1、目 錄摘要 1 緒論 2 調速系統的基本知識 3 汽輪機調速系統的基本原理 4 常見的故障分析及處理 4.1 概述 4.2 掛不上閘 4.3 安全油壓不正常問題的處理分析 4.3.1調試過程中發現的問題 4.3.2運行過程中發現的問題 4.3.3原因分析 4.3.4防范措施 4.4 油動機工作點問題 4.5 中壓主汽門關閉時間長 4.5.1調試過程中的情況 4.5.2改造措施 4.6 AST試驗塊問題 4.7 主油泵工作不正常 4.8 掛閘時主汽門和調速汽門突開 5 總結和評價 參考文獻 1 緒論調速系統是汽輪機的重要系統，可以說是汽輪機的神經中樞系統，調速系統的設備故障對汽輪機的安全經濟運行

2、有者極大的危害，有的甚至嚴重威脅到機組的安全，所以，本文將結合我們公司的#1汽輪機的調速系統在調試和生產中存在的常見故障進行分析，并結合設備存在的問題，分析提出治理措施，并在實踐中修正，以求以理論指導工作實踐。調速系統的常見故障大致有以下幾類：一是部件的結構不合理，導致設備的安全可靠性降低，如活結漏油、部套卡澀等；二是安裝或修后調節中易發生的問題，如安全油建立不正常、油動機工作點不合適等；三是系統設計方面的問題，如中壓主汽門油動機的安全油排泄不暢，導致汽門關閉時間長等問題。以上三類問題中，漏油、卡澀、油壓不正常、工作點不合適等問題都是比較常見的故障，認真總結其中的規律性的東西，對指導現場的工作

3、具有十分現實的必要性，至于第三類問題，雖然不是常見的故障，但汽門關閉時間長也是常見故障，所以本文也將對其進行簡要的分析。另外，調速系統對油有著較高的要求，油系統的濾網發生堵塞，或破損也是常見的故障，但這類故障在技術上沒有很大的難度，因此本文對此將不再闡述。2調速系統的基本知識一、 調速系統最基本的組成部分1、 調速系統最基本的組成部分包括：（1）感受元件：調速器（或調壓器）（2）傳動放大機構：錯油門，油動機（3）配汽機構：調速汽門及傳動裝置（4）反饋裝置2、 調速系統最基本組成部分的作用（1） 感受元件：在發電機電熱負荷變化時，感受到汽輪機的轉速變化或抽汽壓力變化，并將此變化轉變成其他物理量變

4、化。（2） 傳動放大機構：當汽輪機的轉速發生變化時，調速器或調壓器發出的位移和油壓的變化信號值是很小的，而大容量機組中，調速汽門的自重及其受到的蒸汽作用力卻比較大，因而用此信號直接操縱調速汽門是不可能的，需將信號加以放大后，再去控制調速汽門，這個任務則由傳動放大機構來完成。（3） 配汽機構：配汽機構包括傳動裝置和調速汽門，其作用是接受傳動放大機構放大后的信號，使調節汽門開度變化，調節汽輪機的進汽量。（4） 反饋裝置：在調節過程中，當油動機活塞因錯油門滑閥動作而動作時，又通過一定的裝置反過來影響錯油門滑閥的動作，使錯油門滑閥回到中間位置。這種油動機對錯油門的反作用稱為反饋。反饋是調節系統不可缺少

5、的環節之一，因為只有反饋才能使調節過程較快的穩定下來，不致在調節過程中產生振蕩，從而使調節系統具有很大的穩定性。二、 設置調速系統的意義1、 調速系統的基本任務 調速系統的基本任務是：（1） 汽輪機獨立運行，當工況發生變化時調節汽輪機的進汽量，使之轉速保持在規定范圍內；（2） 汽輪機并入電網運行，當電網周波變化時，調整汽輪機負荷，使之保持在規定范圍內；（3） 對于帶調節抽汽的汽輪機來說，當汽輪機工況發生變化時，調整抽汽壓力在規定范圍內。2、 汽輪機為什么要設調速系統 汽輪發電機的工作，是由蒸汽作用在汽輪機轉子上的作用力矩M汽和發電機轉子受到的負載反作用力矩M阻之間的平衡關系所決定的。當作用力與

6、反作用力相等時，即M汽=M阻，汽輪發電機就處于等速轉動的穩定工況。但外界用戶的用電量是在不斷變化的，即M阻是在不斷變化的，所以汽輪機的進汽量也必須相應的改變，保證M汽=M阻。否則汽輪機的轉速將隨外界負荷發生大幅度變化，當外界負荷增加時，轉速下降，外界負荷減少時，轉速增加。所以，發出的電能電壓與頻率忽高忽低，這是絕對不允許的。為了保證電能質量和機組的運行安全，所有機組都必須裝有調速系統，調節汽輪機的進汽量，以適應外界負荷的變化。3 N135汽輪機調速系統的基本原理調速系統是汽輪機的重要系統，可以說是汽輪機的神經中樞系統，調速系統的設備主要包括三大部分：液壓保安系統、DEH調節和配汽系統、供油系統

7、。保安系統工作原理如系統圖所示。包括危急遮斷器飛錘、復位及遮斷裝置、試驗切換手柄、安全油閉鎖閥及其動作電磁閥（OST）、AST跳閘電磁閥及其試驗油路、噴油電磁閥和手動閥、安全油泄油活塞、中壓主汽門及試驗電磁閥等。調節系統采用新華的電液轉換器，輸入50300mA的電流信號，輸出控制油壓0.10.4MPa，控制油壓的高低與油動機行程一一對應，以控制4只高壓調門油動機、2只中壓調門油動機及2只高壓主汽門油動機的行程。安全油壓作用于危急繼動器，危急繼動器動作，控制油壓迅速泄掉。其工作原理圖見圖1和圖2。12閉鎖電磁閥AST電磁閥 圖1 保安系統原理圖 復位 遮斷 安全油去DEH控制系統 遮斷與復位裝置

8、 逆止蝶閥 試驗手柄 1.5主汽門油動機 2 2.4 活動試驗電磁閥 油動機滑閥 2.7 壓力油 2 1.6 1.6 1.2 閉鎖閥圖2 電液轉換器工作原理圖 力矩馬達50300mA信號 安全油壓 控制蝶閥 危急繼動器壓力油 3mm節流孔 控制油壓4 #1機調速系統故障的分析及治理4.1概述山東濟寧運河發電有限公司一期工程汽輪機系上海汽輪機有限公司生產的135MW雙缸串聯雙排汽中間再熱超高壓凝汽式汽輪機，僅生產8臺。保安系統為液壓保安系統，與新華公司的DEH-IIIA低壓電調系統相配套。在調試和生產工程中出現了許多問題，現分別分析如下：4.2掛不上閘因工期緊張，汽輪機前箱內管道和部套均在現場組

9、裝。2000年6月1日靜態調試時發現，將復位手柄推到復位位置，用手按住不動，掛閘油壓只能建立到0.450.5MPa（設計應為1.75MPa以上），將試驗手柄置試驗位置，掛閘，安全油壓只有0.6MPa左右（設計應為0.85MPa以上），松開后復位滑閥掉閘，但安全油壓能夠保持。檢查掛閘油壓進油節流孔 2.4前的壓力油為2.2MPa，觀察蝶閥的密封情況，無油流噴出。將進油節流孔取出后，掛閘油壓能建立到1.0MPa，但試驗手柄置試驗位置后即掉閘，這樣將無法觀察到噴油試驗的情況。后經過多次觀察，發現掛閘油壓腔室與下面的結合面處有油流出，處理結合面并加墊子，并將安全油壓泄油活塞上腔至掛閘油壓腔室的節流孔由

10、原來的 1.6mm擴大到 2.0mm，問題解決，掛閘油壓油壓恢復到2.25MPa。4.3安全油壓不正常問題的處理及分析4.3.1調試過程中發現的問題掛閘油壓建立后，發現安全油壓低，只有0.60.7MPa左右（后來發現不是安全油壓，由于熱工將安全油壓和危急遮斷器試驗油壓指示油壓混淆，致使分析問題更困難，兩路油壓只有在閉鎖閥正常時才是一致的），中壓主汽門開啟，打閘后安全油壓能正常泄壓。但此時，AST電磁閥在失電開啟狀態，AST帶電后，對安全油壓無任何影響。接臨時管道，將AST試驗塊旁路，直接將安全油泄回油，對安全油壓仍無影響。后發現開機盤上安全油壓的取樣點不對，接臨時安全油壓表，發現真正的安全油壓

11、只有0.20.3MPa左右。而中壓主汽門已經開啟，裝臨時閥門將AST電磁閥隔離，壓力仍無升高。觀察到中壓主汽門試驗電磁閥（進口）在失電狀態，應該關閉，但閥后管道熱，說明有油流通過，失電和帶電對安全油壓均無改變。加堵板后，安全油壓恢復到1.6MPa，考慮到與DEH接口的問題，最后調整到0.98MPa左右。在第一次啟動后，將安全油壓節流孔由原來的 4mm減少到 2.7mm，安全油壓調整到0.85MPa，以減少安全油流量，改善電液轉換器掛閘性能，同時降低遠方打閘后的剩余壓力。但打閘時發現，安全油壓泄不掉，而AST端子柜上的試驗指示油壓（約0.7MPa）能泄掉，后來懷疑可能閉鎖閥處于閉鎖狀態，使安全油

12、壓和試驗指示油壓隔離。但此時，OST電磁閥（在AST試驗塊上）應為失電泄油狀態，不應該閉鎖。OST電磁閥帶電后，閉鎖滑閥端面上作用的油壓為2.1MPa，OST斷電后，閉鎖閥端面上作用的油壓指示消失為0，但仍在閉鎖狀態。閉鎖所用油壓是壓力油經節流孔 1.6產生的，檢查發現節流孔孔徑為 4mm。用 1.6mm的節流孔更換后，仍不能使閉鎖閥恢復正常位置。重新加工 1.2節流孔，更換后問題解決。出現閉鎖問題的主要原因是閉鎖油壓油量太大，OST不能完全泄造成的。4.3.2運行過程中發現的問題：7月14日機組交接后，滿負荷運行10余天后，安全油壓由0.85MPa慢慢降低到0.75MPa左右。將去AST電磁

13、閥的截止門短暫關閉后又打開，安全油壓變成1.0MPa，后又漸漸降低至0.82MPa。具體做法是：記錄操作前的油壓，安全油為0.76Mpa；熱工短接門后壓力到掛閘（掉閘）信號，手動關閉截止門，表計瞬間下降，迅速開門，安全油壓上升至0.99Mpa；要求運行：注意觀察油壓變化。7月21日，發現安全油壓力又有所下降，在0.87Mpa左右，繼續觀察運行。為了避免機組運行中，現場通過調整溢流閥的方法將其調整到了1.0MPa。4.3.3原因分析：a、安全油溢流閥的初始整定時，安全油系統即存在漏點，但可能未引起注意，導致實際整定值即為0.99Mpa，b、AST存在漏點，當關閉安全油來油時，系統安全油恢復，重開

14、來油門時，漏點部位的雜務被沖走，安全油隨之上升。c、初步分析，仍有泄漏，必要時，進一步試驗檢查分析。一可必要時，采取操作機械超速閉鎖電磁閥，使系統安全油與危急遮斷油門后的安全油隔離，以確認漏點的大致部位，再進一步的分析、處理。二可在運行中打開前箱，檢查安全油溢流閥是否正常。三是重復上次AST前的手動截門試驗，與熱工人員一并確認。d、油質不好，有雜物，需濾油。4.3.4防范措施：a、運行中，加強油系統的濾油，保持油系統的清潔。b、安全油溢流閥再次整定時，應全面檢查確認安全油系統是否有漏點。c、運行中操作手動截門時，應聯系熱工人員，將可能引起誤動的接點暫時短路。d、手動截門的手輪應調整方向為朝下，

15、正常運行及檢修時均應上鎖，如需動此門，應經運行人員同意后，開鎖操作，并及時恢復和作好記錄，e、主油泵出口油壓對安全油壓力也應有很大影響，可適當調節主油泵出口管路上的調節門，觀察主油泵出口油壓對安全油壓的影響，f、確保在同一的壓力油起點上整定安全油溢流閥，否則溢流閥的實際整定值將失去參考價值。g、7月25日，安全油降至0.83Mpa，調整安全油溢流閥，使安全油壓升至1.05Mpa。4.4油動機工作點問題啟動調速油泵后，油動機開啟，屬于不正常動作，應在控制油建立后，根據控制油信號動作。可能存在問題：一是滑閥底部反饋彈簧剛度小，油路封不住；二是控制油不正常，滑閥動作，壓力油進入活塞，開啟油動機。檢查

16、油路，檢查電磁閥動作情況。實際處理過程為：調整彈簧，重新整定工作點，使問題得到了解決。4.5中壓主汽門關閉時間長4.5.1調試過程中的情況在AST電磁閥跳閘試驗中，發現AST電磁閥失電后，安全油壓降低到0.2MPa，中壓主汽門經1分鐘才能關閉到0，左右中壓主汽門現象一致。分析認為，造成以上異常的主要原因是中壓主汽門進油逆止蝶閥裝反造成的。主汽門開啟的過程是，安全油壓達到蝶閥后，作用在蝶閥的背面，使蝶閥的結合面密封。安全油經過蝶閥閥芯上的 2mm節流孔進入主汽門油動機安全油管路，油壓逐漸建立，推動具有壓彈簧的活塞移動，使壓力油來的 5mm節流孔接通油動機下腔，主汽門油動機緩慢開啟。當機組打閘，安

17、全油壓失去后，蝶閥密封面迅速打開，將經過 2mm節流孔過來的安全油泄掉，主汽門迅速關閉。 一般人認為蝶閥是順著正常油流的方向打開的，故容易裝反。裝反后，安全油壓建立時，安全油暢通地進入油動機安全油管路，使主汽門迅速打開。當打閘停機時，蝶閥起到逆止閥的作用，使安全油管路里的安全油只能通過 2mm節流孔泄掉，油動機滑閥緩慢動作，大大延長了關閉時間。由此聯想到中壓主汽門活動試驗電磁閥，如果蝶閥裝反，當電磁閥大量泄油時，把安全油大量泄掉，使安全油壓建立不起來。如果沒有裝反，電磁閥只能將經過 2mm節流孔的安全油泄掉，不會引起安全油壓建立不起來。 蝶閥復裝后，打閘，中壓主汽門能較快關閉。但關閉時間錄波測

18、試顯示，中壓主汽門ISV1、ISV2關到底的關閉時間分別為0.99秒和1.33秒，是經過0.5左右關閉后（關到油動機行程的25%左右），停頓一段時間再關閉。 人們懷疑主要使由于設計排油管道排油不暢造成的，在關閉時，中壓調門在主汽門前面搶先排油，堵塞了主汽門排油途徑。要更換排油管道，工作量大，為了慎重，做試驗以確定是否為排油不暢造成：關閉所有調門和高壓主汽門電液轉換器輸出針閥，掛閘，只開啟中壓主汽門，然后打閘觀察關閉情況，結果毫無改善，這就排除了對排油存在的懷疑。STC設計人員答應，通過改進設計，增加泄油面積并就地泄安全油，仍能使油動機達到迅速關閉的要求。第一次啟動后停機機會，將中壓主汽門油動機

19、進油節流孔由 5mm減小到 3mm。第二次機組啟動到3000r/min后，遠方打閘停機時對中壓主汽門關閉過程錄波，結果關閉時間延長到2秒左右。同時中壓主汽門活動試驗電磁閥設計邏輯不合理，帶電時關閉，失電時開啟，不符合“故障安全”原則。試驗發現，就地拔插電磁閥，基本能使油動機順暢關閉，中間無停頓，主要原因是打閘時安全油壓要從4.5m上到9m泄油，產生的靜壓即達到0.04MPa左右，再加上剩余壓力，使安全油壓泄油不暢，遠方打閘后中壓主汽門抖動，而就地泄油能解決此問題。將電磁閥通徑由 14換成 16mm，失電常閉。同時作為跳閘電磁閥使用，從ETS來的跳閘信號直接跳主汽門活動試驗閥，15秒后復位。從油

20、動機到油動遮斷閥的安全油，在泄油時是通過球形逆止閥快速泄掉的。大量的油從油動遮斷閥活塞下泄出，不僅延長油動機內安全油壓消失時間，而且能使逆止閥的鋼球沖到安全油泄油口，阻滯安全油壓的順暢泄出。做一個頂桿，使鋼球只能有35mm的活動空間，緩解了其負面影響，錄波表明，關閉中停頓現象消失。油動機滑閥為水平放置，取處油動機滑閥，發現卡澀較嚴重，磨痕明顯。在滑閥上車6道均壓槽，以增加潤滑，減小卡澀。試驗中，當左油動機試驗電磁閥打開時，安全油壓由0.85MPa減小到0.75MPa，當右油動機試驗電磁閥打開時，安全油壓由0.85MPa減小到0.15MPa，幾乎全部泄掉。檢查其安全油進油逆止蝶閥上的節流孔為 2

21、.1mm，減小到 1.5mm，同時對蝶閥研磨，導向段打磨，復裝后對安全油壓的影響基本正常（在主汽門嚴密性試驗中，兩試驗電磁閥動作后安全油壓降低到0.65MPa左右）。采取以上措施后，6月19日重新對關閉時間錄波，遠方打閘時主汽門關閉時間由2秒左右減少到0.75秒，就地打閘為0.70.8秒。再縮短關閉時間，必須從設計入手，擴大油動機泄油面積，安全油壓就地排回油，STC重新設計試驗后到現場更換。4.5.2改造措施1針對油動機安全油回油慢、需返回9米排油、排油面積不足的情況，對主汽門油動機的安全油供排油系統進行了重新設計，使現場的系統得到了優化，增加安全油排油口，在#1機停機小修中實施了更改。2門桿

22、試驗電磁閥功能恢復到原設計狀態，并將電磁閥的通徑改回到原設計要求的通徑，排油管一并恢復設計。其控制功能也同步恢復。3改造后，請山東電力研究院對主汽門關閉時間，進行了測量。改造后的試驗數據為：關閉時間為0.4S，達到了動作時間低于0.5S的驗收標準。4.6 AST試驗塊問題AST電磁閥在試驗過程中是裝反的，由于現場無設計圖紙，無法核對電磁閥方向，由STC提供圖紙后更正，但電磁閥活動試驗過程中狀態指示混亂，將安全油壓調整到接近設計值后，仍存在問題。解體試驗塊，取下兩個 1.6mm的節流孔，檢查發現前面的節流孔沒有鉆透，直徑只有約0.7mm，使中間油壓達不到安全油壓的一半。將節流孔重新加工后，試驗恢

23、復正常。4.7主油泵工作不正常6月11日第一次啟動，最高轉速達到2500r/min，前箱內聲音異常，觀察發現主油泵入口油壓為0，出口油壓只有0.04MPa，打閘停機。檢查注油器花板（起逆止門作用）與密封面的間隙，為0.10mm左右，在制造廠規定范圍內，未發現問題，同時進行了研磨。復裝后，開潤滑油泵，主油泵入口油壓升高到0.22MPa，開機過程中在1200r/min時入口油壓達到最低0.03MPa，然后又逐漸升高。3000r/min定速后，停潤滑油泵和調速油泵，主油泵出口油壓2.8MPa，入口油壓0.28MPa。出口油壓高于設計2.21MPa約0.6MPa，這樣超速試驗時出口油壓將達到3.4MP

24、a左右。在消缺中，1號注油器（供主油泵用）噴嘴，中心孔保持 11mm不變，周圍4孔堵死，在錯位45O位置開4 9.5mm孔。目的是降低注油器出口壓力以降低主油泵出口壓力。擴大2號注油器（供軸承用）噴嘴直徑，由原來5 8.8擴大至5 10，從而增加用油量，降低主油泵出口壓力。放大交流油泵至1號注油器節流孔板到 28mm。在主油箱內安裝閥門，直接將主油泵出口油通過 42mm管道泄至油箱，以減小主油泵出口壓力。實施以上措施后，再次開機3000r/min時，主油泵出口油壓降低到2.7MPa。主油泵出口油壓直接排回油，調整排油閥門后將出口油壓降低到2.5MPa。4.8 掛閘時主汽門和調速汽門突開 保安系

25、統掛閘時，電液轉換器的危急繼動器由于水錘作用使控制油壓突升。經指揮部決定，臨時采用動作OPC電磁閥的措施強制關閉主汽門和調門，但機頭觀察發現，掛閘時主汽門開啟保持510秒，還未回落，調速汽門即開啟，使機組轉速升高5001000r/min，而且隨著主汽壓力提高，轉速升高趨勢更加明顯。這是一種極其危險的情況，會使汽機轉速突升。 壓力油經過 3mm節流孔后再經力矩馬達作用的蝶閥間隙形成控制油壓（0.060.5MPa）。安全油壓作用在危急繼動器活塞上，保持控制油不泄漏。 當掛閘時，安全油壓突然建立，推動繼動器活塞活動，可能使作用在下腔的控制油壓受到迅速沖擊，控制油壓突然升高。制造廠提出在危急繼動器彈簧座上增加3.5mm墊片，同時減小安全油節流孔，使安全油壓建立緩慢，以減小危急繼動器的沖擊。采取以上措施，掛閘后發現，GV3和TV2的控制油壓0點為0.11MPa左右，此時汽門似開非開。就地接電流信號發生器，并經調整后，恢復正常。但跟DEH連接后又恢復原狀，確定DEH送來50mA左右的初始電流，熱