350MW机组调速汽门摆动原因分析与处理.pdf

电力技术 3 5 0 mw机组调速 汽 门 摆动原 因分析与处理 彰金宝徐福海李艳杰 ( 三 河发 电有 限责任 公 司，河北三河0 6 5 2 0 1 ) 0 ： 0 【 摘 要】 l 三河电厂#2 机正常运行中高压调速汽 门g v2 3 2 0 mw荷以上出现 j 对调速汽f 1 静态曲线的分析，确认造成g v2 摆动的原因为电液转换 器特性发生变化 ， 0 动 机的 谪 整 消 除了 g v 2 4 - 誓 ； 【 关键词】调速汽门；摆动；电液转换器；油动机 0 设备概况 三河 发 电有 限责 任 公 司一 期 工程 安 装 两 台 3 5 0 mw汽轮发电机组，汽轮机为 日本三菱重工高砂 制作所制造的t c 2 f 型单轴、双缸两排汽、一次 中间 再 热 、凝汽 式汽 轮机 ，# 1 、2 机组 分 别于 1 9 9 9 年 1 2 月、2 0 0 0 年4 月投产 。 汽机调速 系统采用三菱公司2 0 世纪9 0 年代的 电液 调速 、低压透 平油控 制 系统 ( de h) ，系 统共设 有 四个 电液转换 器 ，分 别安装 在汽 轮机前 箱 的左右 两 侧。其中前箱右侧第一个电液转换器控制汽机两个 主汽门 ( ms v)、前箱左侧电液转换器控制调速汽 f i g vl 、g v 3 、前箱右侧第二个电液转换器控制调速 汽 q g v2 、g v 4 、前箱右侧第三个电液转换器控制两 个中压调速汽 门 ( i c v)。电液转换 器负责把de h 控 制 系统发出的阀位控制 电信号转换 为控制油 的油压信 号，各汽门的油动机在控制油压的作用下改变汽门的 开度 。 圈 2 0 0 9 7 第7 期 1 电液转换器及高压调速汽门油动机结 构与原理 1 1 电液转换器结构与原理 三菱汽轮机电液转换器结构如 图1 所示 ，高压 油从油 口1 进入电液转换器，经节流 口k后进入p x 腔 室。在汽轮机挂闸安全油建立后，罩杯d 在安全油的 安 图1 电液转换器原理图 h i ， 控制油 3 5 0 mw机组调速汽 门摆动原 因分析 与处理 作用下向右运动封住泄油 口，在p x 腔室建立控制油 压，该控制油分别送至所控制汽门的油动机。在汽门 开度需要调整时 ，d e h调速 系统发 出相应 的开度指令 电信号 ，通过伺服马达输出改变泄油 口4 1 ,j 开度来调 整p x 腔室内控制油压，进而改变汽门的开度。 1 2 高压调速汽门油动机结构与原理 高压调速汽门油动机 ( 如 图2 所示)主要由四部 分组成 ，即接 受控 制油压信号的继动 器活塞 、随动错 油 门、油动 机活塞及反馈杠杆 。继 动器活塞上面接 受 控制 油压信号 ，克服弹簧g的作 用力使继动 器活塞上 下运动 ，且继 动器活塞的位移 与控 制油压成正 比。随 动错油门的上部作用着平衡油压 ，下部作用着弹簧弹 力 ，平衡 油压 是高 压油 经节流 孔f 进 入腔 室d，以 及 继动 器活塞尾杆伸进错油 门孔所 形成的排油 口所 建立 的。当继动器活塞移动时腔室d内平衡油压变化 ，从 而带动错油门，改变油动机下部腔室接通进油或排 油。当错油门接通高压油时 ，油动机活塞在 油压的作 用下 产生 强大 推 动 力 ，克 服 阀 门开启 的 阻力 开 启 阀 门。当错油门接通排油时 ，阀门在弹簧的作 用下将活 塞向下压使阀 门关 闭。阀门反馈杠杆则是将 油动机活 塞位置的变化反馈到油动机活塞的输入端( 即反馈套 筒移动)将错油门重新封住，使油动机活塞重新建立 新的平衡状态。 图2 g v 油动机原理 图 当阀门需要开启时，de h 控制电流增加，控制油 压增大。油动机继动器活塞在控制油压增大后克服弹 簧弹力活塞下移 ，活塞尾杆油 口关小，腔室d平衡油 压升高、随动错油门下移打开反馈套筒与油动机液压 缸进油口，高压油进入液压缸推动油动机活塞向上移 动带动调门开大。在油动机活塞上移同时反馈杠杆推 动 反馈套筒下移关小进 油 口，油动机活 塞停止 上移 ， 油动机 活塞恢复平衡状态 。需要 阀门关小时 ，d e h 控 制 电流减小 ，控制油 压降低 ，油动机继动 器活塞在弹 簧g的作用 下 向上 移动 ，活 塞尾杆油 f i 开大 ，腔 室d 平衡油压降低 ，随动错油门在底部弹簧作用下上移打 开反馈套筒与油动机液压缸排油 口，油动机活塞在阀 门弹簧弹力作用下向下移动，反馈杠杆推动反馈套筒 上移 关小排油 口，油动机活塞停止 下移 ，油动机活塞 恢复平衡状态 。 2 g v 2 摆动现象原 因分析与处理 2 1 gv 2 摆动现象原 因分析 白2 0 0 8 年2 月起 2 汽轮机在3 2 0 mw负荷以上时 ， 挣 2 高压调门 ( gv 2 )出现摆动现象 ( 如图3 n示)， 汽机综 合阀位指令和 负荷 均出现摆动 ，进而导致 3 调 门也 出现摆 动 。由于在机组 运行期 间无法对调 门系统 进行检查，运行方面暂时采取了在3 2 0 mw负荷时降 低 主汽压力 ，增大综 合阀位指令 ，保 持g v 2 全 开 ，防 止频繁 出现摆 动情况 。 图3 3 2 0 mw 负荷 以上 gv2 运 行 趋势 图 2 0 0 8 年 9 月 1 8日 2 机 组 检 修停 机 ，在锅 炉 汽水 系统放水消压后对汽机调速汽 门进行 了静态特性试 验( 如图4 所示 )，发现g v2 开度曲线明显滞后，在 4 5 以后与g v3 开度非常接近，同时造成机组在较低 负荷时综合阀位指令明显偏大。从运行情况看，机组 在 3 2 5 mw 负荷 以 上时gv 2 、gv3 开 度明显 增大 ，一 旦出现微小扰动 即造成综合 阀位变化随之 出现g v2 开 璺笙! 塑 田 电力技术 度大幅波动 。 图4 #2 汽轮机调速汽门调整前静态曲线 图5电液 转换 器调整 后静 态 曲线 根据调速汽门特性曲线情况分析 ，控制调速汽门 g v1 、o v 3 的控制电流、控制油压与调门开度负荷设 计要求，电液转换器及油动机均工作正常。调速汽门 g v2 、g v 4 的电液转换 器控制 电流 与控制油 压、调 门 开度偏差较大 ，尤其在控制电流 已达 设定值 时 ，控制 油压值 只达 到阀门开度6 0 左右的油压 ，6 0 以 上时 控制油压与设计 偏差大 。 通过对g v 2 、g v4 静态特性 曲线 与电流 、控制 油 压的关系进行分析，舟 2 机组正常运行中g v 2 摆动现象 为电液转换器特性偏离设计值造成。若要消除g v 2 摆 动故 障 ，需 对 电液转 换 器进 行调 整 ，保证 输 出控制 油压与设计输入 电流对应的油压相吻合。在处理方 法上 ，调 整控制 油压增大后g v2 开度达到设计值同时 g v 4 也会相应提前 ，这样会造成gv 4 与g v3 开度曲线 重叠度增大 ，为保证gv 4 与g v3 开度 曲线重叠度 ，仍 需对g v 4 油动机控制输 出进行调整。 2 2 消除g v 2 摆动的处理方法 2 2 1 调整电液转换器保证控制油压达到设计要 求 圈 2 0 0 9 7 第7 期 通过在静态试验时控制 电流 、控制油压及阀门开 度情况，控制油压低于设计值，阀门开度低。当增加 控制 电流输 出提高控 制油压 时调 门可以达到全开 。 为保证电液转换器输出控制油压达到设计值 ，在 调整前在d e h系统控 i ij gv 2 输 出控制 电流在全开电流 值，就地调节增加 电液转换器弹簧g的预紧力，同时 监视控制油压变送器指示 ，确保控制油压力与设计 值吻合。调整后g v 2 开启曲线明显提前达到了设计值 ( 如图6 所示 )。 图6 gv4 油动 机调 整后静 态 曲线 2 2 2 调整g v 4 调 门油动机液压控制 ， 在 电液转换 器弹 簧预 紧力增大后 ，g v 2 、g v4 的 控制油压上升 ，g v 2 、gv 4 开启时 间均提前 ，g v4 开 启提前使与g v 3 重叠度增大 。为减s j g v 3 与 g v 4 重叠 度 ，需进一步对调速 汽门g v4 油动机弹簧预紧力进行 调整 ，增大油动机弹 簧预紧 力将相应控制油压下的继 动滑阀行程减小才能使gv 4 凋门开度后移。 调整时，将g v4 油动机继动活塞顶部调整弹簧压 盖打开，保持控制油压在g v4 全开位置，用扳手调整 弹簧的调整螺杆 ，增加弹簧预紧力使阀门从全开位置 脱开后立刻停止。调整完毕后对调速汽门进行传动试 验 ，gv 4 开启油压 和行程达 到 了设计要 求 ( 如 图7 所 示 )。 图7 #2 机汽门调整后运行曲线 ( 下转第7 1 页) 上汽产q f s n 一 6 0 0 2 型发电机定子铁心故障的分析、处理及预防措施探讨 远就更不敏感。所以 ，分布在6 - 3 米长的静子铁芯上 的8 个温度测点并不能准确反映铁芯所有部位的初期 异常 ，只能作为静 子铁芯运行 中整体温 度变化的宏观 监测和测点所在部位区域的温度监测。静子铁芯工作 段只设计8 个温度测点，是基于静子铁芯故障概率相 对较低和经济、安全性比较等因素而考虑的。正是基 于这一现实，静子铁芯温度只报警而不作用于跳机。 ( 9 )制造 厂应 持续开 展技术 攻关 及改造 工作 ， 彻底解决现有铁芯温度测量存在的误差问题。 上海产发电机铁芯温度测点采用铜一 康铜t 分度热 电偶式 ，由于测 点 回路 的屏 蔽措 施 不规 范( 屏 蔽未 接地 ，传输线未按规定铰接等)，由测点至dc s 系统 d c e t 显示要经过一 系列接线箱端子转 接 、物理量传 输、变换等，显示量值与实际量值会有一定误差。尤 其在端部受较强漏磁场干扰时误差更大，普遍不能正 确反映边段铁芯的实际温度。从实际显示情况看 ， 阶梯段铁芯 温度有时 比冷风( 氢) 温度还低 ，不符 合实 际。在运行曲线中普遍反映出：当机组的有功功率降 低时，由于端部铁心受到漏磁通的抑制作用 ，端部铁 芯温度反而升高。早期发电机边段铁芯由于受端部漏 磁 场的影响 ，一般温度要 高于中部铁芯温度 ，但近些 年生产的发电机由于端部铁芯采取了相应措施 ，如铁 芯采用阶梯型结构 ，加强冷却通风，增加磁屏蔽等， 使边段铁芯的温升得到改善，一般在非进相运行情况 下发 电机边段铁芯温度应略低于中部铁芯温度。 目 前，对于c r t 显示的测温值与实际铁芯温度存在一定 误差的 问题 ，制造 厂家 已经认 同，并准 备对以后制造 的机组 测温元件做设计修 改 。然而上述测量误 差在大 多数情况下是稳定性的误差，除非有新的因素出现 ， 例 如突发 间歇性 的电磁干扰 、测量 回路虚接 、断线 等 。所以c r t 显示的静子铁 芯温 度 ，尤其是他 们的相 对 变化 量值仍然是可信的重要监视 参数 。 ( 1 0 )应积极 、主动 、不断地进行 技术研 究 ，吸 取相关的经验教训 ，针对存在问题制定有效技术措 施 。上汽6 0 0 mw发 电机 为9 0 年代 末引进 西屋技 术 国 内消化、生产的产品。对于技术密集的大型发电设 备 ，从设计、制造 、运行、检修等方面均存在积累经 验的过程，对设备的技术认识也存在一个不断提高的 过 程 。制造厂 家对 设备的认识也 在不断加 深 中，例如 对 定位 螺杆 追加 紧力 的认识 。所 以 ，对 上汽6 0 0 mw 发电机在设备 认识 、运行 、检修等 方面的技术研究和 探讨是较为长 期的工作 ，任重而 道远 。同时 ，由于发 电机制造周期长、零部件多 ( 仅静子各种硅钢片就达 1 2 万片以上 )、各零部件柔性连接多、手工操作在生 产工艺过程 中所占比例大、工艺质量对人的手工工 艺和 责 任 心依 赖性 高 。这 也是 同样 引进技 术生 产 的 主机设备 ，发电机故障率较高的原 因之一 。从 目前 6 0 0 mw发 电机 故障 情况看 ，制造 工艺 粗糙为 普遍性 的原因。所以 ，对此应有清醒认识 ，除加强设备监 造 、关 注 质量 验收 、精 心 运行 调 整 、悉心 维