汽輪機組電液調節系統故障分析

徐向宇

摘 要:我國經濟的高速發展帶來了電力工業持續的進步,當前我國發電機組裝機總容量已在世界前列,應在持續擴大裝機規模的同時加強機組安全穩定運行的研究。本文分析了汽輪機組電液調節系統故障,提出了預防電液調節系統故障的措施及運行檢修中應注意的問題。

關鍵詞:汽輪機電液調節系統故障分析應用

中圖分類號:TK26 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0098-01

伴隨著我國經濟的持續快速發展,我國電廠裝機容量不斷增加,電網負荷的高峰和低谷差也逐漸增大,且經過電力體制的初步改革后,實現了廠網分家,競價上網的總體形式,這就對發電廠機組的整體控制性能、自動化水平及負荷的適應性提出了更高的要求。作為汽輪機重要的調節設備,液壓調節系統由于自身存在特性曲線較差及遲緩率過大的缺陷,因此會經常出現故障,難以滿足電廠自動化的需求。電液并存控系統主要的功能是對火電廠汽輪機機組調節系統進行改造,由于當時電子元件的水平不高,因此其所組成的電氣系統可靠性也較差,因此需對其發生的故障進行總結,積極地尋找故障的原因,探索預防的措施。

1調節系統故障

1.1 故障原因分析

大型的汽輪機機組普遍采用了數字電液調節系統,其在理論上可以滿足各種工況的需要,能夠實現滿負荷的自動化控制。但在實際的生產過程中其往往受到一定因素的約束和限制,并由于計算機的使用而帶來的一些新的問題,如軟件可靠性、卡件故障等,下面以一個實例問題進行分析。

例1:某發電廠1#機組的DCS操作站于2011年3月5日因電氣400V 1A段失電,發生了5臺工控機自動重啟的情況,經現場調查分析發現,該5臺工控機全部是由400V電源供電的,工控機低限電壓動作值與DCS電源切換器的動作值相近,因此若400V母線存在一定的降壓時,工控機重啟低限電壓將高于實際電壓,則此時首先會出現工控機重啟的現象,然后才能切換電源切換器由UPS供電,這就導致了另一次自動重啟故障的發生。

1.2 采取的處理措施

(1)由電氣主操作臺、鍋爐主操輸出的不間斷電源供電,提高UPS電源的可靠性。(2)廠用電的400V為鍋爐副操和值長站供電。(3)由輸出的UPS電源為工程師站內的工控機供電,為歷史數據站提供1000VUPS電源,保證即使跳閘時也能記錄歷史數據。

經過上述措施的改進后,DCS提供的任一電路出現故障時也可保證操作員站的可靠供電,因此此時也可完成系統的基本操作。

2電液調節系統油故障分析

2.1 電液調節系統油溫升高

作為影響抗燃油的重要因素,溫度對抗燃油的特性具有重要影響。電液調節系統正常工作的溫度通常在22℃～62℃,若系統的溫度高于60℃且冷卻系統也能夠正常工作,則此時若油溫仍持續在50℃以上,即可認為系統處于發熱狀態。盡管系統此時存在溫度較低的情況,但系統中存在著局部的過熱點,此時會造成燃油的急劇老化并發生電阻率過低現象,這就增加了電液伺服閥的腐蝕傾向。由于油管收到強輻射的影響也非常容易出現老化的現象,此時的抗燃油可能發生熱裂解,增加了顆粒污染及所產生的沉淀。影響電液系統油溫升高的主要原因有以下幾點。

2.1.1 環境影響因素

應注意保持油管與主汽油管的距離,不能使二者太近,同時由于油動機內油的流動性較差,因此在機組正常運行的情況下有可能造成其長時間的高溫,給油管的正常工作帶來了許多隱患,此時可以調整軸封母管的壓力,增大高壓軸內側的風漏氣,增加兩側油管外表面的溫度,采用隔熱效果好的介質對油動機及油管進行隔熱處理,同時在達到與缸溫匹配的情況下,按照下限值對軸封供汽溫度進行調整。

2.1.2 系統內泄的影響

系統發生內泄的主要原因有以下幾種:(1)安全閥的泄漏。由于安全導則規定系統安全閥的壓力應比泵出口的壓力高2.6MPa～3.5MPa,則若系統的壓力調整過大,則此時的機械損耗也會很大,反之若壓力調整過小,則會出席安全閥溢流的現象,由于冷卻器的流油將大于溢流閥的流油,因此此時系統的溫度會急劇地上升,應采取如下措施加以防治:若安全閥的整定值過低,則必須重新調整其整定值;若安全閥存在泄漏的現場,則應利用停機檢修的機會進行消除。(2)蓄能器發生短路現象。正常工作時蓄能器都是出于打開狀態的,此時回油閥是關閉的,若發生了油閥打開或閥門不緊的情況,則將發生高壓油泄漏的事故,應采取如下措施進行防治:嚴格檢查蓄能器的閥門,及時與檢修人員進行聯系,防治液壓調節系統發生油不正常泄漏的現象。(3)伺服閥發生泄漏現象。當伺服閥的出口發生腐蝕或被磨損時,伺服閥將發生溫度升高的現象,應采取如下措施進行整治:注意控制油質的監督質量同時及時更換電液伺服閥。

2.2 電液調節系統油壓低

電液調節系統油壓下降的主要原因有以下3個方面:(1)油箱控制塊整定值偏低。由于安全導則要求溢流閥的壓力值應高于泵口的壓力,因此如果其差值偏低則將影響安全閥的溢流值,此時應聯系檢修部門對溢流值進行重新整定。(2)油中雜質堵塞。若油溫大于30℃,則此時會出現壓力差過大的而報警的現象,應及時對備用泵進行切換,保證壓力差在合理的范圍內。(3)系統內部非正常泄漏。若電液伺服閥由于磨損、腐蝕造成密封不嚴或泄漏電流增大的現象,主要表現在回油管發熱及油溫升高,此時應及時聯系檢修人員進行檢修。

3運行及檢修人員應注意的問題

(1)管理設備。要確保運行設備的安全,當調節系統的油動機發生部套解體后,應利用煤油和汽油對其進行洗凈,然后用白布擦拭干凈,并在其表面涂上抗燃油。(2)管理新油。為了加強對抗燃油進行監督,安全導則規定必須按照新油的驗收標準進行驗收,驗收合格后方能入庫,且現場加油前應進行抽樣檢測,檢修放油前不可使用鐵桶對過濾器進行堵塞,并使用專門的油桶對頂部進行清洗,打開控制油孔后用供油裝置將吸油管放入油桶內,且必須保證新油過濾合格后才能用專用的油桶加入油箱。(3)檢查油凈化裝置。應定期對液壓調節系統的過濾器進行檢查,保證過濾器的前后壓差達到報警值,確保油質干凈清潔,同時定期對空氣干燥器的硅膠進行檢查,及時更換失效的硅膠。由于抗燃油是長期處于高溫下運行的,因此其特別容易氧化,應用旁路再生裝置對油進行連續的調整,不斷改進過濾器,分析出口油的油質,若兩端油酸值的變化較小時應對吸附劑進行及時的更換。(4)及時檢修抗燃油系統。為了防止檢修時污染物進入電液調節系統,應盡可能地減小打開系統的次數,在檢修的過程中應保證工作區域的清潔度,必要時更換已嚴重污染的部件,且注意在對密封襯墊進行更換時要保證其與抗燃油的相容性,完成檢修后才能對抗燃油進行循環沖洗過濾,至顆粒達到運行油標準后方可進行啟動。

4結語

經過上述措施對汽輪機機組的電液調節系統進行改造后可減小其發生故障的概率,增強電液調節系統的運行的可靠性,增強了發電廠自動化水平,確保了機組的安全運行。

參考文獻

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[2] 文賢馗.火電廠汽輪機技術控制系統改造[M].北京:中國電力出版社,2004.