將使得相關(guān)調(diào)速連桿出現(xiàn)嚴(yán)重機(jī)械變形，最終導(dǎo)致汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，影響到汽輪機(jī)的運(yùn)行安全性[2]。

3.2 負(fù)荷擺動(dòng)故障排除

汽輪機(jī)的前軸連接縫隙較大，則可能會導(dǎo)致前軸承箱中進(jìn)入一定量的蒸汽，使得軸承箱內(nèi)的油質(zhì)不斷下降，油質(zhì)的性能出現(xiàn)下降后，將降低對相關(guān)機(jī)械設(shè)備的潤滑效果，進(jìn)而增加相關(guān)設(shè)備的摩擦阻力，導(dǎo)致液壓調(diào)速系統(tǒng)的延遲率不斷上升。在負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)械設(shè)備會出現(xiàn)一定的摩擦擺動(dòng)，導(dǎo)致汽輪機(jī)的整體運(yùn)行安全性與可靠性下降。

3.3 質(zhì)量缺陷故障排除

3.3.1 杠桿剛度不足

在對汽輪機(jī)質(zhì)量缺陷故障進(jìn)行深入分析后可知，由于汽輪機(jī)杠桿缺乏一定剛度，使得汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)一定的擺動(dòng)問題。在汽輪機(jī)的三角形杠桿運(yùn)行過程中，由于長時(shí)間受到蒸汽作用，使得三角形杠桿出現(xiàn)一定彈性變形，進(jìn)而誘發(fā)相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)擺動(dòng)問題[3]。

持續(xù)的蒸汽對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行作用，使得汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)一定的彈性形變，隨著調(diào)節(jié)閥開度的不斷增加，導(dǎo)致三角形杠桿的擾度出現(xiàn)直接下降，影響到設(shè)備的運(yùn)行安全性。在調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后，由于自身機(jī)械設(shè)計(jì)的約束，三角形杠桿并沒有立刻變化，使得機(jī)械設(shè)備的擺動(dòng)故障不斷加劇。

通過工作人員對同步器進(jìn)行操作，使得汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷增加，杠桿的運(yùn)行位置會隨著油門位置的變化出現(xiàn)一定偏離，對后續(xù)汽輪機(jī)運(yùn)行造成不利影響。在該工況運(yùn)行背景下，液壓調(diào)速氣閥并沒有發(fā)生相應(yīng)改變，若進(jìn)一步對同步器進(jìn)行操作，則會使得油門偏離中心，此時(shí)汽輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性將會出現(xiàn)下降。

3.3.2 設(shè)備反饋消失

由于設(shè)備的反饋消除，則會使得相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)負(fù)荷擺動(dòng)。因?yàn)槠啓C(jī)在運(yùn)行過程中，若相關(guān)負(fù)荷處于4.5～6.0時(shí)，油窗的設(shè)備反饋信息則徹底消失。而后，汽輪機(jī)運(yùn)行負(fù)荷增加過程中，將導(dǎo)致變換器的滑閥不斷向下方出現(xiàn)異動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致汽輪機(jī)的油壓不斷出現(xiàn)下降。

3.3.3 重疊度不恰當(dāng)

通過對汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)的擺動(dòng)進(jìn)行剖析可知，由于調(diào)速氣閥的重疊度不恰當(dāng)，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)負(fù)荷擺動(dòng)。在對該故障問題進(jìn)行解析時(shí)，使得汽輪機(jī)出空載負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行，后續(xù)由技術(shù)人員操作同步器，對汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。在運(yùn)行負(fù)荷出現(xiàn)調(diào)整后，則發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)較大幅度的擺動(dòng)。通過對汽輪機(jī)的液壓調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)特性試驗(yàn)分析，解析該故障的誘發(fā)因素。

在解決該問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)對汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重疊度進(jìn)行合理優(yōu)化，主動(dòng)消除閥門重疊度產(chǎn)生的設(shè)備振動(dòng)問題。若閥門重疊度問題得不到很好解決，將使得汽輪機(jī)處于空載運(yùn)行下，仍舊存在設(shè)備擺動(dòng)的安全隱患，不利于汽輪機(jī)安全運(yùn)行。為充分發(fā)揮出汽輪機(jī)設(shè)備的整體運(yùn)行價(jià)值與優(yōu)勢，應(yīng)當(dāng)合理對其相關(guān)故障進(jìn)行處理，主動(dòng)消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)企業(yè)汽輪機(jī)組的整體運(yùn)行工作效能[4]。

4 結(jié)語

綜上，文中對汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)的擺動(dòng)原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備原件出現(xiàn)卡澀故障后，導(dǎo)致汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行效率下降，使得機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行后出現(xiàn)較為明顯的擺動(dòng)問題。在單機(jī)設(shè)備運(yùn)行過程中，汽輪機(jī)出現(xiàn)衰減性擺動(dòng)，即遲緩率上升則擺動(dòng)增加反之亦然。汽輪機(jī)運(yùn)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(dǎo)致設(shè)備的擺動(dòng)幅度出現(xiàn)一定差異。同時(shí)，汽輪機(jī)的調(diào)速閥門重疊度設(shè)計(jì)不合理，將導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性出現(xiàn)下降。在改善優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行工況時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對存在的問題進(jìn)行解決，使得汽輪機(jī)運(yùn)行技術(shù)不斷成熟，推動(dòng)汽輪機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高能源綜合利用效率。