简析汽轮机调速系统故障

简析汽轮机调速系统故障

郭立志刘涛涛许玉会

（国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司）

摘要：汽轮机调速系统是通过对进汽量的调整，使汽轮机输出功率和电负荷保持平衡。由于汽轮机在制造、安装、检修和运行中存在的问题，使调速系统在运行中常会出现一些异常情况。本文对汽轮机调速系统基本构造及常见故障及处理进行分析，期望能为相关的研究提供借鉴。

关键词：汽轮机；调速系统；故障；处理

1引言

汽轮机是一种能够将热能转化为动能的一种设备，汽轮机组在发电厂中被广泛的应用，在应用汽轮机的过程中，能够不断的提高汽轮机组的效率，在这样的情况下，汽轮机组的工作就能够正常的运行。但是由于使用的频发性，汽轮机组的调速系统在运行的过程中，经常会出现一系列的问题，在这样的情况下，就会影响着汽轮机组的正常运行。因此，必须要重视汽轮机调速系统故障的处理，只有将这些故障全部处理，才能够最大限度的发挥汽轮机的作用。

2汽轮机调速系统基本构造

2.1汽轮机转速的感受机构

汽轮机的转速感受机构是用于感受汽轮机转速的变化状况的，该感受机构通过感受并将其变化情况以一定物理量的形式输出，为传动机构产生作用做基础。通常情况下通过其转化的差异性来采用不同型式，机械式、液压式与电气式是较为常见的三种类型，且机械式与液压式是通过转速变化其离心力不同的原理来工作的。

2.2传动放大机构

滑阀（错油门）、油动机和反馈机构组成了传动放大机构，它的存在主要是因为调速器发生的信号太过弱小以至于无法直接启动配汽机构，所以就由传动放大机构来进行信号的放大和转移，直至这些信号能够发挥其有效的作用为止。一般而言，多采用液压式。其中油动机进油的方向包括油量的大小都由滑阀来进行控制；油动机就其种类来讲，主要包括往复式和旋转式两种，它的作用主要体现在放大功率操纵调速气阀和作为中间放大环节上。

2.3配汽机构

高压主汽阀、高压调节阀、再热主汽门以及再热调节门四部分构成汽轮机调速系统的配气机构。通常将高压主汽阀卧式布置，在汽轮机出现紧急停机状况时主汽阀能立即关闭以切断气源，在启动过程中控制气缸内蒸汽流量是其另一重要作用。作为单座提升阀的高压调节阀具有通过改变阀门开度掌握汽轮机的进气量的功能。以开关式两位阀放的再热主汽门，摇荡止回式蝶阀由安装在弹簧室上的再热主汽门油动机操纵开启。再热调节阀的中间有一阀杆导套，能准确平稳提升蒸汽流量，是由轴向弹簧封锁并用轴向油动机开启的。

2.4反馈机构

根据反馈量随时间的变化可以将反馈分为刚性反馈和弹性反馈两种。所谓刚性反馈，就是只要有动作就一定有反馈量，它与动作的进行是亦步亦趋的，并不会因时问的差异而有所不同；而弹性反馈，先是以有差调节的形式来保证系统的稳定，慢慢地降低反馈量，这里有差调节主要是针对动态而言的，当静态时它的偏差就相对小，说是无差调节其实也不为过，当涉及到压力不变的供热汽轮机时往往采用这种形式。

3汽轮机调速系统故障原因分析和处理

3.1机械部件出现漏油

调速系统部件出现漏油是较为常见的故障，这种情况能使系统的油压偏低，从而油动机的出力不足，调速系统迟钝，易引起调节系统的摆动等，对安全生产造成威胁。通过对常见故障总结后发现，出现漏油的现象是因为调速系统部件出现磨损以及长时间腐蚀老化等情况造成其配合缝隙太大。因一些部位摩擦造成油动机活塞缸壁损坏使两腔室之间出现短路也是导致该现象的原因。系统的逆止阀不严实以及油的质量均能导致调速系统部件出现漏油，油质量差，内含较多杂质时较容易导致漏油情况出现。处于焊接箱中的全液压调节系统和整个调节系统在箱体中有气孔、未焊接透、结合面不平整等均能使不同等级油路之间发生短路现象，这些均能使汽轮机出现漏油现象。在系统漏油现象中，油质量较低时是出现漏油的最重要原因，所以解决漏油问题的关键是解决油的质量问题，在实际生产中，要将油的过滤标准提高，应该安排专门人员对管路系统进行定期检查和清洗以减少漏油故障的出现。还应对系统中的不合适部件进行更换，以解决系统逆止阀不严的问题，焊接箱体也要保证其结构的合理以确保其顺利工作。

3.2系统部件卡涩

汽轮机调速系统部件卡涩是最容易出现的故障之一，当需要动作的活动部件常常运行缓慢甚至是静止不动时，往往就是出现了卡涩的问题，除此之外，当工况发生变化，油压也会达不到正常的数值。造成卡涩最常见的原因就是活动间隙结垢，比如调门阀杆和阀套就十分容易结盐垢。此外，油质不清洁和调节主件的锈蚀也容易造成部件卡涩。在汽轮机调速系统的故障处理中，系统卡涩是相对简单的，它主要体现在日常的维护和保养中，如经常地保持油质干净没有杂质、检验蒸汽的质量是否良好，保证密封系统和疏水系统正常运行。

3.3活动电磁阀带电而所有的主汽门不动作

在做主汽门活动试验的时候，插动电磁阀带电、开启主汽门的时候却没能活动。其主要原因极有可能是因为主汽门活动试验的油路受阻，电磁阀带电后的阀体活塞没有活动；控制主汽门活动速度的节流孔受油路影响出现问题；主汽门活动和油动机活塞下部的高压油之间的排油路不顺畅等。以下以某汽轮机为例，进行分析：首先检查A侧高压主汽门活动电磁阀，将活动电磁阀拆除后，进行试验，将电磁阀接入临时220V交流电源，发现电磁阀动作正常，排除活动电磁阀的问题；检测油动机活塞下部的高压油与主汽门活动排油路，发现有1个制作工艺螺丝太长，堵住了一部分油管通流面积，经处理后，进行该主汽门活动试验，发现主汽门关闭太慢。几乎不动，不符合要求。为此，拆下控制A侧高压主汽门活动排油快慢的节流孔，发现节流孔为Φ0.6，与制造厂提供的图纸相符。经分析认为，高压油进入油动机的节流孔为Φ0.6，设计不尽合理，因为进入油动机的高压油与进行主汽门活动时泄出的油的流速一样，油动机的油压是不会减小，主汽门也不可能关闭。因此把控制A侧高压主汽门活动快慢的节流孔改为Φ0．8．重新进行A侧高压主汽门活动试验，试验结果合格用同样的方法将其他3个主汽门控制活动速度的节流孔改为Φ0．8，试验结果正常，证明此分析和改造是正确的。

3.4调节系统的油压波动。

汽轮机组的调节系统在出现油压波动的时候，首先应该考虑的就是注油器和主油泵自身的性能出现不稳定的因素。调节系统在运行的过程中，出现了油压波动，必须要立即启动相应的备用油泵，在启动的时候，还要仔细的进行倾听，倾听的对象是主油泵在转动时候所产生的声音，除此之外，还要注意油温，如果有必要必须要进行故障停机处理。其次就是油系统在运行的过程中混入了一定的空气，这些空气可能会导致系统管路的油压出现不稳定，从而导致调节系统出现不稳定的现象。在这样的情况下，如果如果高压油泵进行作业，那么油系统的油门就会自动的进行开启，导致了高速运行的油流内出现气泡。此要想解决这一现象，调节系统在运行的过程中，就必须要将出口的门完全关闭，知道油泵运行的时候才能够将其开启，在开启的过程中，也要缓慢的进行，逐渐的提高油压，这样里面存在的空气就会排出，不会导致整个系统出现故障。如果空气无法从油里面分离出来，这一影响因素可能有以下几点：回油管路布置太高、油箱的油位过低、油箱容积太小和排烟机机调的工作不严密等。想要顺畅地排出系统中的空气，应该在弯管的最高位置的各个死区中开设一些排气孔，保证空气顺利排除。

4结语

调速系统作为汽轮机的一个重要组成部分，保持其处在良好的状态正常进行工作显得尤为重要，因此要重视其经常容易出现的故障以及原因，并加强对其的日常维护和定期检查，以保证机组安全运行。

参考文献：

[1]对汽轮机调速及检修相关问题研究[J]。张雪艳。黑龙江科技信息.2016（28）

[2]小型汽轮机组调速系统负荷波动原因及解决对策[J]。李学敏。技术与市场.2014（11）