（湛江电力有限公司）
摘要：随着汽轮机的研发和推广应用，根据能量守恒和转换定律，汽轮机是将热能转换成机械能，再转换成电能的重要部件，以此来进行发电。随着科技发展，汽轮机的发展已经逐渐趋向于成熟，除供电之外，其还可直接驱动各类型的舰船、大型泵类以及压缩机等，为人类生产及生活带来便利。而汽轮机调速系统则是整个汽轮机系统中不可或缺的一项，起着极为重要的作用。本文对汽轮机调速系统进行简要阐述，其次分析汽轮机调速系统故障类型及原因。
关键词：汽轮机 调速系统 失稳原因
0引言
随着科技的发展，汽轮机的发展也得到快速提升。汽轮机，其主要功能就是将热能转换为机械能，在实际工作中，可做为发电原动机，另外，还可以利用汽轮机的排气或者中间抽气来提供热量，从而满足生产或生活上的需要。而调速系统，在汽轮机组正常运行过程中发挥着重要的作用。汽轮机组主要根据转速偏差改变调节汽门的开度，调节汽轮机的进汽量及焓降，改变发电机的有功功率，满足外界电负荷的变化要求。汽轮机的调速系统对于汽轮机的整体运转来说，起到了一个平衡的作用，对机组的安全稳定运行至关重要。但是汽轮机调速系统在运转过程中，不是毫无故障的，往往都会因极细微的因素而诱发诸多的问题，最终致使汽轮机调速系统在运转中出现了很多的故障。诸多的系统故障在很大程度上，都制约着整个汽轮机的发展和进步，基于此，就需要对汽轮机调速系统的故障原因进行深入分析，及时发现故障并予以解决，这样才能为汽轮机的正常运行提供充分保障。
1 汽轮机为什么要设调速系统
汽轮发电机的工作，是由蒸汽作用在汽轮机转子上的作用力矩M汽和发电机转子受到的负载反作用力矩M阻之间的平衡关系所决定的。当作用力与反作用力相等时，即M汽=M阻，汽轮发电机就处于等速转动的稳定工况。但外界用户的用电量是在不断变化的，即M阻是在不断变化的，所以汽轮机的进汽量也必须相应的改变，保证M汽=M阻。否则汽轮机的转速将随外界负荷发生大幅度变化，当外界负荷增加时，转速下降，外界负荷减少时，转速增加【1】。所以，发出的电能电压与频率忽高忽低，这是绝对不允许的。为了保证电能质量和机组的运行安全，所有机组都必须装有调速系统，调节汽轮机的进汽量，以适应外界负荷的变化。
2调速系统最基本的组成及作用
2.1调速系统基本组成部分
（1）感受元件：调速器（或调压器）；
（2）传动放大机构：错油门，油动机；
（3）配汽机构：调速汽门及传动装置；
（4）反馈装置。
2.2 调速系统基本作用
（1）感受元件
在发电机电热负荷变化时，感受到汽轮机的转速变化或抽汽压力变化，并将此变化转变成其他物理量变化。
（2）传动放大机构
当汽轮机的转速发生变化时，调速器或调压器发出的位移和油压的变化信号值是很小的，而大容量机组中，调速汽门的自重及其受到的蒸汽作用力却比较大，因而用此信号直接操纵调速汽门是不可能的，需将信号加以放大后，再去控制调速汽门，这个任务则由传动放大机构来完成。
（3）配汽机构
配汽机构包括传动装置和调速汽门，其作用是接受传动放大机构放大后的信号，使调节汽门开度变化，调节汽轮机的进汽量。
（4）反馈装置
在调节过程中，当油动机活塞因错油门滑阀动作而动作时，又通过一定的装置反过来影响错油门滑阀的动作，使错油门滑阀回到中间位置。这种油动机对错油门的反作用称为反馈。
反馈是调节系统不可缺少的环节之一，因为只有反馈才能使调节过程较快的稳定下来，不致在调节过程中产生振荡，从而使调节系统具有很大的稳定性。
2.3调速系统的基本任务
（1）汽轮机独立运行，当工况发生变化时调节汽轮机的进汽量，使之转速保持在规定范围内；
（2）汽轮机并入电网运行，当电网周波变化时，调整汽轮机负荷，使之保持在规定范围内；
（3）对于带调节抽汽的汽轮机来说，当汽轮机工况发生变化时，调整抽汽压力在规定范围内。
3汽轮机调速系统常见故障及原因
汽轮机常见故障系统见下图1。
3.1调速系统的油压波动
当调节系统油压发生波动时，首先的原因可能是主油泵和注油器本身的工作性能不稳定造成【2】。
3.2 汽轮机调速系统摆动
在汽轮机运行过程中，汽轮机组高压调速汽门运行过程中会经常出现摆动现象，从而导致汽轮机轴瓦振动故障发生，而且出现摆动时，阀门会出现严重的振动，从而加重轴瓦损坏的程度，对汽轮机组运行的安全性和稳定性带来较大的影响。
3.3机组不能带满负荷
（1）调节油压偏高时，同步器的工作范围不够，即同步器的工作上限不足。
（2）调速器连杆过长。当负荷增加时，油动机至全开位置调节汽阀仍不能全开，调节汽阀座、阀碟结垢，通流的面积不足。
（3）调速器压力变换器、错油门调节窗口变小，起不到调节作用，负荷加不上。
（4）油动机卡涩。
（5）调节汽阀卡涩，连杆弯曲。
3.4机组不能卸掉全部负荷
（1）机组同步器下限工作范围不足。
（2）调节汽阀连杆过短，当操作同步器减负荷时，油动机至关闭位，调节汽阀不能全关闭。
（3）调节汽阀漏汽，汽轮机在空负荷时，部分汽阀漏汽或结垢，至使负荷卸不净。
（4）错油门、压力变换器调整窗口调整不当。
（5）油动机卡涩。
（6）调节汽阀卡涩或内部有缺陷。
3.5系统挂闸后A侧的中压主汽门不能开启
在汽轮机调速系统的运转中，最为常见的故障为：调速系统挂闸后主汽门未能开启的现象。而根据汽轮机主汽门的工作原理，一旦将机组挂闸之后，其油动机油缸的活塞下面的油压应当处在14.0MPa 左右，因此主汽门就能够开启【3】。但是在挂闸后，存在有部分问题而致使主汽门不能够正常开启。导致汽轮机调速系统挂闸之后主汽门无法自动启动的主要因素包括以下三种情形：
第一，调速系统中的安全阀元器件设备在使用过程中出现了缺陷问题；
第二，主汽门油动机的油缸活塞下腔室的压力油意外泄掉；
第三，汽轮机调速系统中的电磁在启动时失电，安全阀上部和电磁阀联通形成无压回油，活塞滑阀在油缸底端受到油压影响导致调速系统油动机各个主汽门的油缸腔和有压回油相连，而导致整个压住汽门不能够开启。
3.6汽轮机异常振动
汽轮机运行过程中机组振动对汽轮机的正常运行会造成极大的危害，机组运行中引起振动的因素有很多，其中调速系统波动是引起机组振动的重要原因之一，当调速系统失稳时会引起调节汽门波动，进入汽轮机内做功的高压蒸汽流量也会激烈波动，由于汽轮机周向进汽不均引起汽轮机转子圆周受力不均，从而引起机组运行中激烈振动，这样会极大的危害机组的安全稳定运行，甚至会造成机组停运或设备的严重损坏，所以要尽量避免因调速系统失稳振荡引起的机组异常振动事件的发生。
4结束语
在以上的阐述中，明确了在汽轮机调速系统中，存在有许多隐患，一旦这些隐患出现问题，就会诱发诸多的故障，比如调速系统在挂闸后主汽门不能开启、调速汽门波动、设备部件漏油事件现象等。而这些故障很大程度上，导致调速系统工作的不稳定，也影响着汽轮机安全稳定运行。所以需要技术人员在汽轮机调速系统运行中，倍加小心，并且关注多发故障设备部件，这样才能促使调速系统运转中降低故障发生频率，减少安全隐患次数，给将来的调速系统改进提供可靠数据。
参考文献
【1】王晓鹏.浅谈汽轮机调速系统常见故障与处理技术田[J].科技创业家,2013(15).
【2】吴作根.浅谈汽轮机调速系统常见故障及解决方法田[J].中国新技术新产品,2011(12).
【3】简志国.汽轮机调速系统故障原因分析及处理田[J].科技致富向导,2012(15)
论文作者:张广华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：汽轮机论文; 系统论文; 机组论文; 汽门论文; 负荷论文; 动机论文; 调速器论文; 《电力设备》2017年第5期论文;