背压式汽轮机运行中负荷波动原因分析及处理
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表 1 2016年 1 2 月 1 8 日晃电时汽轮机减负荷情况
时间
23:00:52 23:02:04 23:02:27 23:03:02 23:05:35 23:05:41 23:06:31 23:06:38 23:08:28 23:12:53 23:17:12
给定阀位 /% 49.2 41.3 39.8 39.8 38.8 37.8 37.6 37.0 36.8 33.2 31.4
2016年 7 月 1 8 日，汽轮机加负荷，给定阀 位由38. 3 % 加 至 42. 7 % ，负荷、油动机、 DDV 阀、现场调节阀刻度均无变化。
2016年 7 月 2 5 日04:38,汽轮机减负荷，给 定阀位由46. 9 % 减 至 45. 5 % ，负荷 、油 动机、 D D V 阀、现场调节阀刻度均无变化；当 日 4:49, 汽轮机突然甩负荷，负荷降至1.2 MW。
2017年 5 月 2 9 日17:50—18:18,在无任何
操作指令的情况下，汽轮机负荷上下波动，波动 幅度2 MW。
1.2 — 次 晃 电 时 汽 轮 机 减 负 荷 情 况
2016年 1 2 月 1 8 日22:58,永 磷 线 晃 电 （后
系统全部跳车，汽轮机未跳车），汽轮机减负荷 情况如表1。
第2期 2018年 3 月
義化二设备|
中氮肥 M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
No. 2 Mar. 2018
背压式汽轮机运行中负荷波动原因分析及处理
杨金
(贵州开阳化工有限公司，贵 州 开 阳 550300)
[ 摘 要 ] 针对贵州开阳化工有限公司15 MW背压式汽轮机2 0 1 6 年以来经常出现的负荷波动现象，对 主 蒸 汽 压 力 波 动 、主 蒸 汽 温 度 波 动 、调 速 系 统 运 行 不 稳 、高 调 门 操 纵 部 分 间 隙 过 大 或 有 关 螺 丝 松 动 等 可 能 的 影 响 因 素 进 行 分 析 与 排 查 ，采 取 相 应 的 处 理 措 施 后 ，解 决 了 负 荷 波 动 的 问 题 ，并 提 出 日 常 防 范 措 施 。
负荷 /MW 7.58 3.00 6.20 7.92 4.70 4.30 3.00 3.00 3.20 3.10 2.90
油动机 行程/ %
50.1 43.9 42.1 40.9 41.2 40.2 39.3 39.1 38.3 35.1 33.3
D D V 阀阀 芯反馈/ %
57.7 56.1 57.1 57.1 57.1 57.1 56.9 56.0 56.8 56.5 56.1
2016年 10月 1 6 日00:31，在无任何操作指令
[收 稿 日 期 ]2017-10-10 [修 稿 日 期 ]2017-10-19 [ 作 者 简 介 ] 杨 金 （1983— ），女 ，湖北武汉人,助理工程师。
的情况下汽轮机突然甩负荷，负荷降至1.3 MW。 2016年 10月 1 8 日02:34,在无任何操作指令
由表1 可看出，在后系统稳定运行的情况 下 ，后系统蒸汽用量达到平衡状态，锅炉主蒸汽 的压力及温度相对稳定，但汽轮机仍出现不同程 度的负荷波动，故基本排除上述2 种可能性— 主蒸汽压力波动及主蒸汽温度波动。 3 . 3 调速系统运行不稳
[ 关 键 词 ] 背压式汽轮机；负荷波动；主蒸汽压力；主蒸汽温度；高 调 门 ；原因分析；处理措施 [中 图 分 类 号 ]TK269 +.3 [文 献 标 志 码 ]B [文 章 编 号 ] 1004 -9932(2018)02 -0073 -02
贵州开阳化工有限公司15 MW汽轮机为中 国长江动力公司生产的高压单缸冲动背压式汽轮 机 ，通过刚性联轴器直接带动发电机发电。该机 组为热电联产机组，产出的蒸汽供全厂主机组 (汽轮机拖动）使用。现 就 2016—2017年汽轮 机运行中经常出现的负荷波动情况及其危害、原 因、处理措施等作一简介。
的情况下，汽轮机突然甩负荷，负荷降至2 MW。 2017年 5 月 2 7 日05:37,在无任何操作指
令 的 情 况 下 ，汽 轮 机 负 荷 突 然 上 涨 ，负荷升至 2.5 MW; 当 日 0 6 : 3 4 , 汽轮机减负荷，给定阀 位由 47. 1 % 减至 4 6 . 5 % ，负荷由4.61 MW降至 2.7 MW再降至1.46 MW，频繁波动。• 源自4 •中氮肥第2期
2 汽轮机负荷波动的危害
汽轮机负荷波动，易引起供电系统电压波 动 ，对供配电设备的正常工作影响很大，同时也 易缩短汽轮机的使用寿命。对于以供热为主、发 电为辅的机组，汽轮机负荷波动，直接影响全厂 生产系统的稳定运行。据统计，我公司因汽轮机 负荷波动造成的经济损失已达上千万元。
1 汽轮机运行中负荷波动情况简介
1.1 汽 轮 机 历 次 负 荷 波 动 情 况
15 MW汽轮机自投运以来一直是阀控运行。 但 自 2016年以来，经常出现加、减负荷延迟， 或系统未给加、减负荷指令的情况下系统负荷自 行波动，具体情况如下。
2016年 4 月 1 3 日，汽轮机在减负荷过程中 突然甩负荷，负荷由3.91 MW突降至0.09 MW， 控制室紧急停机。
主蒸汽温度过高，会使金属材料的机械强度 降低，蠕变速度增大，还会引起紧固部件发生松 弛 ，损坏设备。而主蒸汽温度过低，会使汽轮机 轴向推力增大，末级蒸汽温度下降，严重时有可 能产生水击，乃至造成汽轮机叶片断裂事故。主 蒸汽温度的大幅度波动，如突升或突降，将造成 汽轮机的汽缸与转子之间相对位移增大，即胀差 增 加 ，严重时甚至可能引起叶轮与隔板的摩擦， 造成汽轮机剧烈振动。
3 汽轮机负荷波动的原因分析
3 . 1 锅炉主蒸汽压力波动 锅炉主蒸汽压力过高，会使承压部件产生过
大的机械应力，将威胁设备的安全运行，增加漏 汽损失，还有可能酿成汽轮机过负荷，隔板、动 叶过负荷，以及机组轴向位移过大、推力轴承故 障等事故。而锅炉主蒸汽压力过低，则会减少蒸 汽在汽轮机中做功的焓降，使汽耗增加，燃料量 也增加。有资料表明：当蒸汽压力较额定值降低 5 % 时，汽轮机的蒸汽消耗量将增加1 % ; 同时， 蒸汽压力低，汽耗增大，汽轮机轴向推力增加， 容易发生推力轴瓦烧毁事故。 3 . 2 主蒸汽温度波动
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给定阀位 /% 49.2 41.3 39.8 39.8 38.8 37.8 37.6 37.0 36.8 33.2 31.4
2016年 7 月 1 8 日，汽轮机加负荷，给定阀 位由38. 3 % 加 至 42. 7 % ，负荷、油动机、 DDV 阀、现场调节阀刻度均无变化。
2016年 7 月 2 5 日04:38,汽轮机减负荷，给 定阀位由46. 9 % 减 至 45. 5 % ，负荷 、油 动机、 D D V 阀、现场调节阀刻度均无变化；当 日 4:49, 汽轮机突然甩负荷，负荷降至1.2 MW。
2017年 5 月 2 9 日17:50—18:18,在无任何
操作指令的情况下，汽轮机负荷上下波动，波动 幅度2 MW。
1.2 — 次 晃 电 时 汽 轮 机 减 负 荷 情 况
2016年 1 2 月 1 8 日22:58,永 磷 线 晃 电 （后
系统全部跳车，汽轮机未跳车），汽轮机减负荷 情况如表1。
第2期 2018年 3 月
義化二设备|
中氮肥 M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
No. 2 Mar. 2018
背压式汽轮机运行中负荷波动原因分析及处理
杨金
(贵州开阳化工有限公司，贵 州 开 阳 550300)
[ 摘 要 ] 针对贵州开阳化工有限公司15 MW背压式汽轮机2 0 1 6 年以来经常出现的负荷波动现象，对 主 蒸 汽 压 力 波 动 、主 蒸 汽 温 度 波 动 、调 速 系 统 运 行 不 稳 、高 调 门 操 纵 部 分 间 隙 过 大 或 有 关 螺 丝 松 动 等 可 能 的 影 响 因 素 进 行 分 析 与 排 查 ，采 取 相 应 的 处 理 措 施 后 ，解 决 了 负 荷 波 动 的 问 题 ，并 提 出 日 常 防 范 措 施 。
负荷 /MW 7.58 3.00 6.20 7.92 4.70 4.30 3.00 3.00 3.20 3.10 2.90
油动机 行程/ %
50.1 43.9 42.1 40.9 41.2 40.2 39.3 39.1 38.3 35.1 33.3
D D V 阀阀 芯反馈/ %
57.7 56.1 57.1 57.1 57.1 57.1 56.9 56.0 56.8 56.5 56.1
2016年 10月 1 6 日00:31，在无任何操作指令
[收 稿 日 期 ]2017-10-10 [修 稿 日 期 ]2017-10-19 [ 作 者 简 介 ] 杨 金 （1983— ），女 ，湖北武汉人,助理工程师。
的情况下汽轮机突然甩负荷，负荷降至1.3 MW。 2016年 10月 1 8 日02:34,在无任何操作指令
由表1 可看出，在后系统稳定运行的情况 下 ，后系统蒸汽用量达到平衡状态，锅炉主蒸汽 的压力及温度相对稳定，但汽轮机仍出现不同程 度的负荷波动，故基本排除上述2 种可能性— 主蒸汽压力波动及主蒸汽温度波动。 3 . 3 调速系统运行不稳
[ 关 键 词 ] 背压式汽轮机；负荷波动；主蒸汽压力；主蒸汽温度；高 调 门 ；原因分析；处理措施 [中 图 分 类 号 ]TK269 +.3 [文 献 标 志 码 ]B [文 章 编 号 ] 1004 -9932(2018)02 -0073 -02
贵州开阳化工有限公司15 MW汽轮机为中 国长江动力公司生产的高压单缸冲动背压式汽轮 机 ，通过刚性联轴器直接带动发电机发电。该机 组为热电联产机组，产出的蒸汽供全厂主机组 (汽轮机拖动）使用。现 就 2016—2017年汽轮 机运行中经常出现的负荷波动情况及其危害、原 因、处理措施等作一简介。
的情况下，汽轮机突然甩负荷，负荷降至2 MW。 2017年 5 月 2 7 日05:37,在无任何操作指
令 的 情 况 下 ，汽 轮 机 负 荷 突 然 上 涨 ，负荷升至 2.5 MW; 当 日 0 6 : 3 4 , 汽轮机减负荷，给定阀 位由 47. 1 % 减至 4 6 . 5 % ，负荷由4.61 MW降至 2.7 MW再降至1.46 MW，频繁波动。• 源自4 •中氮肥第2期
2 汽轮机负荷波动的危害
汽轮机负荷波动，易引起供电系统电压波 动 ，对供配电设备的正常工作影响很大，同时也 易缩短汽轮机的使用寿命。对于以供热为主、发 电为辅的机组，汽轮机负荷波动，直接影响全厂 生产系统的稳定运行。据统计，我公司因汽轮机 负荷波动造成的经济损失已达上千万元。
1 汽轮机运行中负荷波动情况简介
1.1 汽 轮 机 历 次 负 荷 波 动 情 况
15 MW汽轮机自投运以来一直是阀控运行。 但 自 2016年以来，经常出现加、减负荷延迟， 或系统未给加、减负荷指令的情况下系统负荷自 行波动，具体情况如下。
2016年 4 月 1 3 日，汽轮机在减负荷过程中 突然甩负荷，负荷由3.91 MW突降至0.09 MW， 控制室紧急停机。
主蒸汽温度过高，会使金属材料的机械强度 降低，蠕变速度增大，还会引起紧固部件发生松 弛 ，损坏设备。而主蒸汽温度过低，会使汽轮机 轴向推力增大，末级蒸汽温度下降，严重时有可 能产生水击，乃至造成汽轮机叶片断裂事故。主 蒸汽温度的大幅度波动，如突升或突降，将造成 汽轮机的汽缸与转子之间相对位移增大，即胀差 增 加 ，严重时甚至可能引起叶轮与隔板的摩擦， 造成汽轮机剧烈振动。
3 汽轮机负荷波动的原因分析
3 . 1 锅炉主蒸汽压力波动 锅炉主蒸汽压力过高，会使承压部件产生过
大的机械应力，将威胁设备的安全运行，增加漏 汽损失，还有可能酿成汽轮机过负荷，隔板、动 叶过负荷，以及机组轴向位移过大、推力轴承故 障等事故。而锅炉主蒸汽压力过低，则会减少蒸 汽在汽轮机中做功的焓降，使汽耗增加，燃料量 也增加。有资料表明：当蒸汽压力较额定值降低 5 % 时，汽轮机的蒸汽消耗量将增加1 % ; 同时， 蒸汽压力低，汽耗增大，汽轮机轴向推力增加， 容易发生推力轴瓦烧毁事故。 3 . 2 主蒸汽温度波动