汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)應(yīng)用與故障處理探究

陳龍明 劉建剛 孫懷彬 阮玲輝

摘 要：中國(guó)汽輪機(jī)調(diào)整技術(shù)進(jìn)展得很快，大致經(jīng)過了水力調(diào)整、模擬電調(diào)整和數(shù)字電調(diào)整三個(gè)階段。由于電子計(jì)算機(jī)的提高，電子計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)比電子電路具有了更強(qiáng)的信息處理力量，同時(shí)計(jì)算機(jī)硬件也比仿真電路更具有了良好的通用性和可靠性，電力系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)，以及電液伺服控制閥的安全穩(wěn)定和安全可靠將影響機(jī)組的安全平穩(wěn)工作。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);保安油系統(tǒng);應(yīng)用與故障;處理

煉油廠的300萬(wàn)噸/年重催裝置主風(fēng)機(jī)組汽輪機(jī)（型號(hào)NGS63/50）由浙江汽輪機(jī)總廠引入德國(guó)西門子技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，調(diào)速控制系統(tǒng)則采用了德國(guó)TS3000系統(tǒng)控制，文章詳盡闡述了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油路過程，就常見的調(diào)壓機(jī)構(gòu)失穩(wěn)和速關(guān)閥無(wú)法啟動(dòng)等故障原因做出剖析，并給出了解決辦法。

一、調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)簡(jiǎn)述

本電站渦輪為高溫高壓?jiǎn)胃讍屋S凝汽式渦輪。（DEH）控制系統(tǒng)均使用數(shù)碼電液控制。調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由數(shù)字調(diào)節(jié)裝置、電液轉(zhuǎn)換器、液土伺服機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)控制閥等構(gòu)成：保險(xiǎn)控制系統(tǒng)均采取了冗余保護(hù)措施，即液壓安全系統(tǒng)和電氣保護(hù)系統(tǒng)：液壓保險(xiǎn)控制系統(tǒng)主要由危急遮斷裝置、安全調(diào)等機(jī)構(gòu)構(gòu)成，啟動(dòng)潤(rùn)、主動(dòng)節(jié)流閥和抽氣控制閥。當(dāng)安全裝置動(dòng)態(tài)時(shí)，斷開安全油路，以確保全油電壓降至零時(shí)安全可靠，主閥、調(diào)整閥、抽汽控制閥均立即關(guān)閉。當(dāng)發(fā)電機(jī)組正常工作時(shí)，控制調(diào)節(jié)的保安油系統(tǒng)均由渦輪主水泵和發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的高壓油泵供給。隨著汽輪機(jī)速度的增加，主水泵出口油壓也逐步增加。當(dāng)主油泵的出口油壓高于或高壓油泵出油品時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換至主油泵供油。

二、汽輪機(jī)調(diào)速機(jī)構(gòu)失穩(wěn)原因分析

（一）可能引發(fā)調(diào)速機(jī)構(gòu)失穩(wěn)的流程關(guān)鍵點(diǎn)

汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)速度以壓油通過2050，再經(jīng)電液轉(zhuǎn)換器1742形成的二次油，后通過經(jīng)5600單向調(diào)壓閥而達(dá)到1910錯(cuò)油門，再結(jié)合經(jīng)4600蓄能器達(dá)到1910的壓油配合，同時(shí)通過對(duì)0801調(diào)節(jié)空氣閥的作用而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。所以，在1910、4600、2050、1742等發(fā)生的故障情況，都可以導(dǎo)致調(diào)壓機(jī)構(gòu)不穩(wěn)狀態(tài)（系統(tǒng)外機(jī)械故障及漏油導(dǎo)致調(diào)壓機(jī)構(gòu)失穩(wěn)本文中不做解析）。

（二）調(diào)速機(jī)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)錯(cuò)油門的進(jìn)、回油管無(wú)振感

錯(cuò)油門滑閥由旋轉(zhuǎn)圓盤與滑閥式換向閥體粘接而成，但由于油過熱或受污染導(dǎo)致酸值增加形成的積焦或顆粒污染，導(dǎo)致滑閥式換向閥旋轉(zhuǎn)阻力矩額外增加或黏合劑強(qiáng)度降低等，引起由旋轉(zhuǎn)圓盤與滑閥式換向閥桿體相互脫開的故障，同時(shí)由于滑閥式換向閥體不再旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩值顯著上升，當(dāng)二次油管壓力變化發(fā)生時(shí)，燃油動(dòng)機(jī)要么不反應(yīng)要么形成大幅度過調(diào)的動(dòng)作。解決辦法：停機(jī)換采用錯(cuò)油門滑閥式換向閥，也可換采用正常溫度下剪切強(qiáng)度>14.7MPa的單組分厭氧膠黏劑，再次粘接滑閥體。

（三）當(dāng)調(diào)壓機(jī)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)，錯(cuò)油門的進(jìn)、回油管線和本體都有明顯的振感

壓力壓油和二次油震蕩都會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)油門的劇烈震蕩，加壓油震蕩可以由溢流閥失靈、4600儲(chǔ)能器沖壓量不夠、2050內(nèi)漏及閥位的震蕩所引起;二次油震蕩可以由1742電液轉(zhuǎn)換器或五千六百調(diào)整閥的開度差太大、裝反或失靈所引起的。錯(cuò)油東晉門閥桿振幅差太大、閥柱損壞而引起的內(nèi)漏、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率若與錯(cuò)油門自然本體或管路的固有頻率相似，也可以引起震蕩。

三、汽輪機(jī)調(diào)速機(jī)構(gòu)失穩(wěn)解決措施

檢測(cè)并替換溢流閥;檢測(cè)蓄能器的沖壓壓力，以確定其氣壓是正常氣壓油的0.65-0.95倍;利用"B"通道，檢測(cè)2050控制閥內(nèi)進(jìn)出油有無(wú)波動(dòng);檢測(cè)電液轉(zhuǎn)換器的電壓信號(hào)和輸出制動(dòng)油壓關(guān)系與試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間測(cè)試數(shù)值相比較，同樣電壓信號(hào)所對(duì)應(yīng)的剎車油壓降低，可能是因油系統(tǒng)的清潔程度較差，或者電液轉(zhuǎn)換器內(nèi)進(jìn)出油濾網(wǎng)阻塞而造成的，可停機(jī)清理過濾器，如檢測(cè)結(jié)果不正常，可以用校正計(jì)算公式和范圍的方法重新調(diào)節(jié)，如無(wú)法整定可整體調(diào)換;檢測(cè)5600調(diào)節(jié)閥內(nèi)部O型圈是否封閉狀態(tài)良好，減小調(diào)整閥門打開程度可有效減少二次進(jìn)油波動(dòng)，必要時(shí)也可在調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)靜態(tài)調(diào)試進(jìn)行調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度整定。具體分析處理過程情況如下：

（1）檢查高大油泵出目油卡195mpa，檢查供油卡力正常

（2）檢查調(diào)整保安油控制系統(tǒng)的管路、潤(rùn)門和止回閥。管路與無(wú)泄露管路連接處無(wú)問題。若閥門開關(guān)狀況正常，主水泵出口止回陶嚴(yán)密

（3）經(jīng)過查調(diào)節(jié)保衛(wèi)代安全油體系中各管道間的大力歷史曲線，查明了三次抽汽閥的控制燃料管在沖轉(zhuǎn)流程中壓強(qiáng)逐步降低。從而確定了三次抽汽閥的單向調(diào)整代存在內(nèi)泄漏。當(dāng)拆開調(diào)整代后，可以看到在閥芯和代套上都有許多劃痕。用了600目金相砂布研磨、清理、進(jìn)行裝配之后，才鎖緊汽輪機(jī)并進(jìn)行測(cè)試。而此時(shí)，三級(jí)抽汽閥的限制油管壓力上升1.92mpa，安全油管壓力上升94mpa。一般認(rèn)為，控制門內(nèi)漏氣才是造成安全油壓低的最主要因素。

（4）對(duì)DEH信號(hào)控制器進(jìn)行全面檢查測(cè)量DDV代控制信號(hào)，真正的DDV閥供電穩(wěn)壓24VDC，且DDV調(diào)閥芯地址反饋信息正確無(wú)誤。拔下DDV閔航空插銷后，將可調(diào)流量調(diào)動(dòng)作液壓伺服電機(jī)調(diào)節(jié)到滿關(guān)，在全開位害時(shí)測(cè)量LVDT的輸出申十。在全關(guān)時(shí)，兩臺(tái)LVDTs的輸出申開都是0.88v，全開時(shí)，兩臺(tái)LVDTs的輸出電壓都分別是4.50和4.51v，確認(rèn)了DEH系統(tǒng)控制信號(hào)正確堂DDV閥門工作順利。

四、速關(guān)閥無(wú)法開啟原因分析

如上文中提到，由于速關(guān)油建立過程比較繁雜，涉及控制油路模塊的所有液壓控制器，如果所有控制門發(fā)生內(nèi)泄漏或阻塞都可導(dǎo)致啟動(dòng)油低壓，或因速關(guān)油低壓而導(dǎo)致速關(guān)閥無(wú)法啟動(dòng)，所以對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)控制閥門的自然本體問題就不再冗述了，本章僅從如下兩個(gè)方面就速關(guān)閥的無(wú)法啟動(dòng)故障加以了分析。（1）啟動(dòng)油低速運(yùn)行關(guān)閥汽缸與活塞的徑向間距過大，導(dǎo)致啟動(dòng)油大量滲漏，氣壓突然減小，無(wú)力將活塞運(yùn)動(dòng)引入活塞盤，活塞運(yùn)動(dòng)和活塞盤脫開的狀況下速關(guān)油無(wú)法建立制動(dòng)油壓，因此速關(guān)閥無(wú)法啟動(dòng)。解決辦法：通過置換氣缸和在活塞運(yùn)動(dòng)上重新安裝密封件。（2）啟動(dòng)油壓泄壓過快1839回油的可調(diào)控制節(jié)流閥打開度過大，造成1839調(diào)換閥位后的啟動(dòng)油泄壓過快，速關(guān)油升壓速率遠(yuǎn)低于啟動(dòng)油的卸壓速率，導(dǎo)致活塞盤與活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)脫開，從而導(dǎo)致速關(guān)閥無(wú)法啟動(dòng)。解決辦法：重新檢查1839回油能調(diào)節(jié)流閥及調(diào)節(jié)模塊，以減小能調(diào)節(jié)流閥打開程度。

結(jié)語(yǔ)：本文主要根據(jù)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)油流程特點(diǎn)，就造成了汽輪機(jī)的調(diào)壓機(jī)構(gòu)失穩(wěn)和速關(guān)閥無(wú)法啟動(dòng)等故障的部分因素展開剖析并給出了解決對(duì)策，但并未對(duì)整個(gè)系統(tǒng)控制閥故障細(xì)化剖析。油品質(zhì)問題是影響油系統(tǒng)可用性的最主要原因，控制門內(nèi)漏氣才是造成安全油壓低的最主要因素，多控制閥故障由油污染所造成，因此定時(shí)對(duì)油品加以檢查換油可有效防止控制閥故障。

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