小型汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動原因及解決對策

李學(xué)敏

(山西省方山縣大武鎮(zhèn)霍州煤電集團 方山發(fā)電廠，山西 呂梁033102)

0 引言

在汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)的實際運行過程中，因制造、安裝及運行等出現(xiàn)一些問題，而導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)異常，尤其是調(diào)速系統(tǒng)擺動問題最為常見，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全及穩(wěn)定運行［1］。小型汽輪機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的擺動主要是指汽輪機無法維持轉(zhuǎn)速或者負(fù)荷的穩(wěn)定狀態(tài)時，所產(chǎn)生的大幅度波動現(xiàn)象，由于引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動的原因較多且復(fù)雜，在本文研究中將簡要羅列幾點常見情況。

1 負(fù)荷擺動受透平油品質(zhì)不良的影響

透平油的品質(zhì)會嚴(yán)重影響到調(diào)速系統(tǒng)的正常工作。油質(zhì)差，既會對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性造成影響，也會影響到其動態(tài)性能，因此，為保證機組運轉(zhuǎn)過程中的透平油品質(zhì)合格，必須對油質(zhì)引起高度重視。通常因機械雜質(zhì)多、油透明度差及軸封漏汽而導(dǎo)致油中帶水是透平油品質(zhì)不良的主要原因，機械雜質(zhì)主要是一些堅硬的固體顆粒，如氧化皮、砂粒及金屬屑等，這些雜質(zhì)容易導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)卡澀，從而影響到各個調(diào)節(jié)部件工作的協(xié)調(diào)，最終造成汽輪機負(fù)荷波動。

解決對策:為確保透平油品質(zhì)合格，在油循環(huán)工作中必須按相關(guān)規(guī)范要求進行機組調(diào)試，以利于保障油質(zhì)達(dá)到要求。為防止停機時油系統(tǒng)中流入盲管中的機械雜質(zhì)，應(yīng)對盲管進行技術(shù)處理。此外，為避免汽封冒汽過大而導(dǎo)致油中有水，在運行過程中應(yīng)及時調(diào)整汽封。為及時發(fā)現(xiàn)油質(zhì)不合格，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行油務(wù)監(jiān)督制度，并采用濾油設(shè)備進行濾油處理。

2 負(fù)荷擺動受調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率和遲緩率的影響

通常情況下，轉(zhuǎn)速擺動大小、遲緩率及速度變動率與汽輪機負(fù)荷有著密切的關(guān)系，可通過下式對其進行估算。

2.1 機組負(fù)荷擺動值

ΔN=Neε/δ(kW)式中，機組額定功率以Ne表示;速度變動率以δ 表示;調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率以ε 表示。

如:Ne=15 000 kW，δ=5.5%，ε=0.15%

機組負(fù)荷擺動值為:Δ=15000 ×(0.15/5.5)=409.09 kW

2.2 機組轉(zhuǎn)速擺動值

如:機組額定轉(zhuǎn)速=3000 轉(zhuǎn)/min，ε=0.15%

則Δn=3000 ×0.15% =4.5 轉(zhuǎn)/min

從上述公式中可知:要確保機組并入電網(wǎng)后能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運行，機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率越大越好，但在速度變動率越大的情況下，不利于機組動態(tài)甩負(fù)荷特性，而遲緩率越小越好。若遲緩率過大，會導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)的動作嚴(yán)重滯后，最終造成獨立運行時轉(zhuǎn)速擺動或負(fù)荷擺動。

解決對策:針對上述問題，為確保調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，應(yīng)嚴(yán)格控制其遲緩率。因傳動機構(gòu)連接處發(fā)生磨損，油動機、錯油門及閥碟等發(fā)生銹蝕或卡澀，滑閥移動阻力增大等都會引起遲緩率過大。對此，在日常工作中應(yīng)嚴(yán)格進行檢修維護工作，以避免系統(tǒng)的遲緩率過大。

3 負(fù)荷擺動受調(diào)節(jié)汽門重疊度的影響

調(diào)節(jié)汽門重疊度過小或過大都會嚴(yán)重影響到調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性［2］。重疊度過大就相當(dāng)同時有兩個調(diào)節(jié)汽門在某段負(fù)荷內(nèi)對流量實現(xiàn)有效的控制，因而在這段負(fù)荷內(nèi)，調(diào)節(jié)汽門行程或油動機行程的變化不大，導(dǎo)致功率發(fā)生較大的變化，從而容易引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)的擺動。與此同時，節(jié)流的損失也會增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動因重疊度過大所致具有定點性的特點，也就是在相鄰的兩個調(diào)節(jié)汽門交接處所對應(yīng)的負(fù)荷發(fā)生擺動，而超過這一負(fù)荷，能夠確保其穩(wěn)定性。

解決對策:從上述問題來看，應(yīng)對調(diào)節(jié)汽門重疊度控制在合適的范圍內(nèi)，不能過大或過小。

4 負(fù)荷擺動受錯油門過封度的影響

針對斷流放大機構(gòu)的錯油門滑閥，由于機組運行的轉(zhuǎn)速不能達(dá)到相對穩(wěn)定，因而必須保證適應(yīng)的過封度，實際上其脈沖油壓在轉(zhuǎn)速不變的情況下或在一定范圍內(nèi)也是波動的，這是一個不可避免的問題，主要因主油泵供油壓力的脈動及油管中的渦流所造成的。由此可見，滑閥也是在一定的幅度內(nèi)波動的。

解決對策:為避免油動機擺動，確保一定的過封度是非常有必要的，但過封度不宜太大，否則會增大調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率。必須保證錯油門過封度的數(shù)值符合檢修的相關(guān)規(guī)定。

5 負(fù)荷擺動受其他方面的影響

除上述原因?qū)е缕啓C組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動外，還可能因部套裝配情況不好;蒸汽參數(shù)發(fā)生變化、調(diào)門連桿松動;旋轉(zhuǎn)下部底板與隔板油動機之間的紙板墊被沖壞等。為避免這些因素造成油動機發(fā)生擺動，應(yīng)做好維護與管理，對這些部位加強檢查，確保及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

6 結(jié)語

長期實踐操作中引起小型汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動的原因比較多，無法完全進行系統(tǒng)性闡述，當(dāng)遇到調(diào)速系統(tǒng)負(fù)荷波動異常情況時需要針對實際情況進行冷靜分析，并根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)原理進行針對性解決，以此來快速解決負(fù)荷波動問題，從而保障電廠小型汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)的運行可靠性。

［1］ 劉愛蓮.淺析汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)常見缺陷及解決方案［J］.中國科技教育:理論版，2011(12).

［2］ 張云濤.汽輪機負(fù)荷波動原因分析及對策［J］. 冶金動力，2005(5):72 -73.