汽轮机调节保安系统的常见故障和原因

张 亮

（湖北大峪口化工有限责任公司，湖北荆门 431910）

0 引言

调节保安系统在汽轮机运行过程中发挥着最为重要的保障功能，对故障进行检修排除的过程，同样也是保障汽轮机正常工作的过程。由于常见故障的多样性，要求检修人员必须对汽轮机和调节保安系统的各个部件及其相互之间的关系、工作原理有比较透彻的了解，在此基础上，结合实际运行情况，明确故障原因，采取有针对性的措施。

1 汽轮机调节保安系统

在生产企业的日常运行过程中，电站系统的高效稳定运行是企业生产活动的基础保障，其中汽轮机的应用能够保障电站高效稳定运行，再加上纯低温余热设备及发电技术的应用，使得汽轮机发挥的作用愈加显著。汽轮机主要是通过其中的调节保安系统实现其控制作用。汽轮机的调节保安系统能够对汽轮机的停机和启动、危急遮断器的自动挂钩、速关阀的试验以及关闭开启、手动和电动紧急停机等功能进行有效控制。汽轮机的调节保安系统主要包括两个部分，其中保安系统的主要构成包括超速保护装置（危急遮断器、危急遮断油门、危急遮断复位装置、电超速保安装置、转速测量装置）、磁力断路油门和润滑油压等；调节系统则主要由启动阀、同步器、旋转隔板、高中压油动机、放大器、以及高中压调节汽门等部套构成。现阶段，为了降低汽轮机应用及运行成本费用，同时提高环保性，大多数厂家都已经开始使用DEH（Digital Electric Hydraulic Control System，汽轮机电液控制系统），并应用低压透平油数字式电液调节系统方式，能够进一步提高汽轮机运行过程中的可靠性。

2 汽轮机调节系统常见故障及原因

2.1 启动阀和调速油压故障

目前，很多汽轮机已经将手轮取消，在实际生产中为了便于作业，使用的是启动器。但是，在启动器的实际应用中，有时会发生油动机与主汽门开量不足的问题，这两种故障的发生是启动器的启动油压低、或者主汽门被提前开启导致。另外，在连接启动阀的结构内部存在主活塞，如果没有将主活塞芯杆的零位与旋转套筒设定好，也会引起启动阀故障。汽轮机调速油泵大多具有比较大的容量，这就导致实际生产过程中的调速油压普遍较高。在进行基建安装施工时，对泵叶轮要进行车削操作，操作过程中对调速油压的大小有一定的要求，最大不能超过1.2 MPa，最低不能小于1.1 MPa。但是实际生产中，经常会出现调速油压超过最大油压要求的情况。

2.2 油动机故障

汽轮机运行时油动机经常会出现在防火油门打闸卡住之后，汽轮机已经停止运行的情况下，油动机仍然开启的问题。这是因为在汽轮机停止运行后，主油泵的入口和油动机中的回油两者之间仍然是相同的，在Ⅰ级注油器的出口位置仍然存在压力油，这部分压力是0.1 MPa，由于两者之间的通道仍然畅通，就会流到油动机的下方位置，最终使油动机发生自动开启的故障。另外，油动机也会出现提前开启的问题。如果油动机发生提前开启故障，运行人员要针对油动机的具体参数和特点，进行有计划地排查确认。

油动机如果是双侧进油方式，首先要对杠杆的定位孔进行检查，确认其安装位置是否符合标准要求；其次要检查弹簧组中的反馈弹簧是否具有正确的长度。如果弹簧长度没有问题，就要对错油门的运行状况进行检修，同时还要对继动器进行解体排查，按照质量标准要求，两侧的油动机之间不能有大于3 mm的开度差，如果实际生产中发现开度差超出标准要求，常见的原因有两种，一是两侧油动机中的静反馈弹簧的刚度不一致，且差异比较大；二是在安装动反馈弹簧时左右两边的安装高度有较大的差异。如果油动机出现开度差过大的现象，检修人员要以供应商提供的标准曲线作为基准，对不同位置的油动机进行静态曲线分析，以明确具体原因，并加以改善。

如果汽轮机调节保安系统进油方式使用的是单侧进油，为了令两边的油动机能够实现开度同步，可以对静反馈弹簧自身的动圈数进行适当的调整，将静反馈的弹簧刚度调整到相同水平。反之，如果汽轮机调节保安系统进油方式使用的是双侧进油，就要根据静态特性曲线的具体表现，选择相应的检修措施。如果静态特性曲线与标准曲线有相同斜率，就要对动反馈弹簧的实际安装高度进行适当调整，令其符合相关标准。如果静态特性曲线与标准曲线斜率不一致，就要对静弹簧组和动弹簧组进行统一更换。

3 汽轮机保安系统常见故障及原因

3.1 安全油压异常

汽轮机保安系统安全油压发生异常，主要由以下3方面因素导致。

（1）在汽轮机运行过程中，有时启动阀会发生故障，影响安全油压出现异常。导致启动阀故障的原因通常包括3个方面：①调速油需要形成安全油输出给保安系统运行使用，但实际运行过程中如果发生口径堵塞问题，就会导致安全油无法形成，或者形成的安全油的压力无法满足使用标准；②如果启动阀的外壳与辅助活塞之间的距离太小，或者空隙中掉落有杂物，就会导致两者之间运行出现卡涩，此时可以对启动阀进行缓慢旋转，直至辅助阀发出轻微响动，表示辅助活塞已经正常运作；③如果出现辅助活塞中没有调速油流入，安全油无法形成的状况，很可能是因为辅助活塞的位置旋转了180°，或者辅助活塞安装时装反导致。

（2）如果DEH控制站输出的指令发生错误，或者电磁阀接线时存在操作失误导致接线错误，也会导致安全油压出现异常情况。

（3）如果主汽门操纵座发生异常，也会引发安全油无法形成，或者形成的安全油压力过小无法正常使用的问题。此时大多是因为操纵座下方位置上的托盘在上升到指定位置形成密封空间时出现异常，密封空间无法形成或者密封性过低。发生这种故障的原因：①在对托盘接合面进行研磨时，没有实现符合标准要求的研磨性能，最终导致密封性无法符合要求，引起安全油压偏低；②组装主汽门操纵座时没有按照安装施工标准操作，最终导致无法发挥预期作用；③如果托盘铜套尺寸与其他部套不相符，组装完成后发生卡涩现象，也会导致安全油压过低问题。

3.2 主汽门异常

在汽轮机调节保安系统运行过程中，有时会出现主汽门关闭速度过于缓慢的情况。主汽门异常主要有3个方面的原因：①缓冲油经过缓冲活塞时，如果回油口中有杂物堵塞或发生错位，就会影响复位过程中缓冲活塞的正常动作，最终导致回油困难，影响主汽门的关闭速度；②如果缓冲活塞的尺寸不符合标准要求或空隙太小，也会引发这一问题；③汽轮机调节保安系统运行过程中的油压最高不能超过1.2 MPa，最低不能低于1.1 MPa。但是实际运行过程中，如果调速油压不符合标准要求，低于1.1 MPa时，会发生主汽门关闭过慢的现象，尤其是在关闭的后期阶段，异常现象更为明显。

4 部件异常故障及原因

日常运行期间，汽轮机调节保安系统的各个部件经常会发生各种各样的异常现象，对于汽轮机调节保安系统的高效稳定运行产生不良影响。如果发生异常情况，检修人员要结合实际和检修经验，凭借专业的理论知识，采取针对性的措施进行故障排除。

（1）如果油动机运行中摆动幅度过大，说明液压调节系统的油压出现了异常波动，此时，需要重点检测各个部位的油压，确认其是否符合运行标准要求。另外，主油泵的出口油压对于油动机运行尤为重要，必须进行重点确认和检查。

（2）如果调节系统发生不正常的摆动，可能是油动机局部位置发生了一定的磨损，调节系统无法准确获取机组的运行状况信息，进而无法进行正确的反馈，最终导致调节系统发生异常摆动。这主要是因为机组长时间在较大的负荷下运行，油动机的斜面反馈机构，会由于持续的外力作用而逐渐磨损。另一方面，调节机构的结构尺寸规范性也会对调节系统的运行稳定性造成影响。如果调节气阀发生跳动，会引发调节系统的异常摆动，导致调节气阀出现异常跳动的可能原因有3个：①气阀中的弹簧缺乏足够的紧力，此时如果外界施加的压力发生变化，就会出现动作不良现象，导致调节系统异常摆动；②调整汽阀门时对重叠度没有进行相应的调整，启动调节气阀时就会有某些部件发生异常振动现象；③调节气阀型线的具体性能不符合标准，或者节流锥出现了一定的磨损，会导致在外界没有负载作用于汽轮机时发生较大幅度的摆动。

5 结语

由于汽轮机调节保安系统的构成和工作运行涉及到多个专业领域的内容，在实际故障排除工作中，要求运行人员和检修人员具有高专业素养的同时，还要结合运行中的实际情况和故障排除经验，应用多种技术方法进行综合排查，以便汽轮机遇到调节系统失灵或其他事故时，能及时动作、迅速停机，避免造成设备损坏等事故。提高工作效率，以保证企业正常生产。