壓縮機組中汽輪機部分的控制系統構成

胡寧

哈爾濱汽輪機廠有限責任公司 黑龍江哈爾濱 150090

壓縮機組的動力源大都選擇由汽輪機組帶動[1]。這樣做不僅節約了電能，而且提高了企業的能源利用效率，與綠色環保發展的理念相契合。

1 壓縮機組汽輪機控制系統組成

1.1 控制系統

汽輪機的自動控制系統的先進性直接影響壓縮機組運行的平穩可靠性，對無故障運行時間也有約束作用，同時也對機組的安全性起到作用。這里的控制主要是指閉環控制，包括轉速控制系統、壓力控制系統等。

1.2 保護系統

保護系統主要功能是保障機組正常運行，其工作流程為：當汽輪機數據采集系統采集信號超出機組正常運行參數范圍，發出故障信號，保護裝置接到故障信號后迅速采取相應動作（關調主氣門或其他聯鎖動作），使汽輪機關閘停機，動力輸出歸零，以避免出現對設備本身及相關工作人員的損傷。汽輪機的保護內容有：超速保護、位移保護、低真空保護、振動保護等。

2 汽輪機運行中的常見故障

2.1 關于汽輪機的嚴重超速問題

首先對于汽輪機嚴重超速的判斷標準是，以危急保安器動作轉速差作為參考，當汽輪機轉速超過該轉速差時，并且繼續上升，則稱為嚴重超速，嚴重超速有著極大的安全隱患，并且嚴重超速會使得汽輪機出現一些不正常的現象，比如汽輪機的機組振動增大，以及運轉聲音異常等等，這些都會使得汽輪機的壽命嚴重受損，并且極有可能發生事故，因此要時刻觀察汽輪機的工作狀態，以便對這些問題做出及時的處理。

2.2 汽輪機振動過大故障

由于氣流激振、轉子熱變形、摩擦振動等原因導致汽輪機振動過大。氣流激振引起的振動具有較大的低頻分量，或在運行參數的影響下振動明顯增大；如果轉子溫度過高或蒸汽參數一場，轉子會產生熱變形，引起汽輪機振幅增加；汽輪機內部零件摩擦增加也會導致汽輪機大幅度抖動，轉子內部受熱發生變化，導致轉子彎曲，產生熱彈性彎曲故障。

2.3 汽輪機進水問題

一般引起汽輪機進水的原因是由于汽輪發電機組的進汽溫度發生劇變，也就是說，溫度急劇下降，從而導致汽輪機進水，有時汽輪機進水，由于水的沖擊，汽輪機的葉片可能會出現折斷的現象，重則會造成通流部分的嚴重損壞，可見汽輪機進水的危害之大。

2.4 汽輪機結垢問題

汽輪機結垢原因主要為過熱蒸汽品質不良，不良品質的蒸汽進入到汽輪機內做功，隨著蒸汽壓力與溫度逐漸降低，蒸汽攜帶鹽分的能力逐漸降低，在降壓部分及流道變化的區域鹽分析出，沉積在通流部件的表面上，形成鹽垢[2]。在汽輪機高壓缸，蒸汽的溫度與壓力降低的較少，并且流通速度較快，因此在高壓缸內未發生結垢，但是隨著蒸汽的做功，蒸汽的溫度及壓力不斷的下降，攜帶鹽的能力降低，其中的在高壓缸主要沉積的為溶解度較小的Na2SO4、Na2SiO3和銅的氧化物，在中壓缸和低壓缸主要沉積的是溶解度較大的NaCl、NaOH、SiO2。在汽輪機的最末幾級，由于處于濕蒸汽區域，蒸汽中的水份能夠沖洗掉葉片上的沉積物，所以在這里不會出現結垢。

3 關于汽輪機的防范措施和建議

3.1 控制好循環冷卻水的各項參數

循環冷卻水應經過嚴格地預處理，各項指標都在控制范圍內，必要時可在循環水中加入阻垢劑。不論是在夏季還是冬季，應根據循環水溫度、凝汽器端差等適時增、減循環水冷卻風機的啟動臺數。并定期清理循環水管線上各處濾網，保證循環水流量和壓力的正常。

3.2 提升汽輪機整體保溫性能

通過選擇合適的保溫材料或者保溫技術，能夠進一步改善汽輪機的外部保溫性能，降低熱輻射的影響，滿足保溫的要求。該工作落實過程中最好是由具有相關技術經驗的人員來進行執行，也可以邀請第三方保溫材料企業來參與組建。

3.3 保障凝結器運行過程的真空度

工作人員需要定期檢測凝汽器的密封性，每隔半個月落實一次檢查工作，在維修汽輪機機組的過程中，利用水壓試驗，確定凝汽器是否存在泄漏問題。如果凝汽器水質較差，加熱之后將會產生較多的水垢，再加上凝汽器銅管直徑比較小，水垢很容易堵塞銅管，需要定期清洗銅管，清除其中的水垢，提升凝汽器水質，避免產生較多的水垢[3]。需要控制凝汽器水位，避免水位過高，否則凝汽器換熱面積會因此減少，降低水汽凝結效果，提升凝汽器的溫度，凝汽器真空度也會因此降低。

3.4 避免電液轉換器內部短路問題

電液轉換器屬于十分精密的設備，在日常使用過程中距離汽輪機的蒸汽入口很近，許多設備在進行布置時都會存在熱輻射嚴重的情況。所以，為了滿足電液轉換器的設置管理要求，需要做好內部電流線圈的防水防輻射控制，避免出現電流信號短路。出現故障征兆后，需要及時對電流信號線進行整體更換，同時做好布線設置，遠離高壓蒸汽入口管路。

3.5 優化汽輪機熱力系統

為了實現汽輪機節能效果，可以通過優化汽輪機人力系統，高速運行熱力系統，有效減少能源耗費量，完善汽輪機結構性能。工作人員需要調查了解汽輪機的結構和特性以及運行效果，合理配置汽輪機整體結構性能，保障各個組成部分的工作質量，避免汽輪機在工作中出現變形和漏氣等問題，降低能源損耗，此外需要重點改造缸疏水系統，可以結合汽輪機運行狀態，提出針對性的改造建議，有效提高缸疏水系統的工作效率，避免在生產工程中，汽輪機產生較大的能耗。

4 結語

汽輪機控制系統大幅度地降低了運行人員的勞動強度，機組實現了全面的自動控制，在自動方式下運行時，可以根據負荷變化及時調整油動機開度從而調整汽輪機進汽量，免除了運行人員大量的手工操，要加強對汽輪機易發生故障零部件的質量管控，從源頭上對汽輪機故障進行控制。