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汽轮机调速系统故障诊断 刘冬李雪峰陈世彦王岳2004 4 16 调速系统的重要性 靠汽轮机的自调节运行 一定会引起汽轮机转速很大的波动 无法满足运行的要求 这样就必须有调速系统 利用汽轮机转速变化的信号对其进行调节 调速系统的三个部分 1 测得转速变化的机构2 改变汽轮机进汽量或进汽参数的机构3 第一部分和第二部分之间的联系系统 调速系统故障及原因分析 空负荷时转速超过额定值1 由于调速器主弹簧初紧度过大 造成低限超过额定转速 空负荷时转速超过额定值 2 由于油动机和调节汽门的位置配合不当 空负荷时转速超过额定值 3 调节汽门不严密 空负荷时转速摆动 迟缓率过大是造成转速摆动的最普遍原因 迟缓率的存在将会使转速和功率产生如下范围的变化 n n0 N NH 其中 n N 转速和功率的变化值 调速系统迟缓率 调速系统速度变动率 n0 NH 额定转速和功率 由上式可知 迟缓率越大 则转速及负荷的变化值也越大 空负荷时转速摆动 迟缓率过大 有时是由于调节部件的卡涩造成的 它不象连接松旷 滑阀过封度过大那样经常存在着 而通常表现为不等值的 有时是间断的 所以它对调节系统的影响也通常表现为非周期的 不等幅和间断的 调节系统部件卡涩的最显著的特征 活动部件经常处于静止的滞涩状态 并且在工况变化时 系统的油压往往大幅度地偏离正常数值当看到运行机组的油动机完全处于静止时 并不说明调节系统工作的稳定 而是存在卡涩 正常工作的活动部件应有一定的脉动 造成调节系统卡涩的原因 活动间隙结垢 如调门阀杆和阀套结盐垢 油质不清洁 如油中含有硬质机械杂质等 调节主件锈蚀 如油中进水 造成调节系统卡涩的原因 金属材料蠕胀调节部件间隙过大或过小以及调节元件结构不合理 如润滑不良 滑阀液压卡涩紧力过大 等等 避免调节系统卡涩的措施 应经常地保持油质清洁 蒸汽品质良好 密封系统 如油档和汽封 和疏水系统工作正常 避免调节系统卡涩的措施 2 活动部件应采用耐磨材料 如表面渗氮 并保持适应的活动间隙 避免调节系统卡涩的措施 3 在汽轮机组运行中 应定期人为地大幅度变化负荷 用以活动调节系统有关部件 调速汽门振动 调速汽门在运行中往往由于蒸汽力的涡流作用 使门芯经常处于很高的频率下振动 结果造成调速汽门的门杆疲劳断裂 这种故障在高压机组的单座门芯和中压机组的双座门芯上都发生过 调节系统部件漏油 一方面将会造成系统油压过低 油动机出力不足 调节系统迟缓率增加以及调节元件性能的失常 从而引起调节系统的摆动 另一方面对安全生产也十分不利 调节系统部件漏油的原因 调节系统部件磨损腐蚀造成配合间隙过大油动机活塞缸壁局部磨损严重使油动机两腔室短路 调节系统部件漏油的原因 3 系统逆止阀不严4 对于全液压调节系统 整个调节油回路都包含在一个焊接箱体内 如果箱体上存在气孔 砂眼 未焊接透等缺陷 或结合面不平整及垫片破损等 将造成不同油压等级的油路之间发生短路现象等 油质的影响 油质不良是调节系统工作的一个关键因素 油质不良包括油质不清洁以及运行中油质劣化两个方面 油质的影响 由于液压调节元件的间隙都很小 如果油中含有机械杂质 尤其是较硬的砂粒时 将引起调节系统的卡涩 从而造成调节系统摆动 这类现象是较常见的 油质的影响 有的机组在油质良好时调节系统工作完全正常 但随着运行中油质的劣化 如油中进水 酸加增高等 便引起调节元件的锈蚀和卡涩 从而破坏了正常的工作状态 使调节系统摆动 油质质量的保证 对于大修后的机组一定要严格注意油管路系统的清洗和透平油的过滤工作应特别注意检修清理调节部套各腔室的死角 彻底清除砂质等杂物 启动前的油循环一定要保证质量 油质质量的保证 目前 对于油中的水分和杂质 通常采取定期取样化验实施监督 不间断滤油 大修后对油系统管路 轴瓦进行大流量冲洗等方法 油质的良好状态 注意防止油质劣化 如果存在油中进水或油温过高等缺陷 应及时进行处理 调速系统同步器故障 同步器一般故障原因与现象 总结 调速系统作为汽轮机的一个重要组成部分 必须了解一些常见故障的排除方法 还应在汽轮机大修 小修时进行定期检修和根据它的特点进行必要的清洗 动作试验和特性试验工作 这样才能保证机组安全运行 参考文献 1 汪祖鑫 汽轮机的调节和保护 水利电力出版社 2 马涛 闫志强 王国旭 汽轮机调节系统工作不稳定分析 3 赵鑫河 125MW机组汽轮机