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

深圳市能源環(huán)保有限公司　蔡　華

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

深圳市能源環(huán)保有限公司蔡華

汽輪機(jī)是一種常見的發(fā)電設(shè)備，在我國大部分火電廠中都被廣泛應(yīng)用。由于汽輪機(jī)是一種可以進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換的發(fā)電裝備，通過將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，不但實(shí)現(xiàn)了能源的可持續(xù)利用，且內(nèi)部具有調(diào)節(jié)系統(tǒng)，穩(wěn)定性很高。因此對于汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備，唯一讓我們產(chǎn)生擔(dān)憂的就是，內(nèi)部的調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，產(chǎn)生的影響。針對于此本文對汽輪機(jī)運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障進(jìn)行了簡要分析，進(jìn)而解答更多人的疑慮。

汽輪機(jī)；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；故障分析

前言

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由電子控制器、操作系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、保護(hù)機(jī)構(gòu)、以及油系統(tǒng)這五個(gè)部分組成的。其整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是在先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制技術(shù)推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)的?？梢詾槠啓C(jī)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的技術(shù)支持與保護(hù)功能，不但提高了汽輪機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，也提高了汽輪機(jī)功率、頻率等運(yùn)行參數(shù)的精度，是汽輪機(jī)發(fā)電安全的保障。

1.汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式

在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主要有三種常見的調(diào)節(jié)方式，壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié)。我們首先介紹壓力調(diào)節(jié)，壓力調(diào)節(jié)主要是應(yīng)用在供熱式汽輪機(jī)中，利用波紋管調(diào)壓器這種工具對汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)壓力時(shí)，汽輪機(jī)中的氣壓就會(huì)發(fā)生變化，而這種變化就會(huì)以信號(hào)的形式作用于波紋管上，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，波紋管中的彈簧就會(huì)在壓力作用下，發(fā)生彈性形變，從而實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)內(nèi)部位移［1］。其次是流量調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式主要是應(yīng)用于流體機(jī)械汽輪機(jī)中，可以利用孔板兩側(cè)之間壓力的不同，來測試出流量信號(hào)，通過流量變化，驅(qū)動(dòng)高爐鼓風(fēng)機(jī)中的汽輪產(chǎn)生速度變化。最后是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這也是最常見的一種調(diào)節(jié)方式，是通過在汽輪機(jī)中安裝調(diào)速裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槲恢靡苿?dòng)，常用的調(diào)速裝置有機(jī)械式和離心式兩種，其原理都是通過重錘饒軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，帶動(dòng)彈簧形實(shí)現(xiàn)的。

2.汽輪機(jī)運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析及處理

2.1油系故障分析

油質(zhì)不良是引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因之一，汽輪機(jī)中的燃油主要是由三芳基磷酸這種化合物組合而成，人工合成的三芳基磷酸本身很容易在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)，分解成一種酸性油脂物質(zhì)，而較差的油脂，則更不具穩(wěn)定性，分解出的酸性油脂更多。當(dāng)這種酸性油脂流入到機(jī)械內(nèi)部時(shí)，就會(huì)對內(nèi)部零件造成一定的腐蝕，從而形成腐蝕物，這些腐蝕物與劣質(zhì)燃油中的雜質(zhì)就會(huì)混合在一起，造成管路中的磨損與堵塞，使內(nèi)部零件無法正常移動(dòng)，造成系統(tǒng)部分的遲緩與卡澀，引發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能失靈［2］。其次是油壓不穩(wěn)，汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)EH油壓、AST油壓異常波動(dòng)的現(xiàn)象，而這種波動(dòng)的現(xiàn)象會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，引發(fā)這種波動(dòng)的原因有幾點(diǎn)，第一是油路問題，也就是說汽輪機(jī)本身的供油系統(tǒng)或者是EH油路系統(tǒng)存在問題，第二是電液伺服卡塞造成的，第三是汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥可能存在一定問題，第四是汽輪機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。最后是油系統(tǒng)內(nèi)部漏油，這也是油系統(tǒng)中最嚴(yán)重的故障，會(huì)使系統(tǒng)整體油壓變低，從而引起機(jī)械動(dòng)力不足，調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩，降低汽輪機(jī)的整體穩(wěn)定性，引起漏油的原因有很多，例如零部件的磨損，使零件之間縫隙越來越大，或者是活塞墊片破漏等，這些都是造成汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)漏油的原因。

在對于油系故障的處理上，可以從以下幾點(diǎn)做起。首先針對油質(zhì)不良，可以讓工人定期進(jìn)行油質(zhì)化驗(yàn)，從而確保汽輪機(jī)中使用的燃油能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，并且可以時(shí)常對燃油進(jìn)行濾油，將油中的雜質(zhì)清除，同時(shí)要定期清理油管，大流量清洗軸管，以減少管道油污對調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部的危害。其次是對于油壓不穩(wěn)，當(dāng)出現(xiàn)油壓不穩(wěn)時(shí)，應(yīng)盡快停機(jī)檢修，先對主油泵進(jìn)行排查，若氣門油閥關(guān)閉，主油泵的供油還正常，則不是主油泵的問題，接下來可以依次類推，通過不同氣閥的測試，找到問題所在，維護(hù)人員要認(rèn)真的做好記錄，步步深入，進(jìn)行有針對性的修正。

2.2滑閥構(gòu)造故障分析

無論是對于全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)還是半液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，滑閥都很容易出現(xiàn)故障，最常見的就是滑閥卡澀，這也影響汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中最主要的問題，當(dāng)滑輪卡澀時(shí)整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都會(huì)變得緩慢，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成部分結(jié)構(gòu)癱瘓，影響整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)作，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因就是在機(jī)械常年累月工作時(shí)，部分零件出現(xiàn)銹化，這就造成了滑輪的卡澀。其次是卡油門的過封度，尤其是在斷流放大機(jī)構(gòu)中，機(jī)械設(shè)備的整體運(yùn)行并不是非常穩(wěn)固，即使是在轉(zhuǎn)動(dòng)速度不變的情況下，脈沖軸也會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)，這種情況可以不予理會(huì)，可是當(dāng)錯(cuò)油門的過封度出現(xiàn)問題時(shí)，就會(huì)使油管中出現(xiàn)渦流，造成主流泵的波動(dòng)，這就會(huì)造成較大的機(jī)械故障［3］。

對于滑閥構(gòu)造故障，首先應(yīng)該做的就是優(yōu)化設(shè)計(jì)，為防止滑閥卡澀。首先在設(shè)計(jì)制造時(shí)嚴(yán)格把關(guān)，提高每一個(gè)零件的精細(xì)度，從而減小滑閥零件的誤差，并且還可以在調(diào)劑系統(tǒng)中安裝一個(gè)對壓彈簧，對壓彈簧的位置選擇，可以與滑閥形成一個(gè)頂針式的聯(lián)系結(jié)構(gòu)，然后將彈簧安放在彈簧座，這就可以有效的控制系統(tǒng)內(nèi)部的平衡油壓結(jié)構(gòu)。而在錯(cuò)油門滑閥設(shè)計(jì)上，首先就是要選擇合適的錯(cuò)油門形狀，這樣才能使平口式錯(cuò)油門，在有口開啟時(shí)形成一個(gè)相同方運(yùn)動(dòng)的力，實(shí)現(xiàn)油流對孔之間的射流，從而減小油管之中的渦流，進(jìn)而降低調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的整體設(shè)備波動(dòng)。

2.3配汽結(jié)構(gòu)故障分析

配器結(jié)構(gòu)故障最主要的體現(xiàn)就是凸輪磨損，由于汽輪機(jī)每天都要進(jìn)行長時(shí)間的運(yùn)作，因此工作負(fù)荷很大，這就很容易造成配汽結(jié)構(gòu)凸輪磨損，而這種磨損會(huì)隨著時(shí)間變化推移發(fā)生不同性質(zhì)的部位結(jié)構(gòu)變形。這就為系統(tǒng)調(diào)節(jié)造成了一定程度的困擾，當(dāng)這個(gè)變形的部位進(jìn)行調(diào)節(jié)工作時(shí)，就會(huì)將整體系統(tǒng)中的問題暴露出來，使得調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不等率偏離正常水準(zhǔn)，造成與其他配件之間的不和諧運(yùn)作，進(jìn)而使整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)大頻率的震蕩［4］。其次是調(diào)速氣門的節(jié)流錐也是產(chǎn)生配汽結(jié)構(gòu)故障的一種原因，汽輪機(jī)在工作時(shí)，一不小心觸碰節(jié)流錐的氣門，就會(huì)使氣門內(nèi)的氣量發(fā)生變化，很容易產(chǎn)生空負(fù)荷現(xiàn)象，而這種空負(fù)荷最容易造成節(jié)流錐的磨損，從而導(dǎo)致整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)擺動(dòng)［5］。

在對配汽結(jié)構(gòu)故障進(jìn)行處理時(shí)，可以通過對角與順序結(jié)合的配汽方式減少配汽中的不平衡氣流，這樣即使負(fù)荷增加，也會(huì)降低節(jié)流損失，從而確保機(jī)組在高負(fù)荷區(qū)內(nèi)部的調(diào)節(jié)效率，提高順序閥門在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的工作地位［6］。其次是可以進(jìn)行閥門重組，在設(shè)計(jì)閥門重組的方案時(shí)，可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷區(qū)與系統(tǒng)中噴嘴數(shù)的差異進(jìn)行閥門重組設(shè)計(jì)，從而調(diào)整閥門的開啟順序，進(jìn)而將閥門處的負(fù)荷點(diǎn)降到最低，減少配汽結(jié)構(gòu)的節(jié)流損失，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)在負(fù)荷區(qū)內(nèi)工作時(shí)的運(yùn)行效率，保障汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

3.結(jié)論

汽輪機(jī)是火電廠內(nèi)部的重要發(fā)電設(shè)備，因此其運(yùn)行的穩(wěn)定性對于電廠的發(fā)展生產(chǎn)具有重要意義。而實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)內(nèi)部的安全運(yùn)行，就要靠調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制，然而從我國目前汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究分析，在技術(shù)上還有一定的提升空間。因此在日常工作生活中，要加大對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的維護(hù)與研究，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的高性能發(fā)展，為我國的電力發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

［1］高艷敏.發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率優(yōu)化［J］中國科技投資.2013（09） .

［2］王琦.淺談汽輪機(jī)運(yùn)行主要參數(shù)的監(jiān)視［J］.河南科技.2013（06）.

［3］于新華.關(guān)于汽輪機(jī)運(yùn)行主要參數(shù)監(jiān)視的探討［J］.中國高新技術(shù)企業(yè).2013（25）.

［4］孟凡華，張祖剛.汽輪機(jī)運(yùn)行效率下降的原因分析和處理［J］.深冷技術(shù).2010（05）.

［5］韓明.淺談火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行故障處理技術(shù)［J］.能源與節(jié)能.2013（12）.

［6］劉祥春.淺述汽輪機(jī)結(jié)垢的分析及對策［J］.石油化工設(shè)備技術(shù).2010（02）.