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汽輪機負荷擺動的原因及解決措施
發布時間：2019-03-30 14:31來源：伊頓瀏覽次數：818
在機組運行過程中，尤其是機械液壓式調速系統的機組，汽輪機負荷擺動的問題經常發生，使得客戶備受困擾。比如說，由廠家的機組負荷在4000KW以下及4000-8000KW時，負荷不易穩定住，波動較大，負荷表指針擺動頻繁，波動范圍在4000KW；有的廠家的機組調速系統中的油動機上下移動頻繁，移動量在20mm左右；經過多次檢修，從中總結了一些實際經驗!
如下介紹，供參考。
一、負荷擺動的原因分析
1、油系統：
（1）潤滑油系統油壓的影響：
機組原潤滑油壓設計參數為0.08-0.15MPa，當汽輪機轉子在正常運行狀態下，機組實際潤滑油壓為0.056-0.065MPa，遠低于設計要求，軸與軸瓦間不易建立穩定的油膜，兩者之間處在半液體摩擦狀態（可通過檢修中對各軸瓦的檢查，能發現支持軸承下瓦瓦面有明顯的磨損痕跡），此時的轉子處在不穩定運行狀態下，直接影響負荷的穩定性。
（2）潤滑油系統潤滑油溫度的影響：
機組原軸承入口潤滑油溫度設計參數為35.45℃，當潤滑油溫度在42-45℃，機組實際潤滑油壓為0.056MPa；當潤滑油溫度在35-38℃，機組實際潤滑油壓為0.065MPa；這是因為潤滑油在溫度高時變得較稀，而潤滑油在溫度低時會變得較粘稠，粘稠的潤滑油易在軸瓦間形成較好的油膜，并易建立油壓。可見，潤滑油溫度的高低可間接影響潤滑油壓的變化，而潤滑油壓變化會直接影響運行的穩定性。
（3）潤滑油系統潤滑油質的影響
該汽輪機用潤滑油是LSA46抗氧防銹汽輪機油，潤滑油系統中會進入一些雜質，這些雜質主要是灰塵和細小顆粒，甚至有一些金屬削，會導致機構卡澀現象，對調速系統圖產生很大影響，如下：
①同步器內機構卡澀，運行操作工手動同步器調整負荷，會感覺到調整手輪特別緊，甚至緊到一只手的力量無法擰動手輪，徐永兩只手才能扳動手輪旋轉。這種卡澀現象發生時，會使操作工存在調整手輪時用力過猛，手輪旋轉過大，產生人為操作負荷波動。這時只能用木頭錘或膠皮錘來震打同步器，減輕卡澀現象，維持汽輪機組運行至計劃停車。
②調速系統內的套筒和滑閥之間卡澀，是套筒與滑閥間有污物。當系統變化時，脈沖油壓也會變化，造成滑閥上下油壓不一致，滑閥此時應該跟隨油壓波動上下滑動，但因有污物造成的卡澀，使滑閥上下壓差越來越大，直至滑閥上下油差大于卡澀阻力，滑閥突然動作，拉動調速汽閥閥桿大幅度開合，造成機組閃速升降，隨之機組產生了劇烈波動。
（4）調節部件漏油
調節部件漏油，一方面將會造成系統油壓過低、油動機出力不足，調節系統遲緩率增加以及調節元件性能的失常，從而引起調節系統的擺動。
2、調速系統內的套筒窗口與滑閥過封量設計是否合理
調速系統出廠時是設計好的，只是在以后的檢修維護中造成的滑閥與套筒窗口的過封量發生變動，引起調節系統的擺動。
3、調速汽閥連桿支撐不平衡
調速汽閥與油動機的連接是通過一個三角形連桿同步運行的，三角形的一個頂點連接油動機，三角形的另一個點平行著與兩個支點連接，并帶動調速汽閥同步運行，一個支點的是力臂，兩個支點的是軸。兩個支點的軸，如有一個發生滑脫，力的三角形就會發生扭曲，扭曲的力很大，造成調速汽閥突然動作。
（4）配汽機構有缺陷。
汽輪機功率調節表現為調節汽門開度的改變，因而系統擺動的一個重要標志是調節汽門開度的上下波動。要保證調節系統的穩定，必須要求配汽機構能良好地工作。
①調速汽門型線不良或磨損。隨著機組運行年限不斷增加，由于汽流沖刷，頻繁打閘，使得調節汽門門芯與門座上出現不同程度的小坑和通溝等，若缺陷出現于型線處，會造成調節汽門漏汽，從而使轉速無法穩定。
②調節汽門重疊度不正確。調節汽門重疊度過大或過小甚至存在空行程都對調節系統的穩定性有很大影響。
③配汽機構卡澀。閥桿與閥套積有鹽垢而使閥桿活動卡澀。隨著運行時間延長，鹽垢日益堆積，卡澀越趨嚴重，導致大幅度擺動。如果發現閥桿卡澀，應檢查閥桿是否彎曲。
二、負荷波動的解決措施
1、保證潤滑油壓在設計參數內。如有小的偏差，雖可維持運行，但對軸瓦是有危害的，時間長了會有磨損，振動值增大。
（1）在保證主油泵工作正常的情況下，調整主油泵出口各油擋間隙在合理范圍內，減少泄油量，保證出口油壓正常。
（2）檢查潤滑系統內的冷油器，濾油器等設備和閥門全開狀態，減少潤滑油循環回路阻力，保證油路暢通。
（3）檢查潤滑油回路的注油器噴嘴與擴壓管口的距離是否合理，如油壓低，油量充足，可調小注油器噴嘴與擴壓管扣的距離或同時增大注油器噴嘴的內口直徑。
（4）調整軸承各瓦同油間隙及瓦的結合面間隙，減少油壓的外泄。
（5）查看油箱油位及油箱濾網等，確保回油正常和注油器吸油充足。
2、保證潤滑系統潤滑油溫度在設計參數內。只有在潤滑油壓較低時，調整潤滑油溫度的高低對機組負荷的波動會有一定的影響，但在高低壓或過低油壓時，潤滑油溫度的調整對穩定負荷產生布了影響。所以，潤滑油溫度影響負荷波動的前提是潤滑油壓略低于設計值。
3、保證潤滑油系統油質合格。保證油質合格是保障機組穩定運行的關鍵。
（1）定期對油系統進行過濾，如有條件的企業可建立一個長期運行的濾油系統。
（2）對油系統的濾油設備濾網要經常吹掃，保證濾油設備濾油的可靠性。
（3）汽輪機組大修后，對機組各回油出口加一層濾網，啟動輔助油泵，將油循環起來，過濾一下油系統內顆粒雜質，之后拆除個濾網，恢復正常狀態。
（4）將油管路全部更換為不銹鋼管，減少油系統內易生銹材質。
（5）定期開油箱脫水排污閥，將油箱內積水和沉淀物及時排出。
（6）潤滑油系統運行3年后，要對油系統徹底清掃一次，并更換新潤滑油。
4、各種滑閥等活動部件的配合間隙，應符合設計要求，對磨損或腐蝕嚴重的要及時更換。
5、處理好套筒窗口與滑閥的過封量是比較困難的，滑閥凸肩設計的比窗口高度大，雖然有了大的過封度，可提高調節系統的穩定性，但卻增加了調節系統的遲緩率；沒有了過封量，又會引起調節系統擺動。所以在拆裝調速系統時一定要有記錄，對套筒與滑閥進行調整時要制造廠設計要求施工。
6、保證機械各運動部分平衡在機組每次檢修后，應對機組的各部進行一次檢查，查看各螺栓、銷子、卡簧等是否缺少或松動，如有問題，可提前處理。
7、保證調節汽門門桿與門桿套間隙標準，保證調節汽門重疊度正確，有必要是更換調閥。
以上對汽輪機組負荷波動的原因和解決措施做了簡單的經驗總結介紹，但在實際運行中會出現多種多樣的問題，產生問題的原因不同，處理的手段也會不同，要靈活掌握，具體問題具體分析，保證機組負荷的穩定，以實現生產穩定運行，保證企業經濟效益化。
如下介紹，供參考。
一、負荷擺動的原因分析
1、油系統：
（1）潤滑油系統油壓的影響：
機組原潤滑油壓設計參數為0.08-0.15MPa，當汽輪機轉子在正常運行狀態下，機組實際潤滑油壓為0.056-0.065MPa，遠低于設計要求，軸與軸瓦間不易建立穩定的油膜，兩者之間處在半液體摩擦狀態（可通過檢修中對各軸瓦的檢查，能發現支持軸承下瓦瓦面有明顯的磨損痕跡），此時的轉子處在不穩定運行狀態下，直接影響負荷的穩定性。
（2）潤滑油系統潤滑油溫度的影響：
機組原軸承入口潤滑油溫度設計參數為35.45℃，當潤滑油溫度在42-45℃，機組實際潤滑油壓為0.056MPa；當潤滑油溫度在35-38℃，機組實際潤滑油壓為0.065MPa；這是因為潤滑油在溫度高時變得較稀，而潤滑油在溫度低時會變得較粘稠，粘稠的潤滑油易在軸瓦間形成較好的油膜，并易建立油壓。可見，潤滑油溫度的高低可間接影響潤滑油壓的變化，而潤滑油壓變化會直接影響運行的穩定性。
（3）潤滑油系統潤滑油質的影響
該汽輪機用潤滑油是LSA46抗氧防銹汽輪機油，潤滑油系統中會進入一些雜質，這些雜質主要是灰塵和細小顆粒，甚至有一些金屬削，會導致機構卡澀現象，對調速系統圖產生很大影響，如下：
①同步器內機構卡澀，運行操作工手動同步器調整負荷，會感覺到調整手輪特別緊，甚至緊到一只手的力量無法擰動手輪，徐永兩只手才能扳動手輪旋轉。這種卡澀現象發生時，會使操作工存在調整手輪時用力過猛，手輪旋轉過大，產生人為操作負荷波動。這時只能用木頭錘或膠皮錘來震打同步器，減輕卡澀現象，維持汽輪機組運行至計劃停車。
②調速系統內的套筒和滑閥之間卡澀，是套筒與滑閥間有污物。當系統變化時，脈沖油壓也會變化，造成滑閥上下油壓不一致，滑閥此時應該跟隨油壓波動上下滑動，但因有污物造成的卡澀，使滑閥上下壓差越來越大，直至滑閥上下油差大于卡澀阻力，滑閥突然動作，拉動調速汽閥閥桿大幅度開合，造成機組閃速升降，隨之機組產生了劇烈波動。
（4）調節部件漏油
調節部件漏油，一方面將會造成系統油壓過低、油動機出力不足，調節系統遲緩率增加以及調節元件性能的失常，從而引起調節系統的擺動。
2、調速系統內的套筒窗口與滑閥過封量設計是否合理
調速系統出廠時是設計好的，只是在以后的檢修維護中造成的滑閥與套筒窗口的過封量發生變動，引起調節系統的擺動。
3、調速汽閥連桿支撐不平衡
調速汽閥與油動機的連接是通過一個三角形連桿同步運行的，三角形的一個頂點連接油動機，三角形的另一個點平行著與兩個支點連接，并帶動調速汽閥同步運行，一個支點的是力臂，兩個支點的是軸。兩個支點的軸，如有一個發生滑脫，力的三角形就會發生扭曲，扭曲的力很大，造成調速汽閥突然動作。
（4）配汽機構有缺陷。
汽輪機功率調節表現為調節汽門開度的改變，因而系統擺動的一個重要標志是調節汽門開度的上下波動。要保證調節系統的穩定，必須要求配汽機構能良好地工作。
①調速汽門型線不良或磨損。隨著機組運行年限不斷增加，由于汽流沖刷，頻繁打閘，使得調節汽門門芯與門座上出現不同程度的小坑和通溝等，若缺陷出現于型線處，會造成調節汽門漏汽，從而使轉速無法穩定。
②調節汽門重疊度不正確。調節汽門重疊度過大或過小甚至存在空行程都對調節系統的穩定性有很大影響。
③配汽機構卡澀。閥桿與閥套積有鹽垢而使閥桿活動卡澀。隨著運行時間延長，鹽垢日益堆積，卡澀越趨嚴重，導致大幅度擺動。如果發現閥桿卡澀，應檢查閥桿是否彎曲。
二、負荷波動的解決措施
1、保證潤滑油壓在設計參數內。如有小的偏差，雖可維持運行，但對軸瓦是有危害的，時間長了會有磨損，振動值增大。
（1）在保證主油泵工作正常的情況下，調整主油泵出口各油擋間隙在合理范圍內，減少泄油量，保證出口油壓正常。
（2）檢查潤滑系統內的冷油器，濾油器等設備和閥門全開狀態，減少潤滑油循環回路阻力，保證油路暢通。
（3）檢查潤滑油回路的注油器噴嘴與擴壓管口的距離是否合理，如油壓低，油量充足，可調小注油器噴嘴與擴壓管扣的距離或同時增大注油器噴嘴的內口直徑。
（4）調整軸承各瓦同油間隙及瓦的結合面間隙，減少油壓的外泄。
（5）查看油箱油位及油箱濾網等，確保回油正常和注油器吸油充足。
2、保證潤滑系統潤滑油溫度在設計參數內。只有在潤滑油壓較低時，調整潤滑油溫度的高低對機組負荷的波動會有一定的影響，但在高低壓或過低油壓時，潤滑油溫度的調整對穩定負荷產生布了影響。所以，潤滑油溫度影響負荷波動的前提是潤滑油壓略低于設計值。
3、保證潤滑油系統油質合格。保證油質合格是保障機組穩定運行的關鍵。
（1）定期對油系統進行過濾，如有條件的企業可建立一個長期運行的濾油系統。
（2）對油系統的濾油設備濾網要經常吹掃，保證濾油設備濾油的可靠性。
（3）汽輪機組大修后，對機組各回油出口加一層濾網，啟動輔助油泵，將油循環起來，過濾一下油系統內顆粒雜質，之后拆除個濾網，恢復正常狀態。
（4）將油管路全部更換為不銹鋼管，減少油系統內易生銹材質。
（5）定期開油箱脫水排污閥，將油箱內積水和沉淀物及時排出。
（6）潤滑油系統運行3年后，要對油系統徹底清掃一次，并更換新潤滑油。
4、各種滑閥等活動部件的配合間隙，應符合設計要求，對磨損或腐蝕嚴重的要及時更換。
5、處理好套筒窗口與滑閥的過封量是比較困難的，滑閥凸肩設計的比窗口高度大，雖然有了大的過封度，可提高調節系統的穩定性，但卻增加了調節系統的遲緩率；沒有了過封量，又會引起調節系統擺動。所以在拆裝調速系統時一定要有記錄，對套筒與滑閥進行調整時要制造廠設計要求施工。
6、保證機械各運動部分平衡在機組每次檢修后，應對機組的各部進行一次檢查，查看各螺栓、銷子、卡簧等是否缺少或松動，如有問題，可提前處理。
7、保證調節汽門門桿與門桿套間隙標準，保證調節汽門重疊度正確，有必要是更換調閥。
以上對汽輪機組負荷波動的原因和解決措施做了簡單的經驗總結介紹，但在實際運行中會出現多種多樣的問題，產生問題的原因不同，處理的手段也會不同，要靈活掌握，具體問題具體分析，保證機組負荷的穩定，以實現生產穩定運行，保證企業經濟效益化。
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