给水泵汽轮机调速系统的改造及优化运行.pdf

第 3 3卷 第 2期 2 0 1 1 年 2月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h no l o g y Vo l I 3 3 No 2 Fe b 2 01 1 给水泵汽轮机调速 系统的改造及优化运行 赵玉柱， 王章生， 徐厚达 ( 华电电力科学研究院， 浙江 杭州3 1 0 0 3 0 ) 摘要： 介绍了给水泵汽轮机电液控制调速系统( ME H) 改造的具体情况及改造后运行过程中出现的不易挂闸故障。经 过试验分析， 找出了ME H系统故障的原因， 给出了优化措施， 解决了 M E H改造中的问题。 关键词： 给水泵汽轮机； 调速系统； 电磁阀； 节流孔板； 挂闸 中图分类号： T K 2 2 3 5 2 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 3 0 0 3 0 引言 为了提高 3 0 0 MW 机组给水泵汽轮机调速系统 的稳定性和简化液压系统结构 ， 嘉兴 电厂于 2 0 0 8年 1月进行 了 1机 组给水 泵 汽轮机 调速 控制 系统 ( ME H) 的改 造。改 造后 的数字 式 电液调 节 系统 ( D E H) 在运行过程 中出现速关 阀活动试验不明显 、 不易挂 闸等缺陷， 作者在本文 中对其相关原因进行 分 析 。 1 ME H改造项 目 1 1调速系统概述 1 机组给水泵汽 轮机 由浙江杭州半 山汽轮机 厂生产 ， 型号为 N K 5 0 5 6 0， 调速系统为杭州半山汽 轮机厂引进型电液调节系统。调速系统采用以电子 调 节 器 WO O D WA R D 5 0 5为 主 控 ， 液 压 调 节 器 WO O D WA R D P G AE G跟踪备用 的双重 回路。在 运行 过程 中， WO O D WA R D 5 0 5调 节 器 与 WO O D - WA R D P G AE G调节器可以进行无扰切换 ， 并且配 有手动切换装置 。调速系统的工作介质为汽轮机润 滑油 。 1 2 M E H改造原因 电子 调节 器 WO O D WA R D 5 0 5与 机 械调 节 器 WO O D WA R D P G AE G等调速部件 为 国外进 口产 品， 型号较老， 备品备件无法保障。WO O D W A R D 5 0 5 调节器 的信号输入到 WO O D WA R D P G AE G调节 器， 然后经过电液转换装置转换成液压控制， 中间环 节较多 ， 尤其在低负荷阶段 ， 调节系统无法满足要求。 杭州半山汽轮机厂生产的给水泵汽轮机轴封设 计不完善 ， 在给水泵汽轮机启动和停机阶段， 轴封蒸 汽大量进入润滑油系统中， 造成润滑油水质超标。调 速系统的调节油和动力油均采用润滑油 ， 易造成调节 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 5 2 0 设备部件发生锈蚀 ， 严重影响调速系统的调节精度。 另外， 润滑油含水量或者颗粒度超标 ， 造成调节 设备故障率高、 检修维护量加大、 拆卸次数增加、 部件 磨损加速 、 装配间隙偏大 、 检修维护费用成倍增加。 1 3 M E H改造的内容及工作原理 1 3 1 主要改造 内容 取消了旋转阻尼、 双脉冲调节器、 转速变换器 、 启 动阀等设备的调节器 ， 改用上海新华控制公司生产的 数字式电液控制系统 ME H I I I A； 原调门管道调节阀 的低压油动机， 改用高压双侧油动机， 1个阀门对应 1 个油动机配置 ； 增设 E H油蓄能器组件 ， 蓄能器组件 包括 1 个高压蓄能器 、 1 个低压蓄能器和 1 套控制块 组件； 保留原汽轮机透平安全油 系统危急遮断器、 危 急遮断油门、 磁力断路油门、 手动遮断装置等， 其他部 套拆除 ； i ,S t 置速关阀活动试验电磁阀等。 1 3 2 ME H系统实现的功能及工作原理 改造后 的 ME H 系统 主要 实现 了远 方 自动挂 闸、 转速 自动控制 、 超速保 护、 阀门活动性试验以及 跳闸试验等功能。 系统通过启动电磁阀和速关电磁阀以及危急保 安器来实现汽轮机 的远方 自动挂 闸功能 ， 挂闸成功 后 ， 速关阀开启 ， 汽轮机具备冲转 的条件 ， 挂闸原理 如图 1所示 。对于汽轮机转速的 自动控制 ， 系统发 送指令控制就地油动机上的伺服 阀， 从而控制调门 的开度 ， 并 以阀门位移反馈器( L V D T ) 为反馈装置 ， 从而形成闭环控制 ， 自动调节汽轮机的转速 ， 转速控 制原理图如图 2所示 。通过 自动停机电磁阀以及给 水泵汽轮机主轴上的飞锤和危急保安器控制系统的 危急遮断油 ， 当来 自于 ME H的停 机信号或者 飞锤 动作使危急遮断油压失去时 ， 则速关阀快速关闭 ， 切 断汽轮机的汽源， 自动跳 闸停机 ， 原理 图如 图 3所 示。为了防止速关 阀拒动 ， 通过活动试验 电磁阀定 期试验速关 阀的工作性能来确保 系统 的安全运行 ， 挂闸及活动试验原理如图 1 所示。 第 2期 赵 玉柱， 等： 给水泵汽轮机调速 系统的改造及优化运行 。 3 1 冷段 节流 图 1 挂 闸原理及活动试验原理 图 T 活动试验 电磁 阀 速 关 阀 系统 图 2 转速 自动控制原理 图 图 3 跳 闸原 理图 2 ME H 系统运行 中出现 的故障 2 1 速关 阀活 动试 验不 明显 2 1 1 故障现象 改造后的给水泵汽轮机在做速关 阀活动试验过 程中， 发现速关 阀活动不 明显 ， 远方 C R T上无 动作 反馈信号。远方重复试验 ， 就地检查发现速关油压 的建立过程缓慢 ， 并且速关油压不能达到 0 7 0 8 MP a的要求 ， 仅有 0 5 M P a 左右 ， 阀杆无动作。就地 速 关阀 手动开启速关油活动试验 电磁 阀， 仔细观察速关 阀 阀杆发 现有 轻微 动作 ， 油压 也能 缓慢 上升 到 0 8 MP a 左 右 。 2 1 2 故障原因分析及处理措施 ( 1 ) 速关油试验 电磁阀带 电时间不足 。原调速 系统的速关 阀活动试验必须就地手动执行 ， 改造后 的 ME H系统增加 了速关 阀试 验 电磁 阀， 并且安装 了阀位反馈装置 ( L V D T ) ， 所 以， 实现 了远方速关 阀 活动试验。在试验过程中 ， 试验电磁阀带电开启 ， 试 3 2 华 电技 术 第 3 3卷 验油压逐步建立。因为油压建立缓慢 ， 在试验 电磁 阀带 电时间内无法建立足够油压 ， 判断为试验 电磁 阀带电时间不足所致。更改试 验电磁 阀继电时间， 从 8 0 s延 长至 1 2 0 S ， 远 方重 新试 验 ， 油 压 为 0 7 MP a ， 速关阀阀杆有动作 ， 但远方无动作反馈信号。 ( 2 ) 阀位反馈装置 ( L V D T ) 装不到位， 导致 L V D T 无法正常反馈信号。因为 L V D T装置上 的限位螺丝 松动， 导致速关阀动作时L V D T 并没有将动作信号反 馈回控制系统， 远方无法检测到动作信号。收紧限位 螺丝 ， 远方重复试验 ， 速关阀活动试验成功。 2 2 远 方不易 挂 闸 2 2 1 故障现象 改造后的 ME H控制系统实现了远方挂 闸的功 能 ， 但在启动给水泵汽轮机的过程中， 发现并不能顺 利挂闸， 要重复试验多次才能挂 闸成功。该故障多 次发生 ， 给机组的并 网及升负荷带来 了极大的不便 ， 表 1 记录了无法顺利挂闸的次数及时间。 在给水泵汽轮机若干次重 复挂 闸过程 中， 发现 存在 以下共同现象 ： ( 1 ) 启动油压上升缓慢 ， 无法达到 0 6 M P a以上。 ( 2 ) 速关电磁阀失 电后 ， 速关油压建立缓慢 ， 无 法达 到 0 8 MP a以上 。 ( 3 ) 启动 电磁 阀失 电后 ， 启 动油压长时间不能 下降， 致使速关 阀无法开启 ， 最终导致挂闸失败。 2 2 2 故障原因分析及试验 对照每次挂闸所表现出的故 障现象 ， 参考 同类 型的给水泵汽轮机 ME H系统 ， 发现引起不 易挂闸 的主要原 因是安装在速关电磁阀和启动电磁 阀进油 管路上 4m m和 2mm的节流孔板孔径过小。该 节流孔板 的作用主要是防止启动油回油过快而造成 速关 阀无法开启。经过多次试验 ， 证实速关油 电磁 阀前 4 mm节流孔板 的孔径过小是 引起挂 闸不易 的主要原 因， 最终选择了 6 m m的节流孔板安装于 速关油电磁阀前。试验数据见表 2 。 表 1 给水泵汽轮机挂 闸不 易的记 录 3 结束语 给水泵汽轮机调速系统( ME H) 改造 ， 自项 目实 施到多次检修优化 ， 历时 9个多月 ， 最终实现了远方 自动挂 闸、 转速 自动控制 、 超速保护及 阀门试验等功 能 ， 取得了项 目改造的成功。 ( 编辑： 白银 雷) 作者简介 ： 赵玉柱 ( 1 9 8 1 一 ) ， 男 ， 宁夏 石嘴 山人 ， 工 程师 ， 从事 汽轮 机节能降耗方面的工作( E m a i l ： w z s 8 8 6 1 6 3 c o m) 。