摘要：哈尔滨热电有限责任公司5号汽轮机(N100-90/535型)在2003年大修前经常发生负荷摆动现象。负荷摆动的特点不定期的向减负荷方向摆动,摆动幅度可达10-60℅,在用同步器进行减负荷操作时往往会引起负荷大幅度下跌。而且摆动间隔时间不等,油动机摆动幅度在5～7毫米左右。
关键词：汽轮机　调速器滑阀　负荷

1　前言
哈尔滨热电有限责任公司5号汽轮机组即N100-90/535型汽轮机系高压、双缸、冲动、凝汽式汽轮机,额定功率100000千瓦。由哈汽制造,1975投产至今已运行了近二十八年。但在最近这段时间内,机组经常出现运行不稳定及甩负荷现象,对机组的安全运行威胁很大,根据运行中出现的问题进行原因分析,并提出解决问题的具体方案。
2　原因分析
造成运行不稳定及负荷摆动的原因很多,但通过观察、试验和解体检查的情况,综合分析负荷摆动的现象，认为主要是由下列几点因素造成的。
2.1　调速器滑阀的卡涩:调速器滑阀的卡涩主要发生在三号调速器滑阀上面。
当汽轮机转速变化时,调速器行程随着发生变化,如果调速器滑阀工作正常(二号滑阀跟踪灵活),则喷嘴室压力可以基本上保持不变,通常此油压波动不超过±0.01MPa,但在调节系统存在负荷摆动缺陷时,喷嘴室油压变化很大。这就足以说明调速器滑阀存在卡涩的情况。另外如果三号调速器滑阀工作正常,那么在转速稳定的情况下操作同步器就应该能够自如的改变负荷。但在改变负荷时经常产生大幅度的过调,这样就进一步证明了调速器滑阀的卡涩,主要在于三号调速器滑阀。
2.1.1　引起三号调速器滑阀卡涩的原因可能有以下几个方面:
2.1.1.1　滑阀的活塞与套筒接触面积大,且无油槽,所以摩擦面积较大,容易引起卡涩
2.1.1.2　活塞中部存在着20公斤/厘米2的平衡油压,容易形成对滑阀的液压卡紧力,从而增加了滑阀的摩擦力。因为滑阀是水平放置的,在自重和连杆侧向力的作用下将会使滑阀靠向套筒的一侧,即一侧失去间隙,另一侧间隙加大,这样失去间隙的一侧就没有油压的作用而在间隙增大的另一侧油压将会增加,造成两侧压力不平衡。
2.1.1.3　滑阀平衡油室中的存油不流动容易积存机械杂质等油垢,亦会加剧滑阀的卡涩
2.1.1.4　由于调速器滑阀的垂直和水平连杆尺寸大大缩小，而工作行程又基本相同，这样在工作状态下连杆的倾斜度亦大大增加。显然三号调速器滑阀水平连杆的斜度愈大，滑阀也愈容易引起卡涩
2.2　同步器连接挂钩旷动间隙过大，将会加剧负荷的摆动。
如图所示，当三号调速器滑阀存在卡涩时，可能卡死在任一个位置，如果在同步器拉杆靠紧在挂钩的左侧时，滑阀卡死，则当汽轮机转速升高要求负荷降低时，三号滑阀本应向右移动一个距离，但在未能克服卡涩以前，三号滑阀拒绝动作，一旦连杆和平衡油压的作用力超过摩擦力时，三号滑阀则在平衡油压的作用下迅速向右移动，这是首先要走完间隙"δ"这个行程，然后再完成转速改变所要求变化的行程。这样就表现出汽轮机负荷大幅度地快速的向减负荷方向摆动，而间隙"δ"则放大了负荷摆动范围。
同步器旷动间隙示意图

2.3　油质不洁
由于调节部件结构尺寸的减小，部件的作功能力减小了，滑阀的配合间隙也相应的减小了，这些因素都对油质提出了更高的要求，油中含有机械杂质和水分时就会非常敏感的引起调节部件的卡涩。实践经验已经多次的证明了，在调节系统卡涩严重时，只要通过严格的清理和滤油使油质恢复清洁以后，马上就能看出卡涩情况的显著改善。
2.4　反馈滑阀卡涩
反馈滑阀的卡涩是造成负荷缓慢向下移动的直接原因，因为在调节汽阀关闭的过程中，如果反馈滑阀卡死，则使调节系统失去反馈，所以调节汽阀就一直向下关闭，直到全关为止。这种关闭速度比起上述摆动要慢的多。一旦反馈滑阀克服了阻力恢复动作以后，汽轮机负荷就会迅速的恢复起来。在油动机开启的过程中，是通过机械力量将反馈滑阀压向使反馈油口开大的一侧，一般情况是不会卡死的，但在油动机关闭的过程中，反馈滑阀的移动是靠0.98MP的油压通过Φ32－Φ30毫米的环形面积来完成的。而且在调节阀开大时，油动机反馈斜槽对反馈滑阀始终存在着一向上的侧向分力。这样就可能造成滑阀上部的干摩擦或半干摩擦，从而造成卡涩使反馈滑阀不能自动跟踪。所以反馈滑阀的卡涩，通常都表现出负荷向减小的方向滑移。
2.5　配汽机构卡涩
配汽机构卡涩能够限制油动机的开启，使机组运行不稳定，造成负荷的摆动
3　处理方案
根据上述试验检查和原因分析情况，对调节系统的缺陷采取如下的处理措施
3.1　更换了同步器连接挂钩，消除了旷动间隙。
3.2　更换了三号调速器滑阀及套筒
3.3　对于二号调速器滑阀在装配过程中，尤其在紧端盖螺丝时注意检查和调整喷嘴和端盖的对中情况，以保持滑阀动作灵活。
3.4　对油动机进行拆卸检查发现底部活塞的紧固螺栓有些松动进行了紧固并重新加装了稳钉。（试验证明消除了油动机摆幅过大的缺陷）
3.5　更换了反馈滑阀已经磨出平面的小滚轮和反馈斜槽
3.6　为了减少摩擦面积。已经对滑阀活塞不需要封闭油口的部分，车成凹槽。
3.7　在对配汽机构进行检查的过程中，发现齿条磨损比较严重，在机组运行过程中曾经出现过油动机不能全开并出现卡涩现象，经过检查发现齿条与齿轮咬合处已经磨损严重，因此对齿条及齿轮进行了更换。从而消除了卡涩现象。
4　结论
总之，在实施了以上的措施后机组运行正常负荷摆动现象消失。经过长时间的运行考验基本上消除了负荷摆动的缺陷。油动机的摆动处于正常幅值的脉动状态。通过试验证明以上的分析是正确的，同时也达到了机组安全经济运行的目的。
参考文献：
[1]《汽轮机》电力工业出版社出版1980年9月第一版
[2]《高压汽轮机检修》水利电力出版社出版1979年10月第一版