摘要：调速气门故障是汽轮机运行中常见问题因素之一，对汽轮发电机组的运行危害较高。因此，需采用合理、科学的方法，有效控制汽轮发电机的运行条件和工况，避免或减小调门故障问题的出现。做好日常的检修、维护工作，提高检修综合能力。当发现汽轮机组运行负荷波动等异常现象时，应有效判断异常因素产生的原因，及时检查汽轮机的调速系统，并根据检查情况制定相应处理措施，提高汽轮发电机的运行使用寿命，创造高效生产率。
关键词：汽轮机运行；调速气门；作用；故障分析
1汽轮机组调速系统的基本组成
1.1传动放大
传动放大机构包括错油门、反馈机构和油动机。因为调速器的发生信号比较弱小无法使配汽装置直接启动，这就需要传动放大机构对信号进行放大与转移，确保这些信号可以起到应用的作用。一般来说，油动机的进油方向以及油量大小都有错油门进行控制调节油动机通常包括旋转式和往复式两种，其可以放大功率来对调速气阀进行操作。
1.2转速感应
转速感应其按照工作原理可以分为液压式、电子式和机械式三种类型，其可以及时感应转速出现的变化，并把转速转化为相对应的物理量从而完成有效输出。转速感应还能将转速转变为油压的变化或者位移的变化等相关信号，并传输至传动机构。
1.3反馈机构
反馈机构的反馈情况根据其反馈量的时间变化状况通常可以分为弹性反馈与刚性反馈。弹性反馈是通过有差调节确保调速系统的稳定可靠，并慢慢降低实际反馈量。刚性反馈是指有动作就一定会产生反馈量，反馈量和动作进行是同步的，其不会因为时间存在差异而产生不同。
1.4配汽机构
汽轮机的调速系统配汽机构主要是由高压调节阀、高压主汽阀、再热调节阀和再热主汽门四个部分组成。高压调节阀是一种单座提升阀，其作用是以改变阀门的开度来调节、掌握汽轮机进气量。高压主汽阀通常是卧式的布置形式，当汽轮机需要进行紧急停机时高压主汽阀可以实现立刻关闭并切断气源的功能，也能在启动的过程中有效控制进入气缸的实际蒸汽流量。再热调节阀是一种平衡式的柱塞单座阀，其由轴向的弹簧进行封锁，并通过轴向的油动机来开启。中间有一个阀杆导套，可以在调节再热蒸汽的流量时提高稳定性和效率。再热蒸汽主汽门是一种开关式的两位阀，由安装于弹簧室的再热主汽门的油动机进行操作开启。
2调速气门故障时汽轮机的异常运行现象
2.1汽轮机无法实现正常启机
主要原因是汽轮机在启机时需根据工艺条件进行暖管、暖机、冲转及过临界点和并网投入运行的一系列活动。汽轮机主气门通常采用闸板阀，阀门打开后管道内蒸汽便高速流入汽机，无法实现精确的控制蒸汽流动节奏。在暖管阶段调速气门需全部关闭，使高温蒸汽停滞在进入汽机前的蒸汽管道内，确保管道受热均匀和充分受热，保证管道内的蒸汽流动质量。暖机、冲转和过临界转速时，调速气门需根据汽缸温度和机组的各部位运行参数控制进入汽轮机的蒸汽流量及缸体内的其他部件缓慢而均匀受热、膨胀，形成密闭空间内的配合做功。此时出现调速气门故障后，无法准确控制蒸汽流动节奏，管道、缸体、转子以及其他部件会出现受热不均匀或受热膨胀不一致，同时还可能有未达到温度和质量要求的蒸汽冲入汽机，造成叶片冲刷。使转子运行精度无法实现准确控制、缸体内汽流混乱、各部件受热膨胀不一致无法准确配合，产生汽流激振、转子振动等异常现象，使汽轮机连锁停机、无法启动。
2.2汽轮机运行负荷波动
当汽轮机并网后稳定运行时，调速气门需根据发电机的发电入网情况和蒸汽的流量控制汽轮机的运行负荷。当蒸汽流量稳定调速气门故障无法正常调控时，汽轮机会产生在较高或较低负荷长时间运行无法调节，导致汽机长时间超负荷运行或低负荷运行，汽机的各部件产生不同程度磨损，严重时会产生转子飞车，形成设备运行隐患。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当蒸汽压力或流量波动调速气门故障无法调节时，汽机会受汽流影响，产生汽流激振形成设备故障，或者出现汽机负荷不断波动带动发电机负荷波动，进而影响电网波动形成电气故障。
2.3影响运行环境安全
调速气门故障时会影响汽机的稳定运行效果，使部分运行参数异常，点检员和操作人员会根据异常状况进行现场故障排查，造成了人员工作环境安全隐患。若起机时调速气门故障，可能会造成管道或缸体开裂等现象，导致蒸汽外漏，烫伤人员；若运行中调速气门漏气时，汽流高速通过漏气部位，会形成刺耳的哨叫声，损伤人的听觉能力；如果停机时调速气门故障，会导致缸体内不断有蒸汽流入，无法实现汽轮机的正常停机、冷却降温，不仅影响检修效果，还会造成人员检修隐患。
3针对调速系统故障的解决和预防措施
3.1杠杆系统故障的预防和解决措施
调速气门上方通常设有三角架和杠杆系统装置，通过调节油缸拉动调速系统升降运动。三角架是油缸推动力的传动部件，在日常运行和检修时，需确保该部件要严禁受外力影响而变形，保持其受力的传动和平衡分配。三角架下方的杠杆系统由拉杆、铜块滑动部件和不锈钢套组成。其中，铜滑块和拉杆滑动系统需定期维护并注入高温润滑脂或铅粉、四氯化钼等润滑剂，防止卡死或过度磨损。在拆卸维护铜滑块和拉杆时，需注意保护好不锈钢套，严禁产生变形，造成拉杆行程受限，进而影响调速气门的开闭。
3.2气门系统故障的预防和解决措施
气门系统由阀碟、阀座和扁担梁等部件组成。其中，阀碟分不同的高度采用圆头锁紧螺母固定在扁担梁上，阀座直接固定在下缸体上。因为该部件运行过程中需灵敏的调节汽机的负荷，并对密封要求较高，所以阀碟和阀座间采用线形密封，以提高运行精度。运行中，根据负荷变化情况调速系统调节阀碟的开闭数量和开度，要确保负荷和阀的开度匹配一致，避免汽流反做功，造成阀碟或阀座的磨损。检修时，要定期检查阀碟、阀座的磨损情况，并核算调门的各项运动参数比例。首先，检查阀碟与阀座的配合密封情况和有无裂纹，采用涂红丹粉的方法和着色探伤法，确保密封良好，密封线宽度要控制在3mm以内，若超出需及时调整（需采用自由落体法研磨技术）。其次，检查阀碟锁紧螺母球头是否转动灵活，有无需扁担梁卡阻现象。如果有卡阻现象，需要及时更换球头螺母。
结束语
汽轮机是发电厂重要的发电驱动设备，需要完成发电系统中“蒸汽能→机械能”的转换。汽轮机运行时，调速气门起到了重要作用。其主要运行原理是利用杠杆结构，拉动调速器箱体内部密封部件控制气体瞬时流量，进而保护和控制汽轮机的稳定运行和生产节奏。当主气门打开后，满足质量要求的蒸汽经过调速气门后，再通过喷嘴喷入汽缸形成旋流状推动转子运行，完成从汽轮机到发电机的能量转换。因此，汽轮机的调速气门的日常维护保养需及时到位，以确保投入运行状态正常，提高发电厂的发电效率，保护汽轮机稳定运行。
结束语
汽轮机是可以将热能有效转化为动能的机械设备，其已经广泛应用于发电厂的生产工作之中，并体现了较高的实用价值。汽轮机组的调速系统是可以保证汽轮机组工作效率并满足不同汽轮机功率要求的重要系统。在长期使用过程中，汽轮机的调速系统可能会出现各种问题与故障，这不仅会影响汽轮机组调速系统的正常使用，也会影响汽轮机的工作效益。因此，要提高汽轮机调速装置与系统的故障处理水平，应用先进的故障处理技术，从而保证汽轮机组的安全运行。
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论文作者:刘凯
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
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