吳作根

（廣東 528211）

調(diào)速系統(tǒng)在汽輪機(jī)組運(yùn)行中的作用非常重要,而了解消除調(diào)速系統(tǒng)缺陷和不安全隱患的措施，對(duì)檢修和運(yùn)行人員都相當(dāng)重要,以下將介紹300MW汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的幾個(gè)常見(jiàn)故障與其解決措施，可為業(yè)內(nèi)人士提供一定的參考價(jià)值。

1 系統(tǒng)掛閘后A側(cè)的中壓主汽門(mén)不能開(kāi)啟

1.1 主汽門(mén)工作原理

從EH油泵出來(lái)的壓力油（抗燃油）進(jìn)入EH控制系統(tǒng)，它被分成幾路,分別送到不同的控制組件中去。其中壓力油經(jīng)一個(gè)中0.6的節(jié)流孔,進(jìn)入各主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下面以及進(jìn)入到各主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)集成塊上的卸荷閥的底部,各主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)在壓力油的作用下,克服閥門(mén)的摩擦力、蒸汽作用力、閥門(mén)自重和操縱它的彈簧力,打開(kāi)各主汽門(mén)的同時(shí)被送到卸荷閥下部的壓力油經(jīng)卸荷閥上的一個(gè)節(jié)流孔節(jié)流后,形成自動(dòng)停機(jī)危急遮斷控制油（AST控制油）?？刂朴徒?jīng)過(guò)卸荷閥內(nèi)部一個(gè)節(jié)流孔節(jié)流后作用在卸荷閥的杯狀滑閥的上部，該控制油與卸荷閥內(nèi)部彈簧力的疊加將卸荷閥的杯狀滑閥壓在閥座上,封閉了各主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸底部與有壓回油的通道。當(dāng)主汽門(mén)開(kāi)關(guān)電磁閥或AST電磁閥組件上的AST電磁閥失電打開(kāi)時(shí),均將卸荷閥杯狀滑閥上部的AST控制油接通到無(wú)壓回油,卸荷閥的杯狀滑閥在其底部的油壓力的作用下動(dòng)作,將各主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸腔的壓力油接至有壓回油,這樣各主汽門(mén)在操縱座彈簧力的作用下,迅速關(guān)閉。另外,緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)卸荷閥上的針閥調(diào)節(jié)手柄,可使主汽門(mén)油缸活塞下腔的壓力油油壓部分跌落,主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)在操縱座彈簧力的作用下根據(jù)油壓跌落的多少關(guān)閉一定的行程,以達(dá)到主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)的目的。

1.2 故障情況分析

根據(jù)主汽門(mén)工作原理,在機(jī)組掛閘后,主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下面油壓應(yīng)該為14.0MPa左右,主汽門(mén)開(kāi)啟。經(jīng)過(guò)外部檢查,A側(cè)的中壓主汽門(mén)的關(guān)閉彈簧及閥門(mén)裝置等沒(méi)有發(fā)現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,可以判斷故障點(diǎn)只能是主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下部無(wú)壓力油或者是壓力油泄漏。經(jīng)分析主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下部高壓油泄漏的可能性最大。造成主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下部高壓油泄漏有以下幾個(gè)原因：

(1)主汽門(mén)活動(dòng)電磁閥帶電打開(kāi)使主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸活塞下腔的壓力油跌落；(2)電磁閥組件上的AST電磁閥失電打開(kāi),將卸荷閥杯狀滑閥上部的 AST控制油接通到無(wú)壓回油,卸荷閥的杯狀滑閥在其底部的油壓力的作用下動(dòng)作,將各主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸腔的壓力油接至有壓回油;卸荷閥本身存在故障。顯然第二種情況是不可能出現(xiàn)的,因掛閘后其他3個(gè)主汽門(mén)均能打開(kāi);第一種情況通過(guò)活動(dòng)電磁閥帶電和失電試驗(yàn),主汽門(mén)的狀態(tài)沒(méi)有變化,也就是說(shuō)A側(cè)中壓主汽門(mén)始終處于關(guān)閉狀態(tài),因此問(wèn)題出在第三種可能性最大。將A側(cè)中壓主汽門(mén)卸荷閥拆下,經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)卸荷閥上針閥調(diào)節(jié)手柄己經(jīng)全部旋入,手柄沒(méi)有阻力,也就是說(shuō)手柄螺紋過(guò)短沒(méi)有將針閥旋轉(zhuǎn)到位,造成A側(cè)中壓主汽門(mén)卸荷閥上的AST油壓經(jīng)過(guò)針閥封堵的油孔進(jìn)入有壓回油,A側(cè)中壓主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)油缸的活塞下部高壓油經(jīng)卸荷閥接至有壓回油，A側(cè)中壓主汽門(mén)不能打開(kāi)，重新制作卸荷閥上的針閥調(diào)節(jié)手柄螺絲,并比原來(lái)的手柄螺絲加長(zhǎng)10mm,裝入后,A側(cè)中壓主汽門(mén)能夠緩慢打開(kāi)。

2 A側(cè)的GV3高壓調(diào)速汽門(mén)在沒(méi)有給定信號(hào)的情況下自動(dòng)開(kāi)啟A側(cè)GV3高壓調(diào)速汽門(mén)在沒(méi)有外部信號(hào)的情況下,掛閘后就自動(dòng)打開(kāi)。造成這一現(xiàn)象的原因是壓力油經(jīng)過(guò)一個(gè)精度為10μm的濾油器，進(jìn)入 MOOG伺服閥（電液伺服閥）再被送入GV3高壓調(diào)門(mén)油動(dòng)機(jī)活塞下部,將GV3高壓調(diào)門(mén)打開(kāi)。正常狀態(tài)下,MOOG伺服閥沒(méi)接受信號(hào),壓力油不能夠通過(guò)MOOG伺服閥。造成MOOG伺服閥沒(méi)接受外部信號(hào)暢通的原因可能是MOOG伺服閥的機(jī)械零位己經(jīng)漂移，因而，需調(diào)整MOOG伺服閥的機(jī)械零位。利用信號(hào)源給MOOG伺服閥加入信號(hào),首先加入小于4mA電流,緩慢調(diào)整 MOOG伺服閥機(jī)械零位,在這種狀況下,GV3高壓調(diào)門(mén)關(guān)閉,加入4mA電流,此時(shí)，高壓調(diào)門(mén)GV3應(yīng)該在關(guān)閉狀態(tài),緩慢繼續(xù)加大信號(hào),調(diào)門(mén)緩慢開(kāi)啟、遭到信號(hào)加滿汾調(diào)門(mén)全開(kāi),然后緩慢減小信號(hào),調(diào)門(mén)關(guān)閉,此時(shí)的信號(hào)為4mA。通過(guò)改變 MOOG伺服閥的機(jī)械零位,解決了高壓調(diào)速汽門(mén)在沒(méi)有外部信號(hào)的情況下,掛閘后就自動(dòng)打開(kāi)這一問(wèn)題。

3 活動(dòng)電磁閥帶電而所有的主汽門(mén)不動(dòng)作

在主汽門(mén)開(kāi)啟的情況下,做主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)時(shí),活動(dòng)電磁閥帶電,而主汽門(mén)沒(méi)有活動(dòng)。保持開(kāi)的狀態(tài)的原因可能是：整個(gè)主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)油路不通,電磁閥帶電后,閥體的活塞沒(méi)有動(dòng)作；油路上的電磁閥后控制主汽門(mén)活動(dòng)快慢的節(jié)流孔不通或太?。挥蛣?dòng)機(jī)活塞下部的高壓油與主汽門(mén)活動(dòng)排油路不通等等。首先檢查A側(cè)高壓主汽門(mén)活動(dòng)電磁閥，將活動(dòng)電磁閥拆除后，進(jìn)行試驗(yàn)，將電磁閥接入臨時(shí)220V交流電源，發(fā)現(xiàn)電磁閥動(dòng)作正常,排除活動(dòng)電磁閥的問(wèn)題；檢測(cè)油動(dòng)機(jī)活塞下部的高壓油與主汽門(mén)活動(dòng)排油路，發(fā)現(xiàn)有1個(gè)制作工藝螺絲太長(zhǎng)，堵住了一部分油管通流面積,經(jīng)處理后,進(jìn)行該主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)主汽門(mén)關(guān)閉太慢,幾乎不動(dòng),不符合要求。為此,拆下控制A側(cè)高壓主汽門(mén)活動(dòng)排油快慢的節(jié)流孔,發(fā)現(xiàn)節(jié)流孔為Φ0.6，與制造廠提供的圖紙相符。經(jīng)分析認(rèn)為,高壓油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)的節(jié)流孔為Φ0.6,設(shè)計(jì)不盡合理，因?yàn)檫M(jìn)入油動(dòng)機(jī)的高壓油與進(jìn)行主汽門(mén)活動(dòng)時(shí)泄出的油的流速一樣，油動(dòng)機(jī)的油壓是不會(huì)減小,主汽門(mén)也不可能關(guān)閉。因此把控制A側(cè)高壓主汽門(mén)活動(dòng)快慢的節(jié)流孔改為Φ0.8,重新進(jìn)行A側(cè)高壓主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果合格。用同樣的方法將其他3個(gè)主汽門(mén)控制活動(dòng)速度的節(jié)流孔改為Φ0.8,試驗(yàn)結(jié)果正常,證明此分析和改造是正確的。

4 EH油泵油壓過(guò)低造成跳閘

機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中,從開(kāi)始啟動(dòng)到定速之前，高壓油、OPC和 AST控制油很穩(wěn)定,壓力維持在13.5MPa,EH油泵出口壓力14.0MPa;當(dāng)機(jī)組帶負(fù)荷進(jìn)入定速后,油壓開(kāi)始頻繁波動(dòng),范圍為8.5～14MPa,造成機(jī)組因EH油壓過(guò)低保護(hù)動(dòng)作跳閘。經(jīng)分析,排除了 EH油泵造成油壓波動(dòng)的原因,油壓的波動(dòng)是由系統(tǒng)帶電設(shè)備（保護(hù)電磁閥組件,MOOG閥,試驗(yàn)電磁閥等）頻繁動(dòng)作而引起的。在機(jī)組掛閘后，油壓就開(kāi)始碑動(dòng)，綜合分析造成油壓波動(dòng)可能是MOOG閥動(dòng)作不正常或調(diào)節(jié)汽門(mén)上的卸荷閥上的阻尼孔有雜質(zhì)阻塞（現(xiàn)場(chǎng)跡象表明EH油雜質(zhì)較多）。但清理調(diào)門(mén)上卸荷閥的阻尼孔后,母管上的EH油壓、OPC和AST控制油壓仍然波動(dòng)頻繁。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示的情況來(lái)看，機(jī)組定速及帶負(fù)荷后,高壓油、OPC和AST控制油壓才出現(xiàn)頻繁波動(dòng),中壓調(diào)節(jié)汽門(mén)此時(shí)己經(jīng)全開(kāi)，現(xiàn)場(chǎng)檢查中壓調(diào)節(jié)汽門(mén)MOOG閥有明顯的振動(dòng)。在DEH操作畫(huà)面人為地將中壓調(diào)節(jié)汽門(mén)關(guān)至90%,這時(shí)油壓才不發(fā)生頻繁波動(dòng)，為此，將調(diào)門(mén)上的MOOG閥拆開(kāi)檢查。 M00G閥是由1個(gè)帶有永久磁鋼的電力矩馬達(dá)以及帶有機(jī)械反饋的二級(jí)液壓功率放大器組成。第一級(jí)放大器由 1個(gè)雙噴嘴及1個(gè)單擋板組成，擋板固定在力矩馬達(dá)銜鐵的中心，并且在2個(gè)噴嘴之間穿過(guò)，使噴嘴與擋板之間形成2個(gè)可變的節(jié)流縫隙，由擋板及噴嘴控制的油壓通到第二級(jí)滑閥兩端的端面上。第二級(jí)液壓放大器是四通滑閥結(jié)構(gòu)，在相同的壓差下，滑閥的輸出流量與滑閥開(kāi)口成正比、一個(gè)懸臂的反饋彈簧固定在擋板上，并嵌入滑周中心一個(gè)糟內(nèi)。在零位位置，擋板對(duì)2個(gè)噴嘴油流的節(jié)流相同，因此就不存在引起滑閥位移的壓差；當(dāng)有信號(hào)作用在力矩馬達(dá)上時(shí)，銜鐵及擋板就會(huì)偏向某一個(gè)噴嘴，使滑閥兩端的油壓不同，從而推動(dòng)滑閥移動(dòng)，滑閥會(huì)一直移動(dòng)到反饋彈簧所傳遞的反作用力與力矩馬達(dá)發(fā)出的力相等為止。拆檢中壓調(diào)門(mén)MOOG閥發(fā)現(xiàn)其滑閥設(shè)計(jì)不合理，需要將滑閥進(jìn)行改造，就是說(shuō)將滑閥閥芯末端稍微加長(zhǎng)，在MOOG閥擺線馬達(dá)工作波動(dòng)時(shí)，滑閥閥芯也能把油口完全封住，才能避免MOOG閥擺線馬達(dá)頻繁波動(dòng)造成油口泄油。經(jīng)改造，機(jī)組重新啟動(dòng)定速及帶負(fù)荷后，中壓調(diào)門(mén)即使開(kāi)至100%，高壓油壓、AST和OPC控制油壓穩(wěn)定，不再發(fā)生頻繁波動(dòng)現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)。調(diào)試過(guò)程中,對(duì)以上幾種常見(jiàn)故障進(jìn)行處理,會(huì)使得機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),并且滿足正常運(yùn)行的要求。溯其問(wèn)題根源在于個(gè)別設(shè)備部件質(zhì)量或設(shè)計(jì)上有缺陷,但若能及時(shí)、準(zhǔn)確地作出相應(yīng)技術(shù)處理,不僅可消除類(lèi)似的缺陷擴(kuò)大為安全事故的隱患,為機(jī)組順利啟動(dòng)、安全運(yùn)行提供保障,也為有關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)改進(jìn)提出生產(chǎn)實(shí)踐中所得出的檢修經(jīng)驗(yàn)和一種思路。

[1]葉榮學(xué).《汽輪機(jī)調(diào)節(jié)》.北京，水利電力出版社，1988.

[2]王杭州.300MW汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析與對(duì)策[J].發(fā)電設(shè)備，2003.