汽轮机调速系统改造升级技术应用研究

汽轮机调速系统改造升级技术应用研究

陈焱阳

华电克拉玛依发电有限公司

摘要：催化空压机组已投运20多年，汽轮机调速系统各部件均有不同程度的磨损。整个调速系统进入老化期，设备缺陷、备件供应等问题日益突出。自2013年7月以来，调速系统的波动一直影响着空压机组的平稳运行，也成为困扰企业发展的严重问题。通过对南阳能源化工有限公司电机部、电修车间、新联合车间的联合考察，认为催化车间气动单元原调速系统由于磨损老化、备品备件供应等问题，只能进行彻底改造。目前，国内外工业汽轮机调速系统逐渐采用电液控制系统。其优点是控制精度和灵敏度高。易于实现调速系统的计算机自动控制；低维护；对机油清洁度等技术指标要求相对较低。因此，通过采用冗余双阀电液调速系统的技术改造，可以将空压机组的控制水平提升一个档次，解决了长期以来存在的转速不稳定、二次油压低、负荷波动大等问题。

关键词：汽轮机；调速系统；改造技术

引言

煤制乙二醇项目是在新材料、新能源、生物可降解的产业发展思路下的重要项目，汽轮机是该项目的关键设备，具有大型、高速、连续工作且处于核心地位的特点，其运行状况好坏直接影响企业的生产，一旦出现振动高将引起停机。而出现振动高进行原因分析时，往往只能在仪表和工艺参数方面得到较准确的结论，而对于汽轮机本身机械方面的只能分析可能的原因，需要解体验证，借助故障诊断仪器能准确的诊断出汽轮机机械方面的问题。研究并应用先进的故障诊断技术不仅可以早期发现故障，避免恶性事故的发生，可以更有效的指导设备的维修管理，从根本上解决目前设备定期维修不足和维修过剩的问题，通过及时检测汽轮机振动变化，掌握历史频谱图和设备的劣化，可有效防止损伤设备关键部件，延长使用寿命，提高可靠性，可以在有限的使用寿命周期内创造最大的价值，作为制定设备维护策略的有效方法。

1汽轮机简述

汽轮机的工作原理是为发电机提供动力驱动，作为旋转机械设备，主要由旋转部件和固定部件两部分组成。其中旋转部分由叶轮、叶栅和主轴等部分组成，旋转部分的转子可以传递扭矩，促进能量转换的作用。运行过程中，随着速度的增加，会产生高温，当叶片、主轴、叶轮离心力旋转时，会产生热应力，同时汽轮机运行过程中产生的蒸汽会随着转子的行程传递到电机内部。汽轮机的另一部分是固定部分，也可称为静子。静子部分主要由喷嘴室、轴承与抽称座、汽缸与汽封、机座与滑销系统构成。关键余热发电设备汽轮机，因其运行效率高、功率大等诸多优点，承担了发电过程中的驱动和供热作用。其工作原理是在运行启动过程中产生热能，并转化为机械能，机械能根据设定的参数作用于各类泵的运行，从而产生人们日常生活所需的电能。

2技术原理

汽轮机冷端系统优化节能的原则是:通过智能控制系统挖掘冷端系统设备之间的最佳性能，以最小的流量获得最有利的真空，从而降低蒸汽排放温度，达到在蒸汽流量相等的前提下提高生产能力的目的。它主要包括:汽轮机冷端系统诊断、设备级节能技术、系统级节能技术。从而通过整体改善汽轮机和冷端系统的运行实现节约，提高发电效率。本系统节能技术是基于大数据、物联网和云服务对汽轮机冷端节能专家决策系统进行优化，从而实现汽轮机冷端系统运行的智能化管理，不仅使汽轮机和冷端系统运行更加优化，创造了更稳定、更有效的节能，而且降低了发电系统操作人员的工作强度和技能要求，有利于降低运行成本。

3轴系的找正技术改造

汽轮机现场安装过程中，轴系的找正非常重要。如果以常规方式找到轴的中心，将非常不容易，并且不会达到预期的效果。只有基于轴承才能形成中点。因为对于中点是相对的位置点，所以轴系找正能够经过轴承系统中轴承的找正开始做起。与其他方法相比，该方法比较简单，大大缩短了安装时间，效果明显。具体时，应从每个轴承工作的重要性来确定寻找正轴承的开始。在准备寻找正轴承时，必须注意以下两点:首先，必须事先了解轴承水平；其次，需要知道低压转子前后轴颈的曲率值。在实际技术改造操作过程中，还要全面考虑高中压缸的重量是否会在一定程度上影响低压转子的轴颈扬度。

4汽轮机运行过程中的真空下降故障的预防对策

对于汽轮机而言，在运行过程中可能出现真空下降故障，为了避免这种故障，在汽轮机运行前，就应该安排专业人员对汽轮机的供水系统进行检查，及时排查故障，并且在汽轮机投入工作后，还应该定期地进行系统维护，为汽轮机的正常运行提供设备保障。此外，还应该重视汽轮机的抽气设备，检查真空泵的工作性能，确保其气密性满足运行要求。对于汽轮机的冷却塔而言，其运行性能也会对汽轮机产生一定的影响，加强对其热力性能的维护。循环水的流动情况也会影响汽轮机的运行，当水压表显示为0时，要立即进行停机处理，降低机组的负荷，当循环水的温度迅速增加时，则说明水供应不能满足汽轮机的运行要求，应该及时地调整汽轮机的供水量，增加供水。

5技术路线

(1)保持汽轮机机体部位不变。保持汽轮机调节阀、机油动机、机油阀门差、转速关闭阀等。 (2)拆卸WOODWARDPG-PL调速装置、原有启动装置、齿轮箱等。所有调速管路均更新，管道和管件均为不锈钢。(3)装配新部件:调速元件、冗馀双阀液元件、测速装置、三阀合闸控制系统(驻车电磁阀3、2超速)、速闭阀行程监控组件。防眩光接线盒及其附件(支架、套筒、仪器附件等)。(4)保持OPC高速机械触发装置。改造成先进的电控系统:安装6个新的测速探头，2个调速器通道，3个调速器通道，1个用于测速装置改造。(5)添加2/3超速保护器。需要的功能有:实际转速显示、峰值转速显示和存储、单元可在线测试、单元可在线更换等。技术特点为:三种二次关机模式，防止意外停机，停机转速250~25000r/min，转速监控频率100~32000Hz，显示屏显示故障原因，方便通过面板设置停机点。(6)采用德国VOITH制造的成熟双阀电动液总成。在正常运行时相互预留，在线更换故障阀。本变换采用德国电动液体转换器VOITH系列(VoithTurbo)，该系列将4ma至20ma的控制信号线性按比例转换为机油压力输出。(7)组装三阀组合系统(三、两个超高速驻车电磁阀)。转速闭合控制组合具有以下功能:①对汽轮机转速闭合阀进行在线测试。②汽轮机自动、手动紧急停车，同时具有电磁阀3~2的速度停止功能。③输出与蒸汽调节阀对应的控制阀压力信号。④打开汽轮机速度关闭阀。⑤关键安全装置自动复位。⑥快速装配仪表接口。

6汽轮机冲击故障的预防对策

为了预防水冲击引发的汽轮机故障。首先，在汽轮机的喷水阀门选择过程中，要优先选择质量较好的阀门，并将其按照安装程序要求将其安装在减温水管道中，从而实现对水管道的水量进行有效控制，减轻水冲击引发汽轮机故障的可能性；除此之外，还要对汽轮机的疏水系统进行合理的设计，加强对水流向的控制，有效应对水冲击故障，并实现科学合理的排水工作，防止汽轮机发生严重的损害。

结束语

提高机组运行管理水平是每个电厂必须面对的课题。而汽轮机冷端系统节能优化技术是现代海量数据下机组冷端的远程专家系统，不仅可以使汽轮机系统和冷端的运行更加优化，只有这样才能彻底解决发电机组的效率问题，才能提高电厂运行的整体控制水平。汽轮机冷端系统节能技术的优化运行是电厂企业发电机组节能降耗的重要措施之一。

参考文献

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