汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見故障及維修

張　立

（陜西清水川能源股份有限公司清水川發(fā)電分公司，陜西榆林 719400）

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見故障及維修

張立

（陜西清水川能源股份有限公司清水川發(fā)電分公司，陜西榆林 719400）

汽輪機(jī)使用廣泛，但易出現(xiàn)汽輪機(jī)故障，從而影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至威脅到人員的生命安全。針對汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行、檢修、安裝和制造中存在的問題，積極采取有效措施，快速處理汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見故障。文章分析了汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組成，汽輪機(jī)調(diào)速目的及基本任務(wù)，闡述了汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見故障處理方法。

汽輪機(jī) 調(diào)速系統(tǒng) 常見故障

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高和電力事業(yè)的不斷發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對電能質(zhì)量的要求越來越高，對發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)與保養(yǎng)也提出了更高的要求?；鹆Πl(fā)電是我國電力生產(chǎn)的主要方式，而汽輪機(jī)作為火力發(fā)電結(jié)構(gòu)中的重要?jiǎng)恿M成，其穩(wěn)定運(yùn)行對電力供應(yīng)有著重要的意義。調(diào)速系統(tǒng)是汽輪機(jī)的中樞神經(jīng)，對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制起到?jīng)Q定性作用。由于調(diào)速系統(tǒng)受很多因素的影響，因此故障率較高，且一旦發(fā)生故障往往后果嚴(yán)重。因此，深入了解汽輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)故障緣由，對提高設(shè)備可靠性，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行作用巨大。

1　汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組成

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要由液力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、硬件和電子控制柜、控制系統(tǒng)軟件共同組成。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電子控制柜由現(xiàn)場控制站、MACS-IIDCS系統(tǒng)組成。調(diào)速系統(tǒng)微處理器DPU是DEH核心，其是一個(gè)獨(dú)立、完整的控制系統(tǒng)，具有CRT顯示、系統(tǒng)檢驗(yàn)、打印記錄、控制操作等功能?，F(xiàn)場控制站由硬接線手操盤、冗余服務(wù)器、操作回路、繼電器盤、通訊網(wǎng)站等組成， 系統(tǒng)軟件主要是由 DEH核心控制裝置采用Windows NT的MASC-II來控制，由QNX軟件來操作主控單元，從而實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算、自動(dòng)切換、自診斷、通信以及信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換等功能。

2　汽輪機(jī)調(diào)速目的

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的任務(wù)，就是使汽輪機(jī)輸出的功率與電負(fù)荷保持平衡。也就是說，當(dāng)用戶電量增多時(shí)，汽輪機(jī)的負(fù)荷也應(yīng)該隨著增加，這時(shí)汽輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)就要開大汽門。具體來說是出于電力客戶用電量需求、供電質(zhì)量要求、發(fā)電廠安全的需要三個(gè)原因考慮的。

3　汽輪機(jī)調(diào)速基本任務(wù)

為此可以總結(jié)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的三個(gè)基本任務(wù)為:一是:機(jī)組獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，使之保持在一定范圍內(nèi)；二是:機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，調(diào)整機(jī)組負(fù)荷，使之保持在一定范圍內(nèi)；三是對于帶調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機(jī)來說，當(dāng)汽輪機(jī)工況發(fā)生變化時(shí)，調(diào)整抽汽壓力在一定的范圍內(nèi)。

4　汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見故障及維修

4.1低壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油壓波動(dòng)

當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，首先的可能原因?yàn)橹饔捅眉白⒂推鞯谋旧磉\(yùn)行性能不夠穩(wěn)定所造成。當(dāng)工作中主油泵及注油器發(fā)生失常，應(yīng)馬上啟用備用的油泵，且要仔細(xì)確認(rèn)主油泵和轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的聲音，時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)油溫、油壓變化，在必要時(shí)使系統(tǒng)停機(jī)整頓。另一個(gè)原因是油系統(tǒng)中混入了空氣。在油流中有空氣存在將使管路中油壓發(fā)生晃動(dòng)，這對于系統(tǒng)穩(wěn)定性的危害極大。在高壓油泵運(yùn)行時(shí)，油系統(tǒng)油門會(huì)自動(dòng)打開，高速的油流會(huì)卷入很多氣泡。因此，在輔助油泵啟動(dòng)前，必須要緊閉出口，待油泵運(yùn)行后，再打開出口進(jìn)行油壓提升，進(jìn)而使系統(tǒng)中的空氣有效排出。油流內(nèi)空氣的多少與空氣中油系統(tǒng)分離存在極大關(guān)系?？諝鉄o法從油中充分分離受許多因素影響，主要有油箱的油位太低、回油管路的布置較高、排煙機(jī)機(jī)調(diào)工作不夠嚴(yán)密、油箱的容積過小等。要想順暢地將系統(tǒng)空氣排出，要在彎管最高處的各死區(qū)開設(shè)排氣孔。此外，在啟動(dòng)調(diào)試機(jī)組的過程中，人為讓調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生波動(dòng)，或是提前運(yùn)行油泵，這樣可以對調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生積極的影響。

4.2系統(tǒng)掛閘后A側(cè)中壓主汽門無法開啟

按照主汽門的運(yùn)行原理，機(jī)組掛閘之后，主汽門油缸活塞下部油壓大約為14.0MP，開啟主汽門，進(jìn)行外部的檢查，若A側(cè)中壓主汽門閥門裝置和關(guān)閉彈簧等沒有出現(xiàn)卡澀等現(xiàn)象，就可判斷故障發(fā)生點(diǎn)為主汽門油缸活塞下方壓力油或無壓力油發(fā)生泄漏。其中使主汽門油缸活塞下方高壓油發(fā)生泄漏的原因有:（1）主汽門活動(dòng)電磁閥帶電打開使主汽門油動(dòng)機(jī)油缸活塞下腔的壓力油跌落；（2）電磁閥組件上的AST電磁閥失電打開，將卸荷閥杯狀滑閥上部的AST控制油接通到無壓回油，卸荷閥的杯狀滑閥在其底部的油壓力的作用下動(dòng)作，將各主汽門油動(dòng)機(jī)油缸腔的壓力油接至有壓回油；卸荷閥本身存在故障。顯然第二種情況是不可能出現(xiàn)的，因掛閘后其他3個(gè)主汽門均能打開；第一種情況通過活動(dòng)電磁閥帶電和失電試驗(yàn)，主汽門的狀態(tài)沒有變化，也就是說A側(cè)中壓主汽門始終處于關(guān)閉狀態(tài)，因此問題出在第三種可能性最大。將A側(cè)中壓主汽門卸荷閥拆下，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)卸荷閥上針閥調(diào)節(jié)手柄己經(jīng)全部旋入，手柄沒有阻力，也就是說手柄螺紋過短沒有將針閥旋轉(zhuǎn)到位，造成A側(cè)中壓主汽門卸荷閥上的AST油壓經(jīng)過針閥封堵的油孔進(jìn)入有壓回油，A側(cè)中壓主汽門油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下部高壓油經(jīng)卸荷閥接至有壓回油，A側(cè)中壓主汽門不能打開，重新制作卸荷閥上的針閥調(diào)節(jié)手柄螺絲，并比原來的手柄螺絲加長10mm，裝入后，A側(cè)中壓主汽門能夠緩慢打開。

4.3無信號(hào)輸入情況下A側(cè)GV3高壓調(diào)速汽門自動(dòng)打開

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在沒有信號(hào)輸入情況下，A側(cè)GV3高壓調(diào)速汽門自動(dòng)開啟，主要原因是壓力油經(jīng)過濾油器流入電機(jī)伺服閥在輸入GV3高壓調(diào)速汽門油動(dòng)機(jī)，從而開啟GV3高壓調(diào)速汽門。在汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下，電機(jī)伺服閥沒有接到輸入信號(hào)，壓力油不能進(jìn)入電液伺服閥，造成電壓伺服閥無法正常接收信號(hào)，主要是由于電機(jī)伺服閥位置發(fā)生漂移，因此要適當(dāng)調(diào)整電機(jī)伺服閥機(jī)械零位。將信號(hào)源作為電機(jī)伺服閥輸入信號(hào)，電流輸入要小于4MA ，逐步調(diào)節(jié)伺服閥機(jī)械零位，并且在這個(gè)基礎(chǔ)上，關(guān)閉GV3高壓調(diào)速汽門，逐漸增加調(diào)速系統(tǒng)輸入信號(hào)，使汽門逐漸打開，當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)汽門全部打開之后，再逐漸降低輸入信號(hào)，關(guān)閉調(diào)速系統(tǒng)汽門。通過調(diào)節(jié)電磁伺服閥機(jī)械零位，有效解決無信號(hào)輸入情況下A側(cè)GV3高壓調(diào)速汽門自動(dòng)打開問題。

4.4電磁閥通電而所有的主汽門不動(dòng)作

在主汽門試驗(yàn)時(shí)，電磁閥通電、主汽門開啟時(shí)卻不活動(dòng)。故障原因很大可能是由于主汽門試驗(yàn)油路受到阻礙，在電磁閥通電后，閥體的活塞不活動(dòng)；控制主汽門運(yùn)行速度的節(jié)流孔受到油路的影響產(chǎn)生問題；油動(dòng)機(jī)活塞下面的高壓油和主汽門間的排油路不夠順暢等。第一，要檢查A側(cè)的主汽門電磁閥是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，拆除電磁閥，接上220V交流電來進(jìn)行檢查試驗(yàn)，若電磁閥運(yùn)動(dòng)是正常的，那么就可以排除電磁閥的問題；接著，要檢查主汽門活動(dòng)排油路和油動(dòng)機(jī)活塞下面的高壓油之間是否存在問題，如果發(fā)現(xiàn)存在螺絲4.5設(shè)備部件漏油

太長的現(xiàn)象，都可能是油管堵住的主要因素，必須要對其進(jìn)行處理，之后再進(jìn)行主汽門活動(dòng)檢查，測試是否達(dá)到要求。

當(dāng)汽輪機(jī)油系統(tǒng)部件漏油時(shí)，一方面會(huì)降低調(diào)速系統(tǒng)油壓，導(dǎo)致油動(dòng)力不足，調(diào)速系統(tǒng)遲緩率增大，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)晃動(dòng)；另一方面，系統(tǒng)部件漏油嚴(yán)重危害汽輪機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)油路不平整、系統(tǒng)部件腐蝕或磨損嚴(yán)重、零部件配合間隙擴(kuò)大等是造成油系統(tǒng)零件漏油的主要原因。結(jié)合汽輪機(jī)油系統(tǒng)部件漏油情況，密切關(guān)注汽輪機(jī)油壓變化情況，必要時(shí)要將汽輪機(jī)進(jìn)行停機(jī)調(diào)整，并且對于汽輪機(jī)系統(tǒng)漏油要及時(shí)采用防火和堵漏措施。

5　結(jié)語

總之，分析汽輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)常見的故障，并采用上述的處理方法，調(diào)速系統(tǒng)整體的運(yùn)行將變得平穩(wěn)，可以完全達(dá)到企業(yè)生產(chǎn)的要求。運(yùn)行和檢修人員要在工作中多留心和注意，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，減少安全隱患的發(fā)生，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)正常運(yùn)行。

［1］姜愛群.25MW汽輪機(jī)調(diào)速汽門波動(dòng)原因分析［J］.設(shè)備管理與維修，2013，04：24-25.

［2］邵文濤.關(guān)于汽輪機(jī)故障分析方法與檢修的探討［J］.無線互聯(lián)科技，2013，04：115.

［3］王春燕，楚耀東，呂建萍.TS3000調(diào)速控制系統(tǒng)在汽輪機(jī)中的應(yīng)用［J］.化工自動(dòng)化及儀表，2012，04：560-561+565.

［4］汪永久，林森，李耀奇.汽輪機(jī)調(diào)速汽門油動(dòng)機(jī)缸壁磨損的治理［J］.東北電力技術(shù)，2012，05：32-34.

［5］江大川，徐敏.汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)品質(zhì)評(píng)定方法的研究［J］.動(dòng)力工程，1996，03：33-37+62.