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摘要:汽轮机调节系统的摆动原因有很多,主要是系统本身的设计、加工、安装、运行等方面的原因。系统的长期振荡运行会缩短汽轮机的寿命,严重影响汽轮机的安全生产和运行经济性。从汽轮机调速系统常见故障入手,探讨其原因并提出解决办法,确保汽轮机安全稳定运行。
关键词:火力发电厂;汽轮机;调速系统;摆动
1汽轮机调速系统摆动原因分析
1.1系统部件卡住,导致调速系统摆动
汽轮机调速系统组件是最常见的,最容易的一个速度控制系统的缺点,当需要移动移动部件运行缓慢甚至是静态的,和其他参与速度控制系统的设备运行正常,经常出现速度控制系统蒸汽分配机制地方卡住了。例如阀杆、阀套盐垢粘滞造成的;连接销间隙过小卡涩;锈蚀或高温膨胀造成堵塞;油质不清洁导致滑阀和油马达卡死。
1.2系统部件漏油导致调速器摆动
1.2.1由于调速系统零件磨损或长时间腐蚀老化,配合间隙过大,造成漏油现象,油压不稳定,导致调速系统摆动。
1.2.2油机的活塞臂、伺服阀、滑阀等部分零件因摩擦或划伤而损坏,造成设备两腔之间短路现象,油压不稳,导致调速系统摆动。
1.2.3油路系统反止回阀关闭不严格,造成压力油路倒流,油路压力不稳定,造成调速器系统摆动。
1.2.4系统组合面不平整或垫片损坏,可能造成不同压力等级的油路之间短路,导致油压不稳定,调速系统摆动。
1.3油系统滤网堵塞,造成调速器系统摆动
油路堵塞也是火电厂调速系统摆动的常见故障。由于各种原因,如维护不足,质量不合格的油,和不合时宜的杂质清洗滤网,滤网堵塞是由石油减少压力和压差增加,这将减少汽轮机调速系统的性能,调速系统的产生摆动现象,并影响设备的操作。如果堵塞不及时清除,汽轮机各部分运行继续受阻,会造成进一步的堵塞,逐渐形成恶性循环,加重汽轮机损坏程度,容易出现严重的振荡现象。针对这种情况,如没有定期清理滤网中残余的杂质,将直接影响调速系统中的油压,即使重新启动设备和汽轮机也不能解决调速系统摆动的问题。
1.4局部速度变动率太小,致使调速系统摆动
调速系统静态特性线在空负荷或带负荷区域太平,引起转速作周期性摆动。
速度变动率公式为:δ=(n1-n2)/n×100%
δ-速度变动率;
n1-汽轮发电机组空负荷时的转速;
n2-汽轮发电机组达到满负荷时的转速;
n-汽轮发电机组额定转速。
当电网故障或者发电厂内部故障造成汽轮机跳闸时,汽轮机转速会出现一个动态飞升,最高转速由速度变动率决定,一般为4-5%,以额定转速3000转/分钟为例,则飞升转速为120-150转/分钟,速度变动率越大,汽轮机转速在甩负荷时上升越高,危险性也越大。
速度变动率越小,汽轮机调速系统越敏感,容易造成汽轮机负荷及转速波动,致使调速系统摆动,进汽量和进汽参数频繁变化,造成汽轮机内部零部件疲劳损坏。因此速度变动率较小的机组适合于调峰机组,发挥调节灵敏的优势,如果用在带基本负荷的机组,电网周波稍有变化,则会引起调速系统摆动。
1.5对于DEH系统采用高压抗燃油的机组,高压抗燃油在运
行中易受到污染,致使调速系统摆动根据目前多家电厂调速系统摆动综合分析来看,DEH高压抗燃油污染是造成汽轮机调速系统摆动主要原因之一,高压抗燃油在运行过程中容易受到水分、颗粒杂质、电导率等污染,导致控制系统伺服阀及节流孔堵塞卡涩,直接破坏系统的准确性与灵活性,此时在启动开机过程中就会出现汽轮机调速系统摆动现象。如果在运行过程中对高压抗燃油的维护与化学监督不到位,导致油的酸值升高,电阻率降低,含水率高,电化学腐蚀就会发生,电液转换器与滑阀都是精密部件、节流孔板直径均在1mm左右,油质稍有改变即会影响运行的稳定性。油质超标不但缩短设备寿命而且调速系统卡涩极易造成机组非计划停机。难以保证调度系统安全稳定运行。
2解决汽轮机调速系统摆动办法
2.1系统部件卡死,导致调速系统摆动解决
如果被卡部件在某一位置没有改变,可用铜棒轻轻敲打、摇晃,直到调制器与负载相对应为止。在搬运过程中,要保证载荷震动在可控范围内,避免发生安全事故。另外,为了避免零件卡死,在安装、检修过程中对质量要严格控制。所有滑动和旋转部件的配合间隙应满足设计和规范要求,油系统清洗应严格按照规范要求进行,确保滤油器质量达到标准要求。在日常运作的过程中,有必要加强石油产品的监督,把监督体系作为一种重要的工作和分配特殊的人负责,以确保及时、油过滤油质量合格,设备处于良好的工作状态。
2.2系统部件漏油,导致调速器系统振荡解决
调速系统部件由于磨损或者长时间的腐蚀老化而造成的配合间隙太大造成漏油现象,产生压力不稳,致使调速系统摆动,在大修中要对伺服阀、油动机活塞、滑阀等间隙进行测量,确保间隙在合格范围内,检查滑阀与阀套磨损及伤痕,发现问题及时更换处理。对密封圈及密封垫换新,严格遵守大修质量保证体系,消除设备缺陷,杜绝设备漏油现象发生。
2.3油系统滤网堵塞,致使调速系统摆动
在汽轮机运行过程中不仅要注意规范的操作步骤,还要加强运行维护,定期清理滤网,充分考虑汽轮机长期运行之后,滤网被堵塞的可能性。经常擦拭设备,防止飞灰、杂质进入油系统,油中进水(一般为冷油器泄露、汽轮机轴封漏气量大)要查明原因,避免因滤网堵塞造成油压不稳,调速系统摆动。发电厂要积极开展滤油工作,加强油质化验。各专业相互配合确保设备持续、稳定、安全运行。
2.4局部速度变化率太小,导致调速器系统摆动
如果在运行过程中或通过试验发现调节系统存在局部速度变动率太小是由静态特性不符合要求造成的,则应对静态特性进行调整。调节系统静态特性线的调整一般包括速度变动率,同步器上、下限位置,同步器工作范围,配汽机构以及调速器和油动机工作行程等方面的调整。上述各项之间是相互影响的,因此,在进行调整工作时,必须进行全面考虑。
速度变动率的调整要遵守三个规律:a.只要改变Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的任一条静态特性线的斜率,就可以改变调节系统静态特性线的斜率。b.只要改变任一机构输入和输出信号的输出比例,就可以改变调节系统静态特性线的斜率。c.选择改变哪个组成机构的静态特性线的斜率,选择改变组成比例常数值中的哪个因素,应看结构是否允许,调整是否方便。速度变动率的调整一般最好在制造厂指定的结构上调整。
2.5调速系统延迟率过大,导致调速系统摆动
缓慢的速度调节系统的叠加是缓慢的部分,为了降低系统的缓慢,应该减少缓慢的州长,传输放大机制和蒸汽分配机制,监管机构在合理范围的重叠程度。现代汽轮机多采用液压传动,滞后率小。对于一般机械,由于机械摩擦阻力和杠杆连接处的间隙等原因,应选用硬质材料,加工精度高,摩擦小。对于铰链传动及滑阀要保证间隙的同时考虑热膨胀的影响。滑阀与阀套间光滑无伤痕,过封度在合理范围,避免过封度的存在影响到调速系统灵敏度。保证反馈系统正常,油质合格、防止卡涩。
结束语
综上所述,影响系统振荡的原因有很多,所以工厂的质量控制、安装、运行、维护等方面都要严格按照规范的要求。对故障,根据发生的判断分析,提出解决方案,保证设备的安全、稳定、经济运行。
参考文献
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