1 發(fā)電機(jī)組慨況
中國國電九江發(fā)電站4號發(fā)電機(jī)組為N21012.7/535/535型、一次正中間再熱、不理智式、雙軸、三缸、二排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)，是上世紀(jì)80時期末生產(chǎn)制造的發(fā)電機(jī)組，于1992年9月建成投產(chǎn)運作。發(fā)電機(jī)組原選用機(jī)械設(shè)備油壓式調(diào)整保安人員系統(tǒng)軟件，2009年5月對4號發(fā)電機(jī)組調(diào)整保安人員系統(tǒng)軟件實現(xiàn)了純電調(diào)DEH更新改造。發(fā)電機(jī)組一共有4只髙壓變速汽閥（調(diào)整門），分為2組，布局在髙壓缸的左、右兩邊，每一側(cè)的2只髙壓調(diào)整門共用一個機(jī)殼并與主汽閥聯(lián)接在一起。髙壓調(diào)整門選用的是凸輪軸控制式提高組織，髙壓油動因根據(jù)其配汽桿杠的蝸桿推動傳動齒輪、發(fā)動機(jī)凸輪軸使凸輪軸轉(zhuǎn)動，隨后根據(jù)滾軸、桿杠、頂桿使滑架子上下挪動，與滑架相接的軸頸也左右挪動。髙壓調(diào)整門用閥座緊密連接器（兩截連接頭）與軸頸相接，隨后髙壓調(diào)整門閥桿也伴隨著心桿挪動，以操縱髙壓調(diào)整門的開啟度。
2 存在的問題
4號發(fā)電機(jī)組自建成投產(chǎn)運作至今，因1號、2號、3號、4號髙壓調(diào)整門的凸輪軸型線設(shè)計方案不科學(xué)，部分拐角范疇內(nèi)齒輪壓力角比較大，較大齒輪壓力角做到了40°（超過規(guī)定值30°），髙壓調(diào)整門打開中凸輪機(jī)構(gòu)易產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，發(fā)生顯著的卡澀。發(fā)電機(jī)組在中等水平負(fù)載范疇內(nèi)運轉(zhuǎn)時負(fù)載晃動大，而且因為4只髙壓調(diào)整門重合度大導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組在中國、長時間負(fù)荷地區(qū)運作時，1號和2號髙壓調(diào)整門節(jié)流閥損害大，使髙壓缸高效率減少，發(fā)電機(jī)組運轉(zhuǎn)的合理性降低。1994年在生產(chǎn)廠協(xié)助下，對4號發(fā)電機(jī)組的髙壓調(diào)整門的凸輪軸型線開展了改形設(shè)計方案，減少了齒輪壓力角，使特點曲線圖光潔，解決了運作中髙壓調(diào)整門打開時凸輪機(jī)構(gòu)易產(chǎn)生鎖緊和發(fā)電機(jī)組運作時負(fù)載晃動大的問題?？墒牵?號髙壓調(diào)整門與1號、2號髙壓調(diào)整門的重合度和重疊范疇仍非常大，1號和2號髙壓調(diào)整門在各種各樣負(fù)載下都不可以開足，依然具有很大的節(jié)流閥損害，在大流量下4號髙壓調(diào)整門與1號、2號髙壓調(diào)整門仍有5%上下的重合度。發(fā)電機(jī)組帶140MW負(fù)載運轉(zhuǎn)時，1號和2號髙壓調(diào)整門口后壓力差達(dá)到3.6MPa，帶超負(fù)荷運作時也做到0.8MPa，造成發(fā)電機(jī)組運轉(zhuǎn)的合理性很差。
3 根本原因及處理對策
原設(shè)計方案1號和2號髙壓調(diào)整門的分配閥較大開啟度均為33mm，預(yù)啟閥設(shè)計方案行程安排均為7mm，經(jīng)檢測發(fā)覺，具體運作中3號髙壓調(diào)整掌門閥打開時相應(yīng)的1號和2號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為17.4mm。4號髙壓調(diào)整掌門閥打開時相應(yīng)的1號和2號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為29.2mm，相匹配的3號髙壓調(diào)整掌門閥打開行程安排為10.7mm。1號和2號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為33mm時，3號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為24.2mm，4號髙壓調(diào)整門的分配閥行程安排為10.6mm。依據(jù)以上狀況得知，盡管1994年的凸輪軸型線開展了改形設(shè)計方案，但仍出現(xiàn)以上節(jié)流閥損害大的問題。
根據(jù)剖析可采用下列對策：
（1）減少髙壓調(diào)整門預(yù)啟閥的行程安排可擴(kuò)大1號和2號髙壓調(diào)整掌門閥在長時間負(fù)荷區(qū)的合理開啟度，并減少節(jié)流閥損害。把預(yù)啟閥的行程安排由7mm減少至5mm，分配閥合理開啟度可提高2mm，在凸輪軸拐角100°時的開啟度可實現(xiàn)原設(shè)計方案110°時相應(yīng)的開啟度，對發(fā)電機(jī)組在長時間負(fù)荷區(qū)減少1號和2號髙壓調(diào)整門節(jié)流閥損害有益。在1號和2號髙壓調(diào)整門預(yù)啟閥行程安排減少后，還一部分減少了髙壓調(diào)整門重合度，有益于髙壓調(diào)整門在大行程安排區(qū)域的可靠性。具體辦法是卸掉預(yù)啟閥的卡緊蓋，并在下邊銑削除掉2mm，回裝時再次配螺釘孔。
（2）在達(dá)到髙壓調(diào)整門重合度、發(fā)電機(jī)組功率規(guī)定、調(diào)整門預(yù)啟閥行程安排調(diào)節(jié)及提高力特點規(guī)定下，再次設(shè)計方案4只凸輪軸型線。新凸輪增加了凸輪軸外圓直徑，其型線由兩段弧形構(gòu)成，即由凸輪軸基圓、與滾軸同徑的開始弧形段、半經(jīng)不一樣的好幾個弧形段構(gòu)成。新凸輪軸型線由半經(jīng)為40mm、60mm、80mm、120mm、130mm、140mm、150mm、156mm、160mm等九段弧形構(gòu)成。在凸輪軸型線可靠性設(shè)計時既考慮到了1號和2號髙壓調(diào)整門預(yù)啟閥行程安排已調(diào)小的要素，也充分考慮了4號與3號調(diào)整門、3號調(diào)節(jié)門與1號和2號調(diào)整門開啟度間的相對性關(guān)聯(lián)，故各凸輪軸的健槽部位未更改。
（3）更新改造后的凸輪軸，在靜態(tài)數(shù)據(jù)實驗時依據(jù)需用適度加厚型了油動因蝸桿曲軸中間的底墊。
4 改善實際效果
經(jīng)更新改造后實際效果如下所示：
（1）凸輪機(jī)構(gòu)改善前后左右的設(shè)計方案特點較為見圖1。

圖1 凸輪軸型線改善前后左右尺寸圖

由圖1由此可見，1號和2號調(diào)整門特點曲線圖較原設(shè)計方案光滑，并使其相應(yīng)的開啟度提升，3號調(diào)整門特點曲線圖也比原設(shè)計方案光滑，并提早打開，4號調(diào)整門特點曲線圖打開延遲。
（2）髙壓調(diào)整門改善前后左右特點較為見表1。

表1 髙壓調(diào)整門改善前后左右特點較為

由表1由此可見，改善后1號和2號髙壓調(diào)整門的分配閥較大行程安排為38mm。在3號髙壓調(diào)整掌門閥打開時，相匹配的1號和2號髙壓調(diào)整門的分配閥行程安排為25.1mm；4號髙壓調(diào)整掌門閥打開時，相匹配的1號和2號髙壓調(diào)整門的分配閥行程安排為37.8mm，相匹配的3號髙壓調(diào)整門的分配閥行程安排為18.8mm。1號和2號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為33mm時，3號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為7.2mm，4號髙壓調(diào)整門的分配閥行程安排為0。1號和2號髙壓調(diào)整門的分配閥行程安排為38mm時，3號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為21.9mm，4號髙壓調(diào)整掌門閥行程安排為3mm。不難看出，3號髙壓調(diào)整門與1號和2號髙壓調(diào)整門、4號與3號髙壓調(diào)整門間的重合度和重疊范疇顯著減少。改善后從髙壓調(diào)整門打開的相對性關(guān)聯(lián)看，3號髙壓調(diào)整掌門閥打開相應(yīng)的1號和2號髙壓調(diào)整掌門閥的打開延遲了7.7mm，4號髙壓調(diào)整掌門閥打開相應(yīng)的3號髙壓調(diào)整掌門閥打開延遲了8.3mm，合理地解決了發(fā)電機(jī)組髙壓調(diào)整門重合度和重疊范疇大的問題，可減少髙壓調(diào)整門節(jié)流閥損害。
（3）1號和2號髙壓調(diào)整門預(yù)啟閥行程安排調(diào)節(jié)后，油動因提升力系數(shù)在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.7~1.9倍范疇內(nèi)。
（4）1號和2號髙壓調(diào)整門預(yù)啟閥行程安排調(diào)小后，在分配閥打開時，門桿最少斷面處的抗拉力盡管擴(kuò)大了，但因為門桿的極限抗壓強度為500MPa，工作壓力集中化指數(shù)為2，疲憊指數(shù)為2.6，故仍有充足的安全性裕度。
（5）1號和2號髙壓調(diào)整門預(yù)啟閥行程安排調(diào)節(jié)后，提升了大開啟度下的可靠性。
（6）凸輪軸型線改善后，在所有行程安排范疇內(nèi)，凸輪軸齒輪壓力角處在正常的范疇內(nèi)，髙壓調(diào)整門的總流量特點光滑，主汽總流量與凸輪軸拐角關(guān)聯(lián)光滑，調(diào)整特點優(yōu)良。
（7）改善后髙壓調(diào)整門具體載流工作能力基本上做到了改善前發(fā)電機(jī)組的載流工作能力，可達(dá)到發(fā)電機(jī)組的最高功率及夏天工作狀況較大功率規(guī)定。
5 結(jié)束語
改善后對4號發(fā)電機(jī)組開展的供熱實驗結(jié)論，3號髙壓調(diào)整門與1號和2號髙壓調(diào)整門的重合度由改善前20%~25%降低至10%上下，超負(fù)荷下1號和2號髙壓調(diào)整門的風(fēng)阻由0.8MPa降低到0.4MPa。發(fā)電機(jī)組在160~210MW負(fù)載范疇內(nèi)運轉(zhuǎn)時，髙壓缸均值高效率增強了1.1%，規(guī)范耗煤降低了1.2g/（kW•h），發(fā)電機(jī)組運作合理性明顯增強。