300MW汽轮机调速系统故障分析与处理
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摘 要：调速系统性能的好坏直接影响到汽轮机组能否安全、可靠地运行。本文对300mw汽轮机调速系统中几种常见的故障进行了分析，并提出相应解决方法。
关键词：汽轮机；调速系统；故障；解决方法
中图分类号：TK26文献标识码：A文章编号：
引言：
调速系统在汽轮机组运行中的作用非常重要,而了解消除调速系统缺陷和不安全隐患的措施，对检修和运行人员都相当重要,以下将介绍300MW 汽轮机调速系统的几个常见故障与其解决措施，可为业内人士提供一定的参考价值。
1.系统挂闸之后无法启动甲侧的中压主汽门
1.1主汽门工作原理
从EH油泵出来的压力油（抗燃油）进入EH 控制系统，它被分成几路分别送到不同的控制组件中去。其中压力油经一个节流孔，进入各主汽门油动机油缸的活塞下面以及进入到各主汽门油动机集成块上的卸荷阀的底部,各主汽门油动机在压力油的作用下,克服阀门的摩擦力、蒸汽作用力、阀门自重和操纵它的弹簧力,打开各主汽门的同时被送到卸荷阀下部的压力油经卸荷阀上的一个节流孔节流后,形成自动停机危急遮断控制油（AST 控制油）。
（图为卸荷阀）控制油经过卸荷阀内部一个节流孔节流后作用在卸荷阀的杯状滑阀的上部，该控制油与卸荷阀内部弹簧力的叠加将卸荷阀的杯状滑阀压在阀座上,封闭了各主汽门油动机油缸底部与有压回油的通道。当主汽门开关电磁阀或AST电磁阀组件上的AST 电磁阀失电打开时, 均将卸荷阀杯状滑阀上部的 AST控制油接通到无压回油,卸荷阀的杯状滑阀在其底部的油压力的作用下动作,将各主汽门油动机油缸腔的压力油接至有压回油, 这样各主汽门在操纵座弹簧力的作用下,迅速关闭。另外,缓慢逆时针转动卸荷阀上的针阀调节手柄,可使主汽门油缸活塞下腔的压力油油压部分跌落,主汽门油动机在操纵座弹簧力的作用下根据油压跌落的多少关闭一定的行程,以达到主汽门活动试验的目的。
1.2 故障情况分析
(1)主汽门活动电磁阀带电打开使主汽门油动机油缸活塞下腔的压力油跌落；(2) 电磁阀组件上的AST 电磁阀失电打开, 将卸荷阀杯状滑阀上部的AST 控制油接通到无压回油,卸荷阀的杯状滑阀在其底部的油压力的作用下动作,将各主汽门油动机油缸腔的压力油接至有压回油;卸荷阀本身存在故障。显然第二种情况是不可能出现的, 因挂闸后其他3个主汽门均能打开;
(3)第一种情况通过活动电磁阀带电和失电试验,主汽门的状态没有变化, 也就是说甲侧中压主汽门始终处于关闭状态,因此问题出在第三种可能性最大。将甲侧中压主汽门卸荷阀拆下,经过检查发现卸荷阀上针阀调节手柄己经全部旋入,手柄没有阻力,也就是说手柄螺纹过短没有将针阀旋转到位, 造成甲侧中压主汽门卸荷阀上的AST 油压经过针阀封堵的油孔进入有压回油, 甲侧中压主汽门油动机油缸的活塞下部高压油经卸荷阀接至有压回油，甲侧中压主汽门不能打开，重新制作卸荷阀上的针阀调节手柄螺丝,并比原来的手柄螺丝加长 10mm , 装入后,A侧中压主汽门能够缓慢打开。
2 . 在未给入信号的状况下甲侧的GV3高压调速汽门自行打开
在无外来信号的状况下甲侧的GV3高压调速汽门在挂闸之后能够自动开启。其原因是由于压力油通过滤网，流进电液伺服阀再被输至GV3高压调速汽门的油动机活塞的底部，开启GV3高压调速汽门。正常情况下，电液伺服阀未接到信号，压力油无法经过电液伺服阀。导致电液伺服阀未能接收外部信号就自动开启，可能因为电液伺服阀的机械零位发生漂移，所以，应当对电液伺服阀的机械零位进行调整。通过信号源为电液伺服阀输入信号，第一步输入的电流低于4 mA，逐步对电液伺服阀的机械零位进行调节，在此情形下，关闭GV3高压调速汽门，输入电流为4 MA，这时GV3高压调速汽门应当为关闭状况，然后逐步增加信号，调速汽门逐步打开、直至信号最大使得调速汽门全部打开，再逐步降低信号，关闭调速汽门，这时的信号刚好为4 mA。利用对电液伺服阀的机械零位进行调节，有效解决了在无外部信号的状况高压调速汽门在挂闸之后会自行开启的问题。
3. 试验电磁阀带电但全部的主汽门无法开启
在主汽门启动的状况下，在进行主汽门的活动试验的时候使电磁阀带电，但是主汽门并未活动。维持开启的情况的主要原因是：主汽门在活动试验过程中油路不通，使得油路上的电磁阀带电之后调节主汽门活动速度的节流孔堵塞；油动机活塞底部的高压油和主汽门的回油管路发生堵塞。
第一步对于甲侧高压主汽门的电磁阀进行检查，拆除试验电磁阀之后开展试验，将临时的交流电（220 V）接进电磁阀，结果表明电磁阀为正常，排除电磁阀的故障；再对油动机的活塞底部的高压油和主汽门的排油路进行检测，查出1个加工的螺丝过长，堵塞了部分油管的通流截面，经过处理之后，然后对该主汽门实施活动试验，结果表明主汽门的关闭过于缓慢，不满足要求。在拆下控制甲侧的高压主汽门调节回油速度的节流孔检测节流孔尺寸（和生产厂家提供的图纸一致）。通过分析发现，高压油通过油动机的节流孔尺寸设计有点小，由于流入油动机的高压油和主汽门在进行活动的时候流出的油的流速相同，其油压保持不变，主汽门无法关闭。所以将控制甲侧高压的主汽门调节活动速度的节流孔更改大，再次对甲侧高压的主汽门进行活动试验其结果满足要求。采取相同的办法将其余3个主汽门调节活动快慢的节流孔更改大，试验的结果满足要求表明此研究与改进是合理的。
4. EH油泵油压过低造成保护动作跳闸
机组在启动过程中,从开始启动到定速之前，高压油、OPC和 AST控制油很稳定,压力维持在13.5MPa , EH 油泵出口压力 14. 0MPa;当机组带负荷进入定速后, 油压开始频繁波动,范围为8 . 5 ~14MPa , 造成机组因EH油压过低保护动作跳闸。经分析,排除了 EH油泵造成油压波动的原因, 油压的波动是由系统带电设备（保护电磁阀组件, 伺服阀, 试验电磁阀等）频繁动作而引起的。在机组挂闸后，油压就开始波动，综合分析造成油压波动可能是MOOG阀动作不正常或调节汽门上的卸荷阀上的阻尼孔有杂质阻塞（现场迹象表明EH 油杂质较多）。但清理调门上卸荷阀的阻尼孔后, 母管上的 EH 油压、OPC和 AST控制油压仍然波动频繁。根据现场显示的情况来看，机组定速及带负荷后,高压油、OPC和AST控制油压才出现频繁波动,中压调节汽门此时己经全开，现场检查中压调节汽门伺服阀有明显的振动。在DEH操作画面人为地将中压调节汽门关至90 % ,这时油压才不发生频繁波动，为此，将调门上的伺服阀拆开检查。（图为伺服阀）伺服阀是由1个带有永久磁钢的电力矩马达以及带有机械反馈的二级液压功率放大器组成。第一级放大器由1个双喷嘴及1个单挡板组成，挡板固定在力矩马达衔铁的中心，并且在2个喷嘴之间穿过，使喷嘴与挡板之间形成2个可变的节流缝隙，由挡板及喷嘴控制的油压通到第二级滑阀两端的端面上。第二级液压放大器是四通滑阀结构，在相同的压差下，滑阀的输出流量与滑阀开口成正比、一个悬臂的反馈弹簧固定在挡板上，并嵌入滑周中心一个糟内。在零位位置，挡板对2个喷嘴油流的节流相同，因此就不存在引起滑阀位移的压差；当有信号作用在力矩马达上时，衔铁及挡板就会偏向某一个喷嘴，使滑阀两端的油压不同，从而推动滑阀移动，滑阀会一直移动到反馈弹簧所传递的反作用力与力矩马达发出的力相等为止。拆检中压调门伺服阀发现其滑阀阀芯末端有一点短，在伺服阀摆线马达工作波动时，滑阀阀芯不能把油口完全封住，造成伺服阀摆线马达频繁波动引起油压波动。就是说要将滑阀阀芯末端稍微加长，在伺服阀摆线马达工作波动时，滑阀阀芯也能把油口完全封住，才能避免伺服阀阀摆线马达频繁波动造成油口泄油。经改造，机组重新启动定速及带负荷后，中压调门即使开至 100 %，高压油压、AST和 OPC控制油压稳定，不再发生频繁波动现象。
5.结语
对以上几种常见故障进行处理,会使得机组调速系统运行平稳,并且满足正常运行的要求。溯其问题根源在于个别设备部件质量或设计上有缺陷,但若能及时、准确地作出相应技术处理,不仅可消除类似的缺陷扩大为安全事故的隐患,为机组顺利启动、安全运行提供保障,也为有关设备的设计改进提出生产实践中所得出的检修经验和一种思路。
参考文献：
[1]翦天冲.汽轮机原理[M].北京:中国水力电力出版社,2002.
[2]王杭州.300MW汽轮机电液调节系统故障分析与对策[J].发电设备,2003,(1).