汽輪機單試中出現問題的原因分析及處理方法

張江維 韓坤陽 李明

（中國平煤神馬尼龍化工公司，河南 平頂山 467000）

汽輪機單試中出現問題的原因分析及處理方法

張江維 韓坤陽 李明

（中國平煤神馬尼龍化工公司，河南 平頂山 467000）

汽輪機是“四合一”機組的核心設備，是為機組提供動力的原動機，可為機組提供60%以上的能量。汽輪機單機試車的成功與否將直接影響硝酸的生產。本文就汽輪機在單試中遇到的問題以及處理方法做一闡述。

汽輪機；振動高；振動高的危害

某公司硝酸裝置年產硝酸10.5萬噸，采用國內先進的雙加壓法生產技術。試車和開車所用蒸汽由該公司熱電廠提供。壓力3.5Mpa、溫度的高壓蒸汽進入汽輪機做功，做功以后的蒸汽焓值降低進入換熱器中，將蒸汽凝結成水，不凝氣體由抽氣器抽出，冷凝液回收進入系統循環。

1 汽輪機

型號：NK32/36入口蒸汽壓力4.1Mpa(a)，入口溫度420℃，出口壓力0.012Mpa(a)，正常蒸汽耗量14.2t/h，正常轉速11 060rpm，跳車轉速12 774rpm，額定軸功率37 18KW，正常軸功率3 380KW。

2 汽輪機單試過程遇到的問題

（1）汽輪機排氣側X向振動高YISA6402X。（2）控制室“505Turbine Control”顯示調速器閥位與現場實際指示相差較大，跟蹤滯后。（3）速關油壓建立不起來。

3 原因分析

3.1 汽輪機振動高的危害

汽輪機振動高的危害：可以使機組部件連接處松動；動靜部分發生摩擦；汽輪機葉片動應力過高而疲勞折斷；危及保安器誤動作；流道部分發生摩擦和磨損。

3.1 .1 原因一：汽輪機在單機試車中，由于沒有與其他三機相連，所以壓力要求不用太高。汽輪機并不需要太多的能量來做功。相反，在單試進氣壓力在3.1Mpa左右，容易造成汽輪機入口的調速器閥門開度波動大，流量不穩定。汽輪機的轉速由“505控制系統”通過調速器閥門自行調節，使設定轉速SP與實際轉速PV相等。從本次汽輪機單機試車的現象可以看到，調速器閥門打開后，閥門開度從0%在6秒時間內，開度達到37.2%。實際轉速從0rpm快速升到1 770rpm后，調速器閥門又迅速關到0%，轉速又很快下降。在此種情況下，實際轉速的快速升高往往伴隨汽輪機排氣側振動高，達到了聯鎖值75um，引起聯鎖停車。

處理：將汽輪機進氣壓力由3.1Mpa降到2.1Mpa，重新沖轉振動值最高達到69.2um，持續3秒后迅速下降，并穩定在7.4um,重轉成功。

3.1 .2 原因二：汽輪機在沖轉前缸體疏水不及時，并且汽輪機軸封帶液。汽輪機缸體有六根疏水管線分別是：輪室疏水一根、平衡管疏水一根、軸封疏水兩根、速關閥前疏水一根。汽輪機啟動前，需要對入口的蒸汽管線進行暖管。在暖管過程中，雖然速關閥與調速器處于關閉狀態，仍然不排除有高壓蒸汽漏入汽輪機的可能。因此，在汽輪機啟動前將六根疏水管線保持一定的開度，防止缸體積液。軸封帶液在機組運行中可能使軸端密封損壞，嚴重的使機組發生水擊，危害機組的安全運行，很容易造成振動高、軸位移增大、脹差減小或者出現負脹差。

處理：在汽輪機單試過程中，主控室顯示軸封壓力0.18-0.2Mpa（表壓），現場信號管冒氣較大，在一定程度上增加了蒸汽對轉子的沖擊，從而間接引起了汽輪機在沖轉過程中振動的增加。一般軸封壓力控制在0.1Mpa為合適。

3.2 調速器閥位主控室顯示與現場指示不一致且相差較大

在汽輪機具備啟動條件時，主控室操作員在“505Turbine Control”上按下運行鍵”Run”。操作員設置目標轉速，轉速給定回路按30-50r/min的升速率，將階躍的目標轉速變換為線性變化的轉速給定值，以轉速給定值SP與實測轉速PV的差值Δn作為調節信號。通過改變調速器閥門的開度，控制機組的轉速。只有Δn=0，調解過程才結束。只要轉速給定值不變，若出現內部擾動使Δn≠0時，調節系統立即調節，使SP=PV。但用差值信號進行調節時，必須配置積分器或積分環節，以使在Δn=0時，保持調節器輸出信號≈閥位信號，使調節閥的開度不致因Δn=0而關閉。在現場，我們可以通過二次油壓來判斷現場閥位指示的開度。

本次試車主控顯示閥位與現場顯示閥位如下所示：

從上圖可以看出，控制室輸出的閥位與現場存在明顯的滯后，從控制室輸出命令到現場執行，又從現場執行回到控制室進行比較需要的時間較長，這就需要儀表人員減小系統內的積分時間，增大微分值。通過不斷調整嘗試，使其信號穩定。

3.3 油壓原因

汽輪機在建立速關油壓時，發現速關油壓建立不起來。后來檢查發現在速關組合件回油管線內，墊片堵在管道內，導致回油管線不通從而無法建立速關油壓。該分廠在對油路管線吹掃和清洗時，采用的中壓蒸汽。由于壓力溫度較高，使墊片軟化。在復位過程中沒有檢查墊片的正常與否。

處理：對管線進行拆卸，更換新墊片。在對管線的清新吹掃結束后,按要求對墊片進行更換。

4 結論

在汽輪機單試中可能會遇到更多的問題，在排除設備問題以后。可以從我們的工藝操作和儀表系統入手綜合分析，為順利試車做準備。

TK269

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1003-5168(2014)03-0136-01