1000MW机组汽轮机调速风险预控策略

发表时间:2020/8/4   来源:《中国电业》2020年48卷7期   作者:肖瑶
[导读] 汽轮机是当前火电厂最重要的工作系统之一,其运行状态直接决定了火电厂发电机的正常运行。
        摘要:汽轮机是当前火电厂最重要的工作系统之一,其运行状态直接决定了火电厂发电机的正常运行。而对于汽轮机而言,其运行状态的保障则主要依靠于调速保护系统。调速保护系统是控制汽轮机转速的重要部件,其可以通过控制进气阀门,实现对汽轮机运行状态的控制,同时也能够起到保护汽轮机组的作用。可以说,调速保护系统对保障汽轮机的安全,乃至整个火电厂的正常运行都有着重要的实际意义。
        关键词:汽轮机;调速保护系统;异常问题分析
        1  1000mw汽轮机组调速系统的基本概况
        汽轮机组调速系统可能会因为各种原因而出现故障和问题,如果相关单位没有重视汽轮机组调速系统的检测与维修,可能会影响整个汽轮机组的稳定运行。汽轮机组的结构与装置比较复杂,在调速过程中可能会因为某个结构或是装置存在问题而引起调速系统的故障。我国的汽轮机组无论是在技术应用方面还是在系统更新方面都有了长足进步,配套设施也在不断更新换代。计算机技术、信息技术的辅助与应用使得很多先进的控制系统及其相关技术已经可以较好地融入到汽轮机组的调速系统之中,在维持汽轮机组可以稳定运行的同时,显著提升了汽轮机组的实际运行效率,并发挥出了极其重要的调节作用。调速系统故障是汽轮机组比较常见的故障,其会影响汽轮机组的正常运行效率,甚至会引起严重的安全事故。
        2  1000mw汽轮机组调速系统的基本组成
        2.1 传动放大
        传动放大机构包括错油门、反馈机构和油动机。因为调速器的发生信号比较弱小无法使配汽装置直接启动,这就需要传动放大机构对信号进行放大与转移,确保这些信号可以起到应用的作用。一般来说,油动机的进油方向以及油量大小都有错油门进行控制调节油动机通常包括旋转式和往复式两种,其可以放大功率来对调速气阀进行操作。
        2.2 转速感应
        转速感应其按照工作原理可以分为液压式、电子式和机械式三种类型,其可以及时感应转速出现的变化,并把转速转化为相对应的物理量从而完成有效输出。转速感应还能将转速转变为油压的变化或者位移的变化等相关信号,并传输至传动机构。
        2.3 反馈机构
        反馈机构的反馈情况根据其反馈量的时间变化状况通常可以分为弹性反馈与刚性反馈。弹性反馈是通过有差调节确保调速系统的稳定可靠,并慢慢降低实际反馈量。刚性反馈是指有动作就一定会产生反馈量,反馈量和动作进行是同步的,其不会因为时间存在差异而产生不同。
        2.4 配汽机构
        汽轮机的调速系统配汽机构主要是由高压调节阀、高压主汽阀、再热调节阀和再热主汽门四个部分组成。高压调节阀是一种单座提升阀,其作用是以改变阀门的开度来调节、掌握汽轮机进气量。高压主汽阀通常是卧式的布置形式,当汽轮机需要进行紧急停机时高压主汽阀可以实现立刻关闭并切断气源的功能,也能在启动的过程中有效控制进入气缸的实际蒸汽流量。再热调节阀是一种平衡式的柱塞单座阀,其由轴向的弹簧进行封锁,并通过轴向的油动机来开启。中间有一个阀杆导套,可以在调节再热蒸汽的流量时提高稳定性和效率。再热蒸汽主汽门是一种开关式的两位阀,由安装于弹簧室的再热主汽门的油动机进行操作开启。
        3 常见的火电厂1000mw汽轮起调速保护系统异常情况
        (1)调速保护系统摆动。调速保护系统摆动幅度过大,就会导致其对汽轮机运行的控制效率不高,从而会严重影响汽轮机的正常运行。造成调速保护系统摆动的原因有很多种。高压抗燃油中的水分就是导致其异常摆动的一个重要原因。

若是抗燃油在运行过程中受到杂质、水分等物质的影响,就会使得系统伺服阀或者节流孔出现堵塞的情况,从而降低调速保护系统对汽轮机的控制系统,严重的话,还可能导致设备的重大损坏事故。此外,油压波动、油箱油位过低等都会引起调速保护系统摆动异常问题。(2)电磁阀故障。电磁阀组件是调速保护系统的重要组成部分,其作用在于将跳闸的信号进行转换,已获得液压信息号,这样遮断保护装置就能正常工作,从而可以更好的保障汽轮机的运行安全。AST2电磁阀是当前调速保护系统最常用的电磁阀之一。在实际工作中,若是电磁阀发生故障,就会引起主汽门的关闭,从而导致事故。造成电磁阀故障的原因有很多种。常见的有高中压主汽门关闭信号或者是电磁阀长期工作造成的带电损伤等。
        当电磁阀自身因为卡涩,在关电的时候,其自身仍未关闭,就很容易导致其发生带电损伤的问题。这样就很容易导致汽轮机遮断,引起主汽门关闭。此外,高。中压主汽门关闭信号也会存在无法的情况,这同样会导致电磁阀故障的出现。(3)低压安全油失压。近年来,一些火电厂也出现过因为低压安全油供油管路漏泄导致的调速保护系统异常问题,并引发主汽门关闭的事故。所以,调速保护系统油压失力同样会引发汽轮机的运行故障。而导致低压安全油失压的原因有很多。一方面,薄膜阀上腔油压若是出现施压的情况,就会使得薄膜阀打开,导致一些油液会排放到EH邮箱,进而导致汽门的快速关闭。薄膜阀上的腔低压安全油发生失压情况是造成汽轮机组跳闸的的一个重要原因。同时,低压安全由系统也会存在泄漏的情况。若是出现泄漏情况,低压安全油压无法得到保证,同样会导致调速保护系统出现故障。
        4 火电厂汽轮起调速保护系统异常对策分析
        (1)完善测点的报警和监视工作。调速保护系统无论是在设计,电磁阀还是在维护等方面都可能存在一定的小问题。而这些小问题能够在实际工作中引发重大事故。因此,加强对调速保护系统的异常检测和处理极为重要。完善重要保护测点的监视工作,并做好相应的报警工作是一项重要的调速保护系统安全管理内容。在汽轮机组设计或者改造阶段中,通过对这些工作的完善,就能够帮助工作人员及时发现调速保护系统异常问题,从而可以减小异常停机事故发生的概率。有条件的火电厂可以引进信息技术和自动监控技术,加强对重要部件,比如电磁阀门、异常摆动等情况的检测,同时也能更好的搜集到调速保护系统的运行参数,以便工作人员更好的判断其运行状态,对其异常问题能够做好正确的识别。
        (2)加强巡视检查工作。为了更好的保障调速保护系统的正常运行,火电厂也需要安排专门的热工人员负责对重点部件的检查力度。运行人员也要严格按照规定进行试验,检查电磁阀等的运行状态是否正常在检查之前,工作人员也要做好自身的防护共工作,当发现参数异常时,需要立刻上报,并及时对异常问题进行处理,避免汽轮起组出现不必要的停机事故。
        (3)强化重点监控。从调速保护系统的异常情况看,电磁阀和低压安全油管道是最容易出现问题的部件之一。因此,在实际工作中,也要加强对这些部分的重点监控。比如,对于AST电磁阀,应该强化对线圈电阻和绝缘电阻的检查,并应加强对密封圈腐蚀情况的监控,及时清理油压节流孔等处,避免节流孔的堵塞。也要注意AST电磁阀是否存在卡涩情况,通过重点监控,及时消除安全隐患。而对于管道振动问题,也要检查支吊架的固定情况,同时也要注意低压安全油管道是否存在与其他管道搭接,以免因为其他管道的震动导致低压安全油管道的强迫震动等。
        5 结语
        综上所述,汽轮机在日常使用中可能会发生各种各样的调速系统异常与故障,这就需要对故障的原因进行分析和试验,并利用故障处理技术做出迅速反应,加强设备故障和问题的预防及处理效益,强化汽轮机的维修保养质量,从而保证汽轮机组运行的安全可靠。
        参考文献:
        [1]佚名.汽轮机本体常见故障分析及处理对策探讨[J].山东工业技术,2019(1):178.
        [2]佚名.汽轮机调速系统常见故障及维修[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2018,23(03):101-103.
       
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