汽轮机运行中调节系统常见故障分析

汽轮机运行中调节系统常见故障分析

陈银钊

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁810000

摘要：当汽轮机处于运行状态，无论是油系统存在问题，还是滑阀构造以及离心式调速器存在问题，都会导致调节系统在运行中存在故障。要保证汽轮机运行良好，就要对这些影响因素进行研究，最大程度地降低这些因素所造成的不良影响，以确保调节系统运行良好。

关键词：汽轮机；运行；调节系统；常见故障

中图分类号：ＴＭ３１１文献标识码：A

1汽轮机调节系统的发展

最早的汽轮机调节系统采用纯机械式的液压控制方案，这种方案的转速感应机构一般采用高灵敏性的弹性调速器或调速泵，中间压力放大环节一般采用压力变换器和错油门相结合的方式。随着电子元件和电气控制系统的不断发展，以及电网自动化的不断提高，人们开始使用电气和液压相结合的方式对汽轮机的调节系统进行改造，工作人员通过控制电气元件来发送电信号进而将其转换为液压控制信号，从而达到对汽轮机的更精确的控制。上世纪50年代开始，工作人员逐渐开始采用纯电调节系统，该系统在功能性和稳定性方面有了显著的提升。随着计算机科学技术的不断发展，80年代后，工作人员开始使用数字式的电液调节系统。结合功率、压强等信号，形成了较为完善的调节控制系统。

2汽轮机调节系统在运行中引起常见故障

2.1轴封系统存在问题

我们可以知道汽封主要调节阀有四个：汽封均压箱温度调节阀、均压箱压力调节阀、后汽封温度调节阀及溢流调节阀。生产一般利用主蒸汽作为汽封供汽汽源，因此，汽封均压箱压力调节阀一般不用；但其余三个调节阀是需要时刻使用的且其状态及调节精度好坏直接影响机组的安全、经济运行。其次，汽轮机汽封均压箱温度调节阀远方无法操作，报故障，对调节更是带来了不及时性，更加给机组安全、经济运行带来了影响。

2.2错油门滑阀卡涩

由于油动机不能正常动作，判断错油门内部滑阀存在锈蚀、异物进入等情况，导致错油门滑阀卡涩。决定对错油门进行拆检，拆检发现滑阀与滑阀体均存在局部锈蚀情况。使用细砂纸对其进行打磨，洗油清洗后回装。回装完成后透平进行静态调试，仍存在阀门动作不灵活，阀位１０％以内动作指令现场阀门无动作的故障。再次拆检错油门，对内部滑阀体用油石进行打磨处理。同时检查滑阀转动盘喷油孔是否存在堵塞状况，即用仪表风吹入滑阀喷油进油孔，用手分别感觉５个喷油孔是否有仪表风吹出。打磨完成并确认喷油孔畅通后，回装错油门，并通过调整调节阀增大滑阀动作转速，调节阀增大滑阀动作振幅，以此来提高油动机的灵敏度。经过此次处理后，在透平静态调试过程中，通过错油门壳体上盖的冒汽管口监测滑阀，现场阀门动作灵活，但油动机仍存在超过１０％以上阀位指令才动作的故障。

3应对措施

3.1更换活塞密封环

针对油动缸活塞密封环不能满足使用要求的情况，联系厂家对密封环进行更换，并进行漏光度检查其与活塞缸内壁贴合情况，漏光只有一处，且间隙小于０．０３ｍｍ，活塞密封环开口两端３０ｍｍ范围内无漏光情况；对其端面水平度进行检查，发现其与检验平板贴合良好，满足使用条件。

3.2采用电液并存的方式对调节系统控制

在原先液压系统不变的前提下，新增电调节系统，液压控制系统和电系统两者并存，可以随时切换汽轮机调节系统的控制方式，该种调节系统的改造方案可以分为两类：①液压和电系统联合控制方案。该方案主要是通过DEH控制信号对汽轮机调节系统进行控制，DEH控制信号与电液转换器、同步器电动机、液压系统共同组合，形成对调节系统的闭环控制。其中电液转换器和二次脉动油路构成电液放大器从而取代原液压系统中的液压放大器。同时，采用电液控制器和同步器相结合的方式实现联合控制：其中电液控制器的主要作用是调节动态负荷，同步器的主要作用是缓变负荷。②电液转换器和同步器相互切换控制改造方案。DEH控制信号实现对调节系统的闭环控制，模拟脉动信号跟踪电液的流动位置，并将结果反馈到同步器。对汽轮机进行电调控制时，通过DEH信号取代调速滑阀控制出油口，实现对汽轮机的控制，同时还增加了控制回路，实现电调和液调的相互监控，确保调节的安全稳定性。

3.3采用同步器对调节系统控制

保持原来的液压调节系统不变，只对汽轮机调节系统的气动阀和同步器进行改造，DEH控制信号将液压调节系统接口和同步器电动机结合起来，形成一个闭环控制。但是液压系统的同步器一般采用电机驱动，控制性能差且电动机一般有较高的转速，控制精度较难把握，控制点容易形成电弧，从而破环其控制性能。采用较高性能的电动机和性能较好的电气元件，提高其控制性能，由CCS系统直接控制或者将其改造为独立的调节器，与原液压系统串行控制，从而达到目标结果。

3.4采用抗燃油纯电调的方式对调节系统控制

该改造方式只保留原控制系统的阀门，对调节系统进行全部改造，其中工作介质主要是中压或高压抗燃油。

3.5采用透平油纯电调的方式对调节系统控制

在原液压控制系统的基础上，保留其执行系统和安全保护系统，增加数字式调节器。该方案主要由两种改造方案：保留凸轮配气机构和去掉凸轮配气机构，两种方案各有优势，前者可以实现固定模式的阀门管理，后者在满足需求的前提下，投资需求较低。

3.6调节油选择

DEH系统的调节油一般选用抗燃油或者透平油。采用抗燃油的主要原因是：随着汽轮机机组的不断增加，一方面为了控制甩负荷的转速超调量控制在可控范围内，同时能够降低油动机在关闭时所消耗的时间。另一方面汽轮机组容量越大，参数越高，作用在调节阀上的压力就越大，压力越大就会造成调节油泄露的隐患。一旦泄露，调节油喷到机组的高温部件上，会产生发生火灾的隐患。为了避免产生火灾，因此使用抗燃油。采用抗燃油的主要缺点是：抗燃油微毒，并且不能自动分解，对环境的影响比较大，抗燃油必须送到指定的地区进行集中处理。抗燃油在工作过程中，如果温度过高，会加速降低抗燃油的品质，进而会产生一定的酸性物质对金属液压部件造成一定的腐蚀，降低汽轮机调节系统的使用寿命。基于抗燃油的诸多缺点，特别是会对环境造成污染，因此国内外更多的是使用透平油作为纯电控制调节系统的控制介质。采用透平油作为控制调节介质时，由于本身的限制，工作压力低，工作部件往往选择的尺寸较大，这就导致连接区间隙较大，因此对于油内固体颗粒大小的控制也相对较宽松。

结束语

随着我国经济、科技的不断发展，现代企业特别是高新技术企业对电厂的供电品质和价格提出了更高的要求。为了满足企业日益严苛的要求，纯液压式调节系统的缺点也日渐突出，电厂原有的纯液压式的调节系统容易卡顿，调节能力差且相对迟缓等缺点已经不能满足电厂的要求，目前先进的数字式电液调节系统可以满足电厂的新需求，它具有可以灵活组态各种调节控制策略的优势，同时其灵活行和安全性也可以达到电厂的要求。综上所述，以上内容就是对汽轮机运行中调节系统常见故障的论述。

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