汽轮机调速系统常见故障与处理技术综述

汽轮机调速系统常见故障与处理技术综述经济的快速发展推动着汽车技术的快速进步，由此也带动着汽轮机的发展。汽轮机调速系统通过调整进汽量，从而实现汽轮机输出功率以及电负荷的平衡。但是，受制于汽轮机在安装、制造、检修等的问题，调速系统也可能会在运行中出现异常。本文从汽轮机调速系统的组成入手，简要探讨了其常见故障及相应的处理方法，以期能为所需者提供借鉴。标签：汽轮机;调速系统;故障;处理一、 汽轮机调速原理公司锅炉机组主要采用3000KW纯背压的汽轮机（德国西门子），额定转速为9568转/分钟。该系统综合了全液压式调速系统的某些优点，采用了开放式旋转阻尼，脉动旋转式错油门，点接触式传递结构及电动跟踪式抽汽调节装置等先进技术，使系统具备优良的动、静态性能。一般来说，调速系统各个环节的静态特性曲线斜率已由结构所决定，并经调试合格。该调速系统主要由转速发送器（旋转阻尼）、压力变换器（波纹管）、随动活塞（放大器）、同步器、错油门、油动机及启动装置组成。其基本原理为：汽轮机转子所驱动的转速发送器产生与转速平方成正比的一次油压，该油压作为转速测量值输入压力变换器，压力变换器与同步器弹簧在稳定工况下相平衡;反之，就会引起相应的位移。这个位移信号通过比例杠杆同时作用在高、低随动活塞套筒上，压力油通过随动活塞窗口泄油而产生高、低二次油，进而作用在高、低压错油门滑阀下方，以控制高、低压油动机、调门的升程，起到调节作用。在纯凝状态时，高、低调门动作方向相同。抽汽状态时，抽汽调节装置则通过机械杠杆来改变高、低随动活塞升程位置，引起高、低二次油压的改变，使高、低压调门呈柑反方向动作，达到抽汽调节之目的。二、 常见故障处理方法1、 调节系统常见故障及其主要原因（1） 系统负荷波动，稳定性差。负荷在某一范围波动，电负荷或热负荷波动，工况改变时负荷单向变动等。（2） 系统工作失常，加不上负荷等。发生上述调节系统故障的主要是因为在机组运调速器的脉冲作用油口异常，特别是反馈油口堵塞，从而引起脉冲油压非正常变化，最终引起负荷波动，甚至加不上负荷调节汽阀重叠度误差较大时，则使机组负荷在某一范围出现波动。2、 调节系统油压波动当调节系统油压发生波动时，首先的可能因素是主油泵和注油器本身的工作性能不稳定造成。当运行中主油泵、注油器工作失常时，应立即启动备用油泵，并仔细倾听主油泵及有关转动部分的声音，注意系统中油压、油温的变化，必要时故障停机。其次是油系统混入空气。油流中存在的空气会造成管路中的油压晃动，对调节系统的稳定性危害最大。在高压油泵工作的时候，油系统的油门将会自动开启，高速油流将会卷入众多的气泡。所以，在启动辅助油泵之前，一定要记得关闭出口的门，等到油泵开始进行运行的时候，再慢慢开启出口门来提升油压，从而排出系统里面的空气。机组油流里面的空气多少和油系统在空气中的分离是存在着极大的关系的。空气不能充分地从油里面分离受到很多因素的影响，其中包括回油管路布置太高、油箱的油位过低、油箱容积太小和排烟机机调的工作不严密等。想要顺畅地排出系统中的空气，应该在弯管的最高位置的各个死区中开设一些排气孔。另外，在机组启动调试过程中人为地使调速系统波动，或者是提前启动低乐润滑油泵的运行，这样做是对排出调节系统的积极有着很好的帮助作用的。3、 调节控制不稳定小汽轮机有4个转速探头，1个用于就地转速表，用以盘车控制转速信号与调节阀开度信号进人Wood—ward505控制系统，通过放大器、调节器等输出4〜20mA电流至电液转换器，电液转换器通过调节泄油口的大小来输出不同的二次油压，二次油压的变化使错油门上移或下移，使油动机进泄油，驱动活塞杆上下移动，调节了调速汽门的太小，从而调节进汽量及负荷，自带楔型反馈板使错油门复位，而新的转速与调节阀开度及各新参数重新进入Wood—ward505处理.直到调节稳定。4、 调压器波动调压器投运中产生波动的主要是因为投运时蒸汽信号压力低，调压器切换手轮时滑阀下移，二次脉冲油压升高，中压油动机上移，中压调节汽阀关小，蒸汽压力信号升高后又使调压器滑阀上移，如此循环往复，造成系统极不稳定。而且系统中二次油压与蒸汽脉冲压力信号不能同步，通过增加蒸汽脉冲信号缓冲器等均不能达到稳定投用的目的。在改进措施中，关键在于保证稳定可调的蒸汽脉冲压力信号，一路热母管的蒸汽压力信号正好满足此要求。抽汽口蒸汽脉冲信号与供热母管并联设隔离阀，并引入一路稳定的蒸汽信号。投用调压器时，先开启供热母管蒸汽压力信号，使调压器有一稳定的蒸汽压力;投入调压器供热后，抽汽口与供热母管的蒸汽压力达到一致，压力系统趋于稳定。这时，将调压器蒸汽脉冲信号切换至抽汽口蒸汽脉冲信号，以保证调压器正常的自动调节功能。该系统自投运以来，一直工作稳定，投用调压器过程中基本保证了负荷无波动，同时通过改造也消除了抽汽管道振动问题。5、 透平油质变化及设备部件漏油系统工作是否稳定的一个最重要因素就是透平油质是否发生变化，油质不良的主要原因主要包括油质不干净和运行中油质恶化两个方面。由于液压调节系统各部件的间隙都很小，当透平油中含有铁屑、沙粒等垃圾时，将引起调节系统的卡涩，从而造成调节系统摆动，这类现象是较常见的。如当机组出现调节系统放大器卡涩的情况时，主要现象是：开机时二次油压不变，无法控制空负荷的活动;单机运行的时候没有办法控制转动的速度;并列运行的畤候没有办法调节负荷是否稳定;周波升高的时候负荷没有办法实现减少;一次油压随转速升高的同时二次油压却没有升高;以及减不下负荷等。当出现这些情况时，应关闭主汽门故障停机，进行消除。油系统之所以会进水，是油质恶化的主要原因，油中含水后会造成部件腐蚀，调节系统波动等问题。想要调节系统油里的垃圾和水分，通常采取定期取样化验来进行监视。在运行过程中通过使用清油机对油系统过滤水份和杂质，及机组大修过程中对油系统管路、轴瓦进行大油流冲洗等方法都可以达到扫除杂质，提高透平油品质的目的。当油系统出现部件漏油时，一方面将会造成调节系统油压过低、油动机出力不足，调节系统迟缓率增加以及调节部件性能的失常，从而引起调节系统的晃动。另一方面系统漏油极大的威胁汽轮机运行的安全性，一但漏至蒸汽管线容易引发火灾造成汽轮机烧毁的事故。造成调节系统部件漏油的原因有很多个，其中包括系统部件的磨损和腐蚀严重导致配合间隙过大；油动机的活塞缸壁局部磨损过大导致短路和系统逆止阀不严;除此之外，全液压调节体统和调节油路之间不平整等原因都是导致油路发生短路的主要原因。对于系统内漏油要注意各油压的变化和发展趋势，必要时停机调整。对系统外漏油，要注意及时堵漏和防火，如威胁机组安全必须立即打闸停机。三、结论本文通过对汽轮机调速系统常见故障的分析，并结合一系列解决策略，保持机组调速系统运行整体趋于稳定，进而能够适应现代化企业发展的需要。技术人员在工作中多加小心，及时发现问题，降低安全事故发生的概率，还能够对设计进行优化，可谓意义重大。参考文献：杨根山.汽轮机油动机及油管振动分析与处理[J].中国设备工程.2012（02）张健，冷壮家