試論汽輪機調節系統故障及對策

劉紫微

摘要：汽輪機是一種高速旋轉機械。其調節系統的運行狀態直接關系到機組的安全運行。然而，由于調節系統設備多且復雜，許多部件在高溫、高濕等惡劣條件下長期工作，異常或高故障率，直接影響機組的安全穩定運行。國內外發生了多起致命事故。在正常運行中，由于調節系統的失效，出現了負荷突變和速度波動等無法與電網連接的異常情況。據不完全統計，汽輪機異常停機很大程度上是由調節系統故障引起的。此外，隨著設備越來越復雜，基于它們開發的故障檢測診斷方法和容錯設計方法在可靠性工程中發揮著越來越重要的作用。

關鍵詞：汽輪機；調節系統；故障；對策

1 汽輪機調節系統故障分析

1.1 油質分析

汽輪機油的作用主要是調節、潤滑和冷卻。包括燃氣輪機油、汽輪機油和抗氧輪機油。油的質量直接影響汽輪機機組的安全經濟運行。在運行過程中，潤滑油通過高溫表面與空氣（煙氣）混合，以相當大的速度泵送循環，高壓使用。因此，對燃氣輪機油的氧化穩定性和耐磨性提出了比渦輪油更好的要求。由于油質量差的管理，油攝入量較低或不同的標志，當收到石油，它不是測試和添加到主油箱操作，此外，檢查和維修的質量差，軸封間隙的不是標準的范圍內調整，以及調整不當。在運行中，軸封壓力調整過大，不能將蒸汽泄漏到油文件中，造成油中水，造成調速和保護部件堵塞。第二，調整系統零件轉動油量。目前，為了保證汽輪機組的安全經濟運行，汽輪機油必須具有適當的粘度和溫度以及良好的粘度。具有良好的乳化性能和氧化穩定性等。這些特點可以保證長期運行產生的泥沙較少，酸值沒有明顯增加，在不同溫度下渦輪機組軸承的潤滑效果良好。

1.2 自動主汽門故障

自動主閥是汽輪機保護系統的執行裝置。當機組保護時，可立即切斷汽輪機進氣。它屬于快速關閉的門。針對汽輪機自動主閥無法打開的問題，分析了汽輪機調節和安全系統的工作原理，發現存在主要故障。在調節和安全系統調試之前，高壓交流油泵的選擇是低側的，高壓油壓到達操作層時只有0.63mpa，其作用值僅略高于安全油的低限作用值0.6mpa，而安全油則取自高壓。油，因此很難保證正常的安全油壓和正常運轉的油機。因此，我們必須要求可靠和快速的行動，通常關閉時間不超過0.5秒。這種現象比較常見。另一方面，生產中的安全也是非常不利的。在單位操作中經常會遇到這些現象。

1.3 密封部件漏油

由于介質的物理特性，系統的密封必須具有抗酸和耐腐蝕能力。因此，密封膠材料的選擇必須滿足要求。傳統密封效果不佳，易磨損，使用壽命短的問題尤為嚴重。無酸、耐腐蝕材料不能滿足操作要求.因此，系統的密封部分，如密封橡膠、油品失速等，使用氟橡膠或其他耐酸材料來保證油品系統的嚴密性。而且由于設備的絕大部分密封是非國家標準的，而設備供應商為商業目的，所提供的手冊并沒有給出封條的具體規格和型號，所有的封條都必須依靠通常積累的信息，這導致了備件的不完整。石油泄漏正在出現。

2 汽輪機調節系統的發展

2.1 傳統汽輪機調節系統

傳統的汽輪機調節系統主要由機械部件和液壓元件組成，故稱為機械液壓調節系統。調節系統的控制器全部由機械部件組成，執行器由液壓元件組成。傳統的汽輪機調節系統應用功能有限。一般來說，它只有兩個功能。另一種是超高速跳閘功能，但由于系統相應的速度非常慢，另外，機械間隙往往處于緩慢的狀態。這種汽輪機調節系統的所有靜態特性都不能按要求改變，因為使用起來很不方便。然而，由于該系統能夠滿足機組日常運行的要求，盡管存在較大的缺陷，但至今仍在使用中。如果將這種汽輪機調節系統應用于大型再熱機組，則需要改變系統的功率滯后問題，以保證機組的正常運行。一般情況下，在系統中都有動態校正器的安全設置，該裝置已加入差動環節，在正常運行中，當系統受到干擾時，可以通過閥門動態開關，在最短的時間內使系統負載需求，但由于微分器本身也有不穩定因素，所以工作并不是簡單的調整。

2.2 電氣液壓式調節系統

由于企業使用的機組容量越來越大，再加熱機組的應用也越來越廣泛，同時出現了機組系統和滑壓運行方式，企業使用的機組啟停次數也越來越多。在這種情況下，電液調節系統的應用在實踐中常被稱為電液調節。與傳統控制系統相比，該控制系統具有兩個控制器的特點，一個主要由電氣元件組成，另一個由機械元件組成。執行機構保持傳統模式。電液調節系統的綜合信號處理能力較強，精度控制也很高，能準確處理各種突發工況。另外，調節系統操作簡單，調節方便。也可以根據需要進行修改。由于傳統電氣元件的安全性和可靠性低，由電氣元件組成的電路不能滿足系統的工作要求。因此，當其中一個控制器似乎處于緊急狀態時，需要準備兩個控制器。另一個控制器可以立即接管。

2.3 純電調系統

由于電子元器件的可靠性越來越高，在20世紀50年代，相關研究人員開發了一種純電力調節系統。該系統的典型特點是不需要傳統的調節系統作為備份。它主要由模擬電路組成，因為工業上稱它為模擬電液調節系統。在實際應用中，直接稱為模擬電調節。純電調節系統的控制器是由模擬電路組成的，但其執行器仍然采用傳統的液壓部分。控制器和執行器主要通過電液轉換器有效連接.純電調節系統的基本部件主要是集成運算放大器。其控制系統主要由三個控制回路組成，一是速度控制回路，二是功率控制回路，三是匯率調節與功率頻率相結合。

2.4 數字式電氣液壓控制系統

隨著網絡時代的到來和數字技術的發展，汽輪機控制技術被帶入了一個新的領域。20世紀80年代，相關研究人員成功研制了一種數字式電液控制系統。該系統的應用是基于數字計算機的。在生活中，它直接被稱為數字電氣調制。系統的控制器完全依賴于數字計算機，而執行部分仍然延伸到傳統的液壓系統。現在分散式控制系統已經得到了很大的發展，所以企業中使用的電力調節大多是采用這種系統，尤其是在大型機組中其應用更為廣泛。數字電氣調節的典型形式是中間再熱式。在這種調節系統的應用中，不僅考慮了調節對象的頻率，還考慮了發電機的功率，因此應用效果較好。這個控制系統需要設置循環內部和外部，和中間再熱式系統主要由三個主要電路，一個是調頻回路，另一個是功率校正循環，主要位于環，其主要功能是調整好。三是調整壓力校正回路，壓力校正回路主要位于內回路。回路的主要功能是避免蒸汽參數對系統的干擾，同時具有粗調功率的功能。

3 結語

總而言之，我們可以看到汽輪機調節系統的發展歷史，即從傳統的汽輪機調節系統到電液調節系統，從電液調節系統到純電力調節系統；并從純電控系統發展到數字電液控制系統，每一次的發展和變化都是為了提高汽輪機的調節功能，從以上解釋來看，汽輪機的發展到現在為止，它的實施已經擴展了傳統的液壓元件的方式，可以證明，傳統的汽輪機調節系統仍有其存在的價值。

參考文獻

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（作者單位：河鋼集團承鋼公司能源事業部）