淺析汽輪機(jī)運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)的常見故障及處理措施

摘要：在我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的態(tài)勢下，汽輪機(jī)作為一種重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備在火力發(fā)電廠中得到了較為廣泛的應(yīng)用。汽輪機(jī)運(yùn)用過程中可以實現(xiàn)熱能向動能的轉(zhuǎn)變，同時它對提高生產(chǎn)工作效率也具有十分重要的影響作用。文章對汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，對影響其調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障因素進(jìn)行了分析，并提出了針對性的處理措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；常見故障；處理措施；火力發(fā)電廠 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TK268 文章編號：1009-2374（2016）36-0081-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.040

1 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡述

眾所周知，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由電子控制器、油系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)五個部分構(gòu)成，在這五個系統(tǒng)共同作用下將會為汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行的效率和供電質(zhì)量提供堅實的保障。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要作用是為機(jī)組動力系統(tǒng)提供能量。通常情況下，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有壓力調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。首先，壓力調(diào)節(jié)。一般情況下，壓力調(diào)節(jié)模式在供熱式汽輪機(jī)中使用得比較廣泛，而使用的工具為波紋管調(diào)壓器。壓力調(diào)節(jié)模式在進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的過程中主要是將壓力信號作用在波紋管上，之后波紋管會與彈簧產(chǎn)生力的相互作用，導(dǎo)致彈簧發(fā)生一定的形變，進(jìn)而將位移進(jìn)行輸出處理；其次，流量調(diào)節(jié)。通常情況下流量調(diào)節(jié)模式多用在流體機(jī)械形式的汽輪機(jī)中，如驅(qū)動高爐鼓風(fēng)機(jī)變速汽輪機(jī)，其在運(yùn)行過程中主要是以孔板兩側(cè)之間產(chǎn)生的壓力差為流量信號；最后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。無論是何種類型的汽輪機(jī)，其運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速都應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此汽輪機(jī)上一般都設(shè)置了調(diào)速器。汽輪機(jī)早期使用的調(diào)速器主要是機(jī)械式與飛錘式離心調(diào)速器。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式運(yùn)用過程中必須將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰?，其具體工作原理為：汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，調(diào)速器會以重錘為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而這一過程中重錘會產(chǎn)生一定的離心力，從而使彈簧發(fā)生一定的形變，之后再將形變量向位移量轉(zhuǎn)變，輸出位移信號。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式在實際應(yīng)用過程中具有較高的可靠性，但是其設(shè)定轉(zhuǎn)速范圍比較小，另外在進(jìn)行調(diào)節(jié)過程中還必須設(shè)置減速裝置，導(dǎo)致其工作效率比較低，這也是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)應(yīng)用中的一大缺點。

2 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

在科學(xué)技術(shù)如此先進(jìn)的背景下，發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量也隨之增加。而機(jī)組電氣液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即通常所說的電液調(diào)節(jié)產(chǎn)生主要是由于機(jī)組以單元制和滑式壓的運(yùn)行方式為主，同時其在運(yùn)行過程中還使用了再熱機(jī)組，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中機(jī)組電網(wǎng)集中調(diào)度有時會發(fā)生問題，機(jī)組停、啟的次數(shù)也在不斷增加，這些現(xiàn)象的存在都是導(dǎo)致電液調(diào)節(jié)出現(xiàn)的基礎(chǔ)條件。在電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，它的執(zhí)行器主要是由液壓元件所構(gòu)成的，而控制器則主要是由機(jī)構(gòu)元件所構(gòu)成的，且其還具有一定的閉環(huán)轉(zhuǎn)速和超速跳閘等基本的調(diào)節(jié)功能。但是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在實際的應(yīng)用過程中也存在著一定的缺陷，如閉環(huán)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的范圍比較小，同時系統(tǒng)運(yùn)行的速度也不理想。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中具有固定靜態(tài)這一特征，再加上在汽輪機(jī)間隙作用下導(dǎo)致遲緩增大，最終造成了汽輪機(jī)的靜態(tài)特性變化的靈活性比較差。

近些年，各個領(lǐng)域為了自身發(fā)展的需要加大了對數(shù)字技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用力度，同樣汽輪機(jī)在應(yīng)用過程中也可以有效地運(yùn)用這些科學(xué)技術(shù)，以進(jìn)一步推動汽輪機(jī)技術(shù)的向前發(fā)展。例如在進(jìn)行電氣液壓控制系統(tǒng)設(shè)計過程中就充分利用了計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)，而在這兩種技術(shù)融合作用下極大地提高了電氣液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，其中系統(tǒng)控制器得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)是因為數(shù)字計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，另外系統(tǒng)執(zhí)行部分還是液壓系統(tǒng)，關(guān)于這一點并沒有發(fā)生改變。

3 汽輪機(jī)運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析

3.1 油系故障分析及處理

汽輪機(jī)運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)油系故障主要表現(xiàn)在油壓不穩(wěn)、油溫升高和油質(zhì)不良。其中油壓不穩(wěn)故障分析。通常情況下，汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中會發(fā)生EH油壓、AST油壓以及超保護(hù)系統(tǒng)油壓等故障現(xiàn)象，同時產(chǎn)生這種變化比較波動比較大，而經(jīng)過分析可知，這些故障現(xiàn)象發(fā)生的原因主要是由以下四方面引起的：第一，油路存在問題，也就是說汽輪機(jī)自身的共有系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者是起調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的EH油路中發(fā)生故障；第二，電液伺服閥潤滑性差或者是發(fā)生其他故障；第三，汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥存在問題；第四，汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者是ETS緊急跳閘故障、OPC邏輯調(diào)節(jié)單元故障等。

3.2 伺服閥故障分析

伺服閥也就是通常所說的電液轉(zhuǎn)化器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。對于整個汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)而言，電液轉(zhuǎn)化器是其核心部分，但是在運(yùn)行過程中，電液轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障的概率也比較大。電液轉(zhuǎn)化器在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的作用是新海諾電信號吸納管液壓信號的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而利用油動機(jī)對閥門的開閉程度進(jìn)行控制。如果伺服閥出現(xiàn)故障，那么將會對系統(tǒng)其他構(gòu)件產(chǎn)生不利影響，例如引起汽門卡澀或者是震顫故障等。另外，除了伺服閥容易出現(xiàn)故障外，伺服放大器或者是油動機(jī)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生故障，進(jìn)而對系統(tǒng)其他元件造成影響，因此在日常工作過程中應(yīng)當(dāng)加大對伺服系統(tǒng)故障排查力度。

4 故障處理分析

汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中可以實現(xiàn)對機(jī)組轉(zhuǎn)速和功率的控制，這也就說明電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性與汽輪機(jī)運(yùn)行可靠性具有十分密切的關(guān)系，一旦汽輪機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)故障，那么將會嚴(yán)重影響整個電網(wǎng)機(jī)組系統(tǒng)的供電安全性。因此如何切實降低故障因素對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響作用是當(dāng)下應(yīng)當(dāng)解決的重要問題之一，同時還應(yīng)當(dāng)加大對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可控性以及調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性等的提高給予高度的重視，以有效降低汽輪機(jī)調(diào)劑系統(tǒng)故障率，為電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行提供堅實的保障。

4.1 油系故障處理

汽輪機(jī)在正常運(yùn)行過程中，一旦發(fā)生油溫不穩(wěn)定的現(xiàn)象后，操作技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)立即將機(jī)組關(guān)閉并進(jìn)行故障檢查、對故障問題進(jìn)行分析。首先，檢修人員應(yīng)當(dāng)對汽輪機(jī)的主油泵進(jìn)行故障檢查。在檢查過程中應(yīng)當(dāng)將汽輪機(jī)汽門進(jìn)油截止閥門關(guān)閉，若檢查后發(fā)現(xiàn)主油泵油量正常、EH油路油壓大小合適，則說明運(yùn)行故障并不在汽輪機(jī)供油系統(tǒng)本身，同時也不是由汽輪機(jī)EH供油系統(tǒng)所引起的；其次，操作人員應(yīng)當(dāng)依照相關(guān)的規(guī)定將汽門的截止閥門打開，設(shè)定汽門全開全關(guān)情況下閥門出現(xiàn)卡澀、內(nèi)泄露等情況，設(shè)定50%開閉情況下閥門具體情況。如果檢查發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)汽門截止閥不存在故障，那么檢修人員應(yīng)當(dāng)對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)的油路進(jìn)行故障檢查，同時還應(yīng)當(dāng)對OPC邏輯調(diào)節(jié)單元供油回路和AST系統(tǒng)供油回路進(jìn)行檢查，查看其是否出現(xiàn)堵塞情況，并對高中調(diào)節(jié)關(guān)閉情況進(jìn)行檢查，檢查電子閥在通電狀態(tài)下的執(zhí)行情況。在檢修過程中，如果發(fā)現(xiàn)調(diào)門開閉對系統(tǒng)油壓存在一定的影響，這時技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對其相應(yīng)的伺服閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)故障檢查，檢查完畢后還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行測試。另外，一般情況下，DEH系統(tǒng)機(jī)械故障發(fā)生原因比較復(fù)雜，因此在對該系統(tǒng)進(jìn)行檢修的過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)給予高度重視，將檢查過程中發(fā)現(xiàn)的異常現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)的記錄并分析，以查找出故障點的位置，并進(jìn)行解決，以保證汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行正常。

4.2 伺服閥故障處理

當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)伺服閥發(fā)生故障時，技術(shù)人員首先應(yīng)當(dāng)對汽門卡澀等情況檢查，如果發(fā)現(xiàn)汽門有卡澀或者是震顫現(xiàn)象時，應(yīng)當(dāng)對動靜配合間隙小一點的閥桿位置進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)存在故障問題，應(yīng)當(dāng)立即采取措施予以解決；其次，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)對伺服閥開度與電信號情況進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)兩者不一致，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對噴嘴處的卡澀情況進(jìn)行檢查；最后，應(yīng)當(dāng)對伺服閥本身是否存在顆粒異物進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)伺服閥中夾有雜物，一方面技術(shù)人員可以通過利用無水乙醇進(jìn)行清洗，以消除雜物，這種方法適用于故障情況比較簡單，另一方面如果技術(shù)人員不能自行解決，應(yīng)當(dāng)將伺服閥送至生產(chǎn)廠家進(jìn)行清洗。另外，伺服閥優(yōu)勢還會出現(xiàn)堵塞情況，技術(shù)人員一旦發(fā)現(xiàn)這種故障情況，應(yīng)當(dāng)立即使用濾網(wǎng)對伺服閥進(jìn)行清理，同時還應(yīng)當(dāng)對EH油質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)EH油質(zhì)量出現(xiàn)問題，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行更換，以免影響伺服閥的正常工作。

5 結(jié)語

綜上所述，在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，其調(diào)節(jié)系統(tǒng)容易發(fā)生故障，而這些故障的發(fā)生將會嚴(yán)重影響汽輪機(jī)穩(wěn)定安全的運(yùn)行，因此維修人員一旦發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)當(dāng)立即對發(fā)生故障的現(xiàn)象和位置進(jìn)行分析，并結(jié)合自身的工作經(jīng)驗，在短時間內(nèi)消除故障，以保障汽輪機(jī)組正常穩(wěn)定的運(yùn)行。另外，在日常的工作中還應(yīng)當(dāng)做好對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)監(jiān)控和維護(hù)工作的力度，為汽輪機(jī)整個系統(tǒng)的穩(wěn)定安全的運(yùn)行提供堅實的保障和基礎(chǔ)。

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作者簡介：陳曉陽，男，海南臨高人，中海海南發(fā)電有限公司助理工程師，研究方向：燃?xì)獍l(fā)電廠集控運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）