汽轮机调速系统失控原因分析及解决对策

吴立铭

大唐呼伦贝尔化肥有限公司， 内蒙古 呼伦贝尔 021000

摘要：当前工业生产技术的飞速发展使汽轮机在人们的日常生产生活中被广泛应用，其调速系统关系着汽轮机的整体运转和整个安全生产的平稳顺利。如果汽轮机调速系统由于多种故障原因引起失控，就会导致汽轮机运转工作不顺畅，影响生产进度和经济效益，因此调速系统必须保证其稳定可控。本文通过介绍汽轮机调速系统的组成部分和机械构造，分析汽轮机调速系统失控的原因，探讨如何解决调速系统失控故障的对策方案，以便保证汽轮机安全稳定运转，提高使用质量。

关键词：汽轮机；调速系统；失控；原因；转速

现代工业和科技的飞速发展使汽轮机被广泛应用，它将热能转化为动能，使生产效率得以极大提高。作为关系汽轮机重要组成部分并关系着安全生产的汽轮机调速系统，通过调节汽轮机功率，使转速保持在一定范围内以维持发电的额定频率从而满足不同的电力供应需求，使生产运行平稳。但不同的原因导致汽轮机调速系统出现失控，严重影响了汽轮机的正常运行和生产效率，因此找出汽轮机调速系统失控的原因并对症下药处理解决相关问题，才能使汽轮机正常运转并发挥最大效用。

1汽轮机调速系统构造分析

1.1转速传感系统

汽轮机转速的变化需要通过转速传感系统来感受，转速传感系统通过感受测量转速变化并以一定物理能量来保证功率的输出，同时还通过转速变化来使油压和位移信号转变进而促使传动机构产生作用，使整个系统有效运转。按照转化差异性转速传感系统可分为电子式、液压式和机械式三种，由于转速变化的不同产生的离心力也不同，因此机械式和液压式就是根据这种原理来工作。

1.2传动放大系统

由于调速器产生的信号强度有时不足以使汽配机构正常启动，这就需要传动放大系统来对信号进行放大转移，使其达到能让汽配机构正常运转的状态。当前传动放大系统结构由油动机、滑阀、反馈机构等组成。滑阀主要是控制油动机进出油的大小和方向，油动机根据调动方式分为往复式和旋转式，可以放大中间环节或功率来操纵调速气阀使其运转正常。

1.3反馈系统

反馈系统根据反馈时间差异分为刚性反馈和弹性反馈。刚性反馈是动作和反馈量都是定量定性同步的，与时间差异关系不大。弹性反馈则通过动态和静态的有差调节来使调速系统正常运转，并使反馈量一定程度降低，所以它常用于压力不变的供热汽轮机。

1.4配汽机构系统

高压主汽阀、再热主汽门、高压调节阀和再热调节门分别构成汽轮机调速系统配汽机构。高压主汽阀的卧式布置结构可以立即关闭高压主汽阀和切断气流，对于汽轮机面临紧急停机突发状态时非常适用。同时它在启动过程中可以有效控制气缸内蒸汽流量。再热主汽门由开放式阀碟、门杆、拉杆、弹簧等部件组成，其中门杆位于阀碟内的部分上面要设置密封件，安装于弹簧室上的阀碟由再热主汽门油动机操纵。单向型阀门的高压调节阀主要是利用阀门开度的改变调整来掌握汽轮机的进气量。再热调节阀由平衡式柱塞单座阀、轴向弹簧、阀杆导套等部件组成，轴向弹簧控制风度，轴向油动机启动时再热调节阀中间的阀杆 导套可以平稳准确提升蒸汽流量，使汽轮机调速系统正常稳定运行。

2汽轮机调速系统失控原因分析及解决对策

2.1零件卡涩引起调速系统失控

一是结垢、污垢对汽轮机零件间隙的影响。汽轮机活动时一些零件如调门阀杆、阀套等部位间隙由于长期使用疏于清洁，容易形成结垢、污垢，使汽轮机运行活动过程不够顺畅，出现卡顿。汽轮机内部零件有些是由钢铁材料构成，长期暴露空气容易被腐蚀，也容易导致汽轮机活动卡涩。当错油门活塞进行上下运动时，如果出现油颗粒卡涩错油门活塞现象，就会使反馈杠杆运动受阻，导致调速阀开度大小受影响，从而导致转速失控。另一种现象就是油颗粒长期存在错油门活塞中，长时间的上下微动过程中活塞表面和错油门腔室内表面出现磨损，从而导致进入错油门腔室内的油压力下降，调速信号延迟，最终使汽轮机转速上下波动甚至失控。

二是透平油质不良导致系统失控。在液压调节系统中，透平油质对调速系统平稳运行有着重要影响。如果油质不干净或者油质在运行过程中出现恶化，其产生的油颗粒、铁屑等进入透平油质中，从而使调速系统因卡涩问题而失控。

三是部件松动或运行缓慢或静止造成卡涩。汽轮机内部零件由于活动中产生一定的振动，并在内部产生一定的压力，如果阀门出现松动使原有通口发生改变进而导致压力不足，引起汽门关闭、跳闸等，也容易造成调速系统失控。、

2.2调速系统部件漏油

汽轮机调速系统部件出现漏油容易引起油压偏低，进而造成油动机动力不足，调速系统反应不敏感并容易摆动，最终造成调速系统失控，严重时会造成安全生产事故。出现漏油的原因主要有：一是调速系统在长时间高频率的使用过程中出现大范围的破损，各个零部件之间出现过大的缝隙，也因接触空气面积越大而被腐蚀的程度也越大，最终导致漏油出现。二是调速系统内部的一些部位如发动机侧壁由于长时间摩擦，使活塞缸壁损坏，造成两腔室之间出现短路。或者逆止阀不严实、全液压调节系统和整个调节系统在焊接箱体中因未焊接透、存在气孔、结合面不平整等原因而使不同等级油路之间发生短路，这些都会导致漏油出现。三是阀门漏油。在汽轮机故障中阀门漏油发生频率较高，其主要原因在于卸荷阀的西安圈口会受到燃油的侵蚀或是出现磨损，从而引发漏油的情况。在压力作用下漏油通口往往会出现油质外泄的情况，导致内外压强联动，出现机身振动。此外，由于卸荷阀发生磨损会使得气压下降，挡板、电服阀以及衔铁喷嘴出现位移，使得挡板另一端油压发生变动，难以与设计要求相符。

3汽轮机调速系统失控的对策探讨研究

3.1 对汽轮机清洁保养要建立专业规范的工作制度

工作人员按照汽轮机操作规范经常性对汽轮机进行打扫、清洁，特别是汽轮机调速系统里内部零件间隙的清洁、保养和防腐需加强，减少污垢、结垢的产生对零部件的卡涩影响。

3.2 保证汽轮机疏水系统和密闭性正常

对于蒸气质量的检查也要进行经常性严格的检查，确保汽轮机工作时能严格防止水分、蒸气等进入油系统，造成润滑油提前乳化或乳化，要保证水能及时被疏散，减少水汽对零部件的腐蚀。这可以通过汽轮机轴封抽气喷射器运行正常来使调速系统高效正常工作。

3.3 提高润滑油清洁度的相关标准和要求

一是可以考虑对老电液转换器进行更新改造，因为老电液转换器对润滑油清洁度如金属颗粒、脏物、巴氏合金及其他污染物的要求较低。另一途径是调速机组选用新型电液转换器。润滑油清洁度分析化验指标可借鉴美国航空航天工业联合会 的《液压油污染物等级》（AS 4059 -2005）或国际标准组织《液压传动 油液固体颗粒污染等级代号》标准（ISO 4406 -1999），将润滑油清洁度等级定为6级，将润滑油水分指标定为0.01%，通过提高标准使润滑油使用更加规范谨慎，减少因润滑油质量问题引起的零部件卡涩、松动及漏油等问题的出现。

3.4 确保汽轮机相关使用油质量过关

质量过关的油可以减少油颗粒的产生，特别是汽轮机表面油质的干净可降低调节系统零部件的卡涩影响。汽轮机使用过程中必须要购买优质油，进入调速系统内部的油必须符合使用标准，工作人员必须对油的过滤情况严加把关，以此降低漏油现象的出现。

3.5做好相关零部件的检修、保养工作

安全油芯阀门如果因系统卸荷阀被损坏就容易出现没有被迅速关闭的现象，容易对伺服阀流量产生严重影响，一旦流量出现不足，调速系统油压会出现下降，最终导致调速系统失控，汽轮机机组跳机。因此工作人员必须对汽轮机组内部阀门做系列全面的检查，特别是线圈的封闭性和密闭性测试必须严格到位，对不合格或已破损的零件要及时更换，从而确保汽轮机机动组不因阀门故障问题导致调速系统失控的发生。除此之外，要想有效避免卡涉的问题出现，还需要工作人员能够定期清洁汽轮机，避免积累过多污垢。同时还要增加汽轮机油的更换频率，维持其面油质的干净。

3.6 落实好漏油问题的处理

如若汽轮机调速系统中出现漏油的问题就会使得系统内部油压下降，系统油动机动力下降，出现反应不灵敏、调节原件性能不稳定等情况，导致整体调速系统运行质量降低，进而威胁到了系统的安全性。所以在出现该类问题时要求工作人员能够对汽轮机的运行情况进行密切观察，充分做好可能出现故障问题的准备，以便于能够在第一时间采取有效措施来维护汽轮机。尤其是是使用汽轮机时，务必要确保采购油品的质量，并且定期组织工作人员来实时清理与维护，严格把控有的过滤情况，保证系统中的油与规定要求相符，有效防止漏油问题。

3.7做好系统卸荷阀的故障维修

诸多实验研究表明，在汽轮机的调节速度系统内，在长时间运行下卸荷阀阀芯中的O型圈极易因为燃油的侵蚀而产生严重受损的问题。而这样就会直接引发卸荷阀顶部产生油泄漏的情况，留下巨大的安全隐患。此外，因为系统卸荷阀受损，导致没能快速关闭安全油芯阀门，在较大程度上影响到了伺服阀的流量，一旦有指令发出，EH流量也难以达到相应要求，AST油压不断下降，使得汽轮机机动组出现调剂的现象，导致调速系统受到影响。所以要求有关工作人员能够将汽轮机系统的停机时间全面运用起来，全方位细致的检查和检修内部阀门中线圈的密封性，如若出现零部件受损或是不达标的情况则需要立即进行更换。此外，可以将型号为MDOCJ761003的伺服阀取代其他类型的伺服阀，以确保能够有效过渡转接板，唯有这样方可在汽轮机调速系统油动机出现故障时，不会直接干扰到EH系统油压，让汽轮机机动组卸荷阀的故障问题得以有效处理。

4 结束语

综上所述，汽轮机调速系统对于汽轮机正常运转起着至关重要的影响，复杂的内零部件设备如果出现故障就很容易导致其失控，进而阻碍汽轮机机组的正常有效运行，因此相关技术人员应加强对汽轮机设备的清洁、维护和保养，对不利因素及时进行排查清楚，使调速系统在正常范围内运转，最终实现生产工作安全稳定。

参考文献

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