余熱發電系統汽輪機和發電機系統振動

汽輪機和發電機的振動量越小越好，有的汽輪機系統運行非常穩定，幾乎不振動，而有的雖然符合運行要求（垂直振動＜30μm，水平振動＜50μm )，但振動明顯。當然，系統振動與設備的制造質量和安裝質量關系密切，對于已經投運的系統，加強維護和精心操作更為重要。

1、嚴格按照規程要求進行操作

多數振動由操作不當引起。根據運行經驗，1 號和3號軸瓦是影響汽輪機和發電機振動大小的關鍵部位。例如，某臺汽輪機停車前運行穩定，再次開機后系統出現振動，先從1 號軸瓦開始，然后帶動3號軸瓦， 最后引發整體振動。當時水平振動量達到60～70μm，減小負荷后癥狀略輕，最后被迫停車。檢查系統未發現異常，查閱運行記錄發現系統沖轉時，進汽壓力達到1.3MPa，進汽溫度330℃，而正常的沖轉條件應該是進汽壓力達到1.0MPa， 進汽溫度250℃，說明參數偏高。這樣，容易導致汽輪機上下氣缸受熱過快而膨脹不均。汽輪機膨脹量并網時只有1.7mm，而正常應在3.0mm 以上，說明系統沒有膨脹開。嚴格按照規程要求，重新開機，系統恢復正常。另外，潤滑油溫度對汽輪機振動有一定的影響， 當蒸汽參數較低、汽輪機負荷不大時應調高溫度，而達到額定參數時應適當降低油溫。正常情況下，維持在39 ℃左右為宜。

2、潤滑油品質對振動的影響

汽輪機的潤滑通常使用HU-30 汽輪機油， 油質應符合GB2537—81 的規定。潤滑油在運行過程中受高溫、高壓蒸汽侵蝕易造成水分超標，嚴重時會發生乳化，直接影響系統安全運行。汽輪機在正常運行期間振動量逐漸增大，監聽軸瓦摩擦聲音，感到聲音發澀。懷疑潤滑油有問題。化驗結果表明，水分嚴重超標。后更換了潤滑油， 故障消失。同時購置一臺TL-100 型真空濾油機在線濾油，保障油質長期穩定，運行效果良好。

余熱發電系統并網困難

發電系統的同期并網需要滿足一定的條件：發電機與系統電壓之差不大于10％，發電機輸出電壓頻率與系統電壓頻率相同。匹配兩側電壓通過調整勵磁實現，匹配頻率通過調整汽輪機轉速實現。條件滿足時，通過合上并網開關，實現系統并網。并網困難主要表現在下面2個方面。

1、頻率相差較大

發電機輸出電壓的頻率通過調整汽輪機轉速實現，純低溫余熱發電機組的轉速調節系統采用數字電液調節控制系統，該系統主要由轉速傳感器、數字式調節器WOODWARD505、電液轉換器（CPC）、油動機、調節汽閥等組成。汽輪機并網時，頻率波動大，無法通過調節WOODWARD505 實現。后對油動機用煤油進行了清洗，恢復正常。說明液壓機構油孔被堵塞，造成液壓傳動不靈，而無法調節汽輪機轉速。建議通過濾油機在線濾油和定期更換CPC 前端的濾油器濾芯來保證油質，使系統長期穩定運行。

2、并網開關合不上

在系統滿足同期并網的條件下，若并網命令已經發出，并網指示燈也有合閘顯示，但瞬間消失，說明系統未并網成功。在發電機保護柜上的并網開關有2 個指示燈，綠燈表示分閘，未并網狀態；紅燈表示合閘，并網成功狀態。一般情況下，并網不成功紅燈熄滅后，綠燈就應該亮，以表示系統未并網。但故障發生時，紅燈瞬間熄滅后綠燈也不亮， 說明并網開關系統有問題。檢查并網開關，發現其輔助開關觸點觸發機構動作不靈活，處理后正常。

余熱發電系統汽輪轉速波動

汽輪機組正常運行時，速度比較穩定，即便有所波動也可以通過數字式調節器WOODWARD505 自動糾偏。一般情況下，505 設定的糾偏轉速步幅為2r次。若CPC 的開度已經達到100%，而汽輪機轉速降到2 950rmin 仍不能穩定住，說明系統已經發生故障。造成機組轉速異常波動有下面2種可能。

1、系統保護動作

發電系統正常停車時， 需要先從電網解列運行。正常操作時，先將負荷按照規程要求降到零，再將并網開關打開，然后解除勵磁。此時，并網開關打開后給數字式調節器WOODWARD505 發出解列信號，505收到信號后將自動把汽輪機轉速降低50rmin， 即維持汽輪機在2 950rmin 運行， 以保護系統安全運轉。同樣的情況也會出現在系統并網時，若并網開關動作失敗，也會給數字式調節器WOODWARD505 發出解列信號，原理相同。但是，如果該保護動作沒有出現，就說明系統存在故障。比如并網開關故障，如果并網失敗后， 并網開關的輔助開關不能正常發出失敗信號，汽輪機將維持原轉速不變，這應引起足夠重視。當然，如果DCS 系統發出保護動作時，會通過磁力斷路器將主汽門關閉，這時汽輪機轉速將降到零。

2、供汽系統故障

若蒸汽輸送系統出現故障，將使汽輪機組因受氣量波動導致轉速波動。如，某臺汽輪機組在500rmin低速暖機時轉速正常，當提速到1 200rmin 時，轉速忽高忽低波動嚴重， 觀察主汽門前、后壓力出現0～1MPa 的往復變化， 主汽門前的溫度也急劇下降，而SP、AQC 兩個鍋爐供汽壓力和溫度正常。將主汽門前的高壓電動閥門的旁路閥門打開，系統又恢復正常。由此確定主汽門前的高壓電動閥門故障。停車檢查，打開高壓電動閥門后，發現閥芯與閥桿脫落。閥芯脫落堵塞氣路，造成汽輪機受氣不足。進一步分析認為，該閥門為高壓楔式閘閥，閥芯上部大、下部小，閥芯脫落時由于受1MPa 壓力的蒸汽吹托，沒有將氣路閘死， 在電液轉換器CPC 的調節下， 氣流不斷變化，從而導致主汽門前、后壓力出現0～1MPa 的往復變化，轉速忽高忽低波動嚴重的現象。

余熱發電系統汽輪超速故障

一般情況下，汽輪機第一次啟動、大修后及停機一個月后，應進行超速動作試驗，以檢驗電調系統和危急遮斷器動作準確性。試驗安排在帶20% 額定負荷運行1h 后進行。將負荷降到零， 先進行電超速試驗，投入“超速試驗許可”，將轉速提升至3 270rmin，電調超速保護應動作。再進行機械超速試驗，將轉速提升至3 300～3 360 rmin，此時，危急遮斷器應動作，否則必須立即手擊危急遮斷油門，停機調整危急遮斷器動作。

對于9MW 汽輪機組， 設定的轉速保護值為12%，超出該值時DCS 系統將保護停機。造成超速故障主要有2 種可能性： 一是高壓蒸汽參數異常，壓力和溫度超出額定值而CPC 調整不過來； 二是發電機勵磁系統故障。

還有一種現象也會引起DCS 系統超速報警，但實際上汽輪機系統并不超速，應予以重視，即因并網開關輔助開關誤動作而發出停車信號，505 調節器收到該信號后按正常停機順序將主汽門關閉，汽輪機轉速開始下降， 正常時并網開關應事先斷開解列系統，而實際上并網開關并未斷開，此時電網開始給發電機供電將其變為電動機， 帶動汽輪機被動高速運轉，造成超速報警。如，某汽輪機組正常運行時因并網開關誤動作而突然停車，停車前無任何報警，停車后DCS報超速12%故障，更換輔助節點后正常。可見并網開關至關重要，一定要定期檢修，保證其正確動作。

原作者：王乃同

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