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台山电厂1号机组高压调速汽门摆动处理
广东火电工程总公司胡剑琛

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摘　要：台山电厂1号机组自投产以来高压调速汽门在运行过程中经常出现摆动的现象，通过对引起摆动故障原因的分析，提出了一系列提高机组安全稳定运行的措施，经过实际运行证明这些措施是有效的，达到了预期的目的。关键词：调速系统；高压调速汽门；汽门摆动；电液伺服阀；阀位控制卡 Cause analysis and treatment of hunting of Unit 1 HP governing valve in Taishan Power Plant HU Jianchen (Guangdong Power Engineering Corp.,Guangzhou 510730,China) Abstract:This paper analyzes the hunting problem of Unit 1 HP governing valve in Taishan Power Plant.To improve the stability of the unit,a series of measures were taken,and satisfactory results obtained. Keywords:speed governing system；HP governing valve；hunting of valve；electro-hydraulic servo-valve；valve control card 台山电厂1号机组是上海汽轮机有限公司引进美国西屋公司技术生产的亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，型号为N600-167/537/537。汽轮机的控制系统采用上海新华控制工程公司的EH－ⅢA型电液调速系统，机组设置12个油动机，分别控制2个高压主汽门，4个高压调速汽门，2个中压主汽门，4个中压调速汽门。自2003年12月投产以来，高压调速汽门一直不太稳定，在运行过程中经常出现摆动的现象，导致汽轮机轴瓦振动加大，严重影响了机组的安全稳定运行。 1 高压调速汽门摆动故障的现象 a)1号和2号高压调速汽门在机组168 h运行期间，出现左右振动大的情况。特别是阀门处，在32%～42%开度之间，振动尤为剧烈，引起汽阀连杆上的导向杆及线性电压位移传感器（LVT）反馈杆的锁紧螺母和调节汽阀联轴器定位销不断外移。 b)12月23日，2号高压调速汽门（GV2）振动大，将2号高压调速汽门阀位输出指令强制为46%，不参与调节。12月26日9时57分，2号高压调速汽门的开度指令强制高限为32%，到20时40分，2号高压调速汽门指令32%未变，但反馈在23 mm至26 mm间波动，就地检查发现2号高压调速汽门上下摆动，1号、2号瓦处相对轴振从45μm至70μm间波动，且逐渐扩大，1号瓦振动尖峰至120μm，2号瓦振动最大109μm。将2号高压调速汽门开度强制开到46%，2号高压调速汽门上下摆动消失，汽轮机振动恢复正常。 c)12月27日，2号高压调速汽门就地上下摆动较大且频繁（指令已经强制在46%），将 2号高压调速汽门强制开到70%，上下摆动消除。 d)12月28日晚负荷减至450MW，更换2号高压调速汽门油动机伺服阀,将2号高压调速汽门阀位输出指令强制解除。调试该阀开度从0%～100%来回两次,就地和CRT观察该阀,未有上下摆动现象发生,恢复该阀参与调节。 e)12月30日，2号高压调速汽门在33%～41%开度上下摆动频繁，2号、3号瓦振动有明显增大趋势。将2号高压调速汽门强制到100%位置，调门稳定。 2故障原因分析 2.1伺服阀本身原因伺服阀又叫电液转换器，由一个力矩马达和两个液压及机械反馈系统组成。第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统，第二级放大是滑阀系统。当伺服阀力矩马达中的电磁铁线圈有电流通过时，带动与之相连的挡板转动。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷嘴的距离相等，使两侧喷嘴的泄油面积相等，则喷嘴两侧的油压相等。当两个喷嘴前的油压不等时，滑阀两端的油压也不相等，两端的油压差使滑阀移动，并由滑阀上的凸肩控制油口开启或关闭控制高压油通向油动机活塞下腔或者将活塞下腔通向回油，靠弹簧力打开或关小汽阀。可见使阀门频繁摆动的动力就是力矩电动机使入口的液压油压力波动。当伺服阀力矩马达的电流反复变化时，阀门自然也要摆动。当伺服阀本身存在故障时，造成调速系统波动。电液伺服阀的结构如图1。（图片） 2.2抗燃油油质不合格 EH系统普遍采用磷酸酯抗燃油，由于这类油是一种人工合成的物质，在使用过程中极易劣化，抗燃油污染颗粒度增加，易造成伺服阀卡涩。在使用过程中高温环境会加速它的劣化，造成酸值升高和固体颗粒物增多。酸值升高会对液压部件产生腐蚀，颗粒污染会使液压部件卡涩和磨损，这些问题是液压系统运行中的主要故障。在对抗燃油油质进行检验中，发现水分等指标均超过规定标准，容易造成伺服阀零部件腐蚀、密封件损坏等，使伺服阀动作不灵敏。当伺服阀喷嘴、节流孔可能被堵住时，就会造成调速汽门摆动。 2.3阀位控制卡（VCC）和线性电压位移传感器（LVT）故障根据图2的汽轮机阀门控制原理，阀位控制卡（valve control card，VCC）根据系统给出的阀位控制信号与阀位反馈信号的偏差，按预定的开度调节阀门位置。如果阀位反馈信号不正确，VCC无法将阀门控制信号与实际阀位反馈进行比较，可能造成阀门控制信号失效，造成高压调速汽门波动，影响汽轮机安全运行。这就要求位移传感器和VCC处于正常状态。 2.4调速汽门设计存在的问题（图片）调速汽门的功能是控制蒸汽流量，精确地调节汽轮机的转速和负荷。上海汽轮机厂制造的600 MW汽轮机调速汽门为球头型，带有扩散管出口。阀头在阀杆上是松动的，以保证阀碟与扩散器进口准确对应。当球头型汽阀刚开启时，只要开度有微小变化，进汽量就产生很大的变化。如果由于其它扰动（如油压波动等）使油动机稍有上下波动，就能引起蒸汽量的过多变化，所以很容易引起调节系统的空负荷摆动。这在其它同类型的机组中（如上海吴泾等电厂）也存在类似的现象，说明在设计型线上的不良导致汽流扰动。由于汽流扰动的型式不一样，所以振动的表现形式也不同。机组在168 h运行期间，由于振动过大导致门杆与油动机连接套销子脱落、螺纹变形，当阀头有稍微变化就会使油动机有较大的变化，引起调速系统波动。 3采取的技术措施 a)加强油质管理。定期更换硅藻土过滤器和系统中所有精密过滤器，保持滤网的通畅。注意储能器中的压力，要足以维持油压稳定。定期对抗燃油进行取样检查和化验，补油时要使用专用的滤油设备，确保油质符合规定标准。 b)在对油质滤油化验合格后，更换电液伺服阀内滤网和电液伺服阀，并定期对电液伺服阀内滤网进行清洗或更换。 c)检查并更换存在问题的VCC和LVT，有效保证控制系统的正常运行。 d利用机组临时检修期间，对调速汽门进行解体检查，更换损坏的螺纹门杆，门杆与油动机的连接套重新钻孔配销子。保证汽门门杆与连接套拧到位，确保接触面达75%以上，消除振动引起的缺陷。 4结束语采取一系列的措施后，经过几个月的运行检验，没有再出现高压调速汽门摆动现象，表明这次的处理是成功的，达到了预期效果。目前600 MW机组是我国许多新建电厂的首选机组，台山电厂高压调速汽门故障原因和处理措施对以后同类型的机组具有一定的借鉴意义。参考文献［1］山西省电力工业局.汽轮机设备检修(高级工)[M].北京：中国电力出版社，1997 ［2］周晓辉，郑彩平.韶关发电厂6号机调速系统摆动原因分析及处理[J].广东电力，1999，12 (6)：55—56 ［3］新华控制工程有限公司.EH液压系统维护手册[Z].广州：广东火电工程总公司，2002 8/1/2005


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