伴随着我国经济的持续快速发展, 我国电厂装机容量不断增加, 电网负荷的高峰和低谷差也逐渐增大, 且经过电力体制的初步改革后, 实现了厂网分家, 竞价上网的总体形式, 这就对发电厂机组的整体控制性能、自动化水平及负荷的适应性提出了更高的要求。作为汽轮机重要的调节设备, 液压调节系统由于自身存在特性曲线较差及迟缓率过大的缺陷, 因此会经常出现故障, 难以满足电厂自动化的需求。电液并存控系统主要的功能是对火电厂汽轮机机组调节系统进行改造, 由于当时电子元件的水平不高, 因此其所组成的电气系统可靠性也较差, 因此需对其发生的故障进行总结, 积极地寻找故障的原因, 探索预防的措施。
大型的汽轮机机组普遍采用了数字电液调节系统, 其在理论上可以满足各种工况的需要, 能够实现满负荷的自动化控制。但在实际的生产过程中其往往受到一定因素的约束和限制, 并由于计算机的使用而带来的一些新的问题, 如软件可靠性、卡件故障等, 下面以一个实例问题进行分析。
例1:某发电厂1#机组的DCS操作站于2011年3月5日因电气400V 1A段失电, 发生了5台工控机自动重启的情况, 经现场调查分析发现, 该5台工控机全部是由400V电源供电的, 工控机低限电压动作值与DCS电源切换器的动作值相近, 因此若400V母线存在一定的降压时, 工控机重启低限电压将高于实际电压, 则此时首先会出现工控机重启的现象, 然后才能切换电源切换器由UPS供电, 这就导致了另一次自动重启故障的发生。
(1) 由电气主操作台、锅炉主操输出的不间断电源供电, 提高UPS电源的可靠性。 (2) 厂用电的400V为锅炉副操和值长站供电。 (3) 由输出的UPS电源为工程师站内的工控机供电, 为历史数据站提供1000VUPS电源, 保证即使跳闸时也能记录历史数据。
经过上述措施的改进后, DCS提供的任一电路出现故障时也可保证操作员站的可靠供电, 因此此时也可完成系统的基本操作。
作为影响抗燃油的重要因素, 温度对抗燃油的特性具有重要影响。电液调节系统正常工作的温度通常在22℃～62℃, 若系统的温度高于60℃且冷却系统也能够正常工作, 则此时若油温仍持续在50℃以上, 即可认为系统处于发热状态。尽管系统此时存在温度较低的情况, 但系统中存在着局部的过热点, 此时会造成燃油的急剧老化并发生电阻率过低现象, 这就增加了电液伺服阀的腐蚀倾向。由于油管收到强辐射的影响也非常容易出现老化的现象, 此时的抗燃油可能发生热裂解, 增加了颗粒污染及所产生的沉淀。影响电液系统油温升高的主要原因有以下几点。
应注意保持油管与主汽油管的距离, 不能使二者太近, 同时由于油动机内油的流动性较差, 因此在机组正常运行的情况下有可能造成其长时间的高温, 给油管的正常工作带来了许多隐患, 此时可以调整轴封母管的压力, 增大高压轴内侧的风漏气, 增加两侧油管外表面的温度, 采用隔热效果好的介质对油动机及油管进行隔热处理, 同时在达到与缸温匹配的情况下, 按照下限值对轴封供汽温度进行调整。
系统发生内泄的主要原因有以下几种: (1) 安全阀的泄漏。由于安全导则规定系统安全阀的压力应比泵出口的压力高2.6MPa～3.5MPa, 则若系统的压力调整过大, 则此时的机械损耗也会很大, 反之若压力调整过小, 则会出席安全阀溢流的现象, 由于冷却器的流油将大于溢流阀的流油, 因此此时系统的温度会急剧地上升, 应采取如下措施加以防治:若安全阀的整定值过低, 则必须重新调整其整定值;若安全阀存在泄漏的现场, 则应利用停机检修的机会进行消除。 (2) 蓄能器发生短路现象。正常工作时蓄能器都是出于打开状态的, 此时回油阀是关闭的, 若发生了油阀打开或阀门不紧的情况, 则将发生高压油泄漏的事故, 应采取如下措施进行防治:严格检查蓄能器的阀门, 及时与检修人员进行联系, 防治液压调节系统发生油不正常泄漏的现象。 (3) 伺服阀发生泄漏现象。当伺服阀的出口发生腐蚀或被磨损时, 伺服阀将发生温度升高的现象, 应采取如下措施进行整治:注意控制油质的监督质量同时及时更换电液伺服阀。
电液调节系统油压下降的主要原因有以下3个方面: (1) 油箱控制块整定值偏低。由于安全导则要求溢流阀的压力值应高于泵口的压力, 因此如果其差值偏低则将影响安全阀的溢流值, 此时应联系检修部门对溢流值进行重新整定。 (2) 油中杂质堵塞。若油温大于30℃, 则此时会出现压力差过大的而报警的现象, 应及时对备用泵进行切换, 保证压力差在合理的范围内。 (3) 系统内部非正常泄漏。若电液伺服阀由于磨损、腐蚀造成密封不严或泄漏电流增大的现象, 主要表现在回油管发热及油温升高, 此时应及时联系检修人员进行检修。
(1) 管理设备。要确保运行设备的安全, 当调节系统的油动机发生部套解体后, 应利用煤油和汽油对其进行洗净, 然后用白布擦拭干净, 并在其表面涂上抗燃油。 (2) 管理新油。为了加强对抗燃油进行监督, 安全导则规定必须按照新油的验收标准进行验收, 验收合格后方能入库, 且现场加油前应进行抽样检测, 检修放油前不可使用铁桶对过滤器进行堵塞, 并使用专门的油桶对顶部进行清洗, 打开控制油孔后用供油装置将吸油管放入油桶内, 且必须保证新油过滤合格后才能用专用的油桶加入油箱。 (3) 检查油净化装置。应定期对液压调节系统的过滤器进行检查, 保证过滤器的前后压差达到报警值, 确保油质干净清洁, 同时定期对空气干燥器的硅胶进行检查, 及时更换失效的硅胶。由于抗燃油是长期处于高温下运行的, 因此其特别容易氧化, 应用旁路再生装置对油进行连续的调整, 不断改进过滤器, 分析出口油的油质, 若两端油酸值的变化较小时应对吸附剂进行及时的更换。 (4) 及时检修抗燃油系统。为了防止检修时污染物进入电液调节系统, 应尽可能地减小打开系统的次数, 在检修的过程中应保证工作区域的清洁度, 必要时更换已严重污染的部件, 且注意在对密封衬垫进行更换时要保证其与抗燃油的相容性, 完成检修后才能对抗燃油进行循环冲洗过滤, 至颗粒达到运行油标准后方可进行启动。
经过上述措施对汽轮机机组的电液调节系统进行改造后可减小其发生故障的概率, 增强电液调节系统的运行的可靠性, 增强了发电厂自动化水平, 确保了机组的安全运行。
摘要：我国经济的高速发展带来了电力工业持续的进步, 当前我国发电机组装机总容量已在世界前列, 应在持续扩大装机规模的同时加强机组安全稳定运行的研究。本文分析了汽轮机组电液调节系统故障, 提出了预防电液调节系统故障的措施及运行检修中应注意的问题。
关键词：汽轮机,电液调节系统,故障分析,应用
[1] 张磊, 彭德振.大型火力发电机组集控运行[M].北京:中国电力出版社, 2006.
[2] 文贤馗.火电厂汽轮机技术控制系统改造[M].北京:中国电力出版社, 2004.
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