汽輪機調節保安油系統應用與故障處理探究

陳龍明 劉建剛 孫懷彬 阮玲輝

摘 要：中國汽輪機調整技術進展得很快，大致經過了水力調整、模擬電調整和數字電調整三個階段。由于電子計算機的提高，電子計算機軟件系統比電子電路具有了更強的信息處理力量，同時計算機硬件也比仿真電路更具有了良好的通用性和可靠性，電力系統、液壓控制系統，以及電液伺服控制閥的安全穩定和安全可靠將影響機組的安全平穩工作。

關鍵詞：汽輪機;保安油系統;應用與故障;處理

煉油廠的300萬噸/年重催裝置主風機組汽輪機（型號NGS63/50）由浙江汽輪機總廠引入德國西門子技術設計生產，調速控制系統則采用了德國TS3000系統控制，文章詳盡闡述了汽輪機調節油路過程，就常見的調壓機構失穩和速關閥無法啟動等故障原因做出剖析，并給出了解決辦法。

一、調節保安油系統簡述

本電站渦輪為高溫高壓單缸單軸凝汽式渦輪。（DEH）控制系統均使用數碼電液控制。調節系統主要由數字調節裝置、電液轉換器、液土伺服機構和調節控制閥等構成：保險控制系統均采取了冗余保護措施，即液壓安全系統和電氣保護系統：液壓保險控制系統主要由危急遮斷裝置、安全調等機構構成，啟動潤、主動節流閥和抽氣控制閥。當安全裝置動態時，斷開安全油路，以確保全油電壓降至零時安全可靠，主閥、調整閥、抽汽控制閥均立即關閉。當發電機組正常工作時，控制調節的保安油系統均由渦輪主水泵和發電機組啟動時的高壓油泵供給。隨著汽輪機速度的增加，主水泵出口油壓也逐步增加。當主油泵的出口油壓高于或高壓油泵出油品時，控制系統自動轉換至主油泵供油。

二、汽輪機調速機構失穩原因分析

（一）可能引發調速機構失穩的流程關鍵點

汽輪機的調節速度以壓油通過2050，再經電液轉換器1742形成的二次油，后通過經5600單向調壓閥而達到1910錯油門，再結合經4600蓄能器達到1910的壓油配合，同時通過對0801調節空氣閥的作用而實現調壓。所以，在1910、4600、2050、1742等發生的故障情況，都可以導致調壓機構不穩狀態（系統外機械故障及漏油導致調壓機構失穩本文中不做解析）。

（二）調速機構失穩時錯油門的進、回油管無振感

錯油門滑閥由旋轉圓盤與滑閥式換向閥體粘接而成，但由于油過熱或受污染導致酸值增加形成的積焦或顆粒污染，導致滑閥式換向閥旋轉阻力矩額外增加或黏合劑強度降低等，引起由旋轉圓盤與滑閥式換向閥桿體相互脫開的故障，同時由于滑閥式換向閥體不再旋轉，調節系統的遲緩值顯著上升，當二次油管壓力變化發生時，燃油動機要么不反應要么形成大幅度過調的動作。解決辦法：停機換采用錯油門滑閥式換向閥，也可換采用正常溫度下剪切強度>14.7MPa的單組分厭氧膠黏劑，再次粘接滑閥體。

（三）當調壓機構失穩時，錯油門的進、回油管線和本體都有明顯的振感

壓力壓油和二次油震蕩都會導致錯油門的劇烈震蕩，加壓油震蕩可以由溢流閥失靈、4600儲能器沖壓量不夠、2050內漏及閥位的震蕩所引起;二次油震蕩可以由1742電液轉換器或五千六百調整閥的開度差太大、裝反或失靈所引起的。錯油東晉門閥桿振幅差太大、閥柱損壞而引起的內漏、轉動頻率若與錯油門自然本體或管路的固有頻率相似，也可以引起震蕩。

三、汽輪機調速機構失穩解決措施

檢測并替換溢流閥;檢測蓄能器的沖壓壓力，以確定其氣壓是正常氣壓油的0.65-0.95倍;利用"B"通道，檢測2050控制閥內進出油有無波動;檢測電液轉換器的電壓信號和輸出制動油壓關系與試運轉時間測試數值相比較，同樣電壓信號所對應的剎車油壓降低，可能是因油系統的清潔程度較差，或者電液轉換器內進出油濾網阻塞而造成的，可停機清理過濾器，如檢測結果不正常，可以用校正計算公式和范圍的方法重新調節，如無法整定可整體調換;檢測5600調節閥內部O型圈是否封閉狀態良好，減小調整閥門打開程度可有效減少二次進油波動，必要時也可在調節系統內靜態調試進行調整調節閥開度整定。具體分析處理過程情況如下：

（1）檢查高大油泵出目油卡195mpa，檢查供油卡力正常

（2）檢查調整保安油控制系統的管路、潤門和止回閥。管路與無泄露管路連接處無問題。若閥門開關狀況正常，主水泵出口止回陶嚴密

（3）經過查調節保衛代安全油體系中各管道間的大力歷史曲線，查明了三次抽汽閥的控制燃料管在沖轉流程中壓強逐步降低。從而確定了三次抽汽閥的單向調整代存在內泄漏。當拆開調整代后，可以看到在閥芯和代套上都有許多劃痕。用了600目金相砂布研磨、清理、進行裝配之后，才鎖緊汽輪機并進行測試。而此時，三級抽汽閥的限制油管壓力上升1.92mpa，安全油管壓力上升94mpa。一般認為，控制門內漏氣才是造成安全油壓低的最主要因素。

（4）對DEH信號控制器進行全面檢查測量DDV代控制信號，真正的DDV閥供電穩壓24VDC，且DDV調閥芯地址反饋信息正確無誤。拔下DDV閔航空插銷后，將可調流量調動作液壓伺服電機調節到滿關，在全開位害時測量LVDT的輸出申十。在全關時，兩臺LVDTs的輸出申開都是0.88v，全開時，兩臺LVDTs的輸出電壓都分別是4.50和4.51v，確認了DEH系統控制信號正確堂DDV閥門工作順利。

四、速關閥無法開啟原因分析

如上文中提到，由于速關油建立過程比較繁雜，涉及控制油路模塊的所有液壓控制器，如果所有控制門發生內泄漏或阻塞都可導致啟動油低壓，或因速關油低壓而導致速關閥無法啟動，所以對于系統內控制閥門的自然本體問題就不再冗述了，本章僅從如下兩個方面就速關閥的無法啟動故障加以了分析。（1）啟動油低速運行關閥汽缸與活塞的徑向間距過大，導致啟動油大量滲漏，氣壓突然減小，無力將活塞運動引入活塞盤，活塞運動和活塞盤脫開的狀況下速關油無法建立制動油壓，因此速關閥無法啟動。解決辦法：通過置換氣缸和在活塞運動上重新安裝密封件。（2）啟動油壓泄壓過快1839回油的可調控制節流閥打開度過大，造成1839調換閥位后的啟動油泄壓過快，速關油升壓速率遠低于啟動油的卸壓速率，導致活塞盤與活塞運動時脫開，從而導致速關閥無法啟動。解決辦法：重新檢查1839回油能調節流閥及調節模塊，以減小能調節流閥打開程度。

結語：本文主要根據汽輪機的調節油流程特點，就造成了汽輪機的調壓機構失穩和速關閥無法啟動等故障的部分因素展開剖析并給出了解決對策，但并未對整個系統控制閥故障細化剖析。油品質問題是影響油系統可用性的最主要原因，控制門內漏氣才是造成安全油壓低的最主要因素，多控制閥故障由油污染所造成，因此定時對油品加以檢查換油可有效防止控制閥故障。

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