汽轮机安装论文

一、项目提出的背景1．1 汽轮机'>300MW汽轮机电液控制系统 洛阳首阳山电厂二期2x汽轮机'>300MW汽轮机为日立公司TCDF-33．5亚临界压力、中间再热、双缸双排汽、冲动、凝汽式汽轮机，于1995年12月和1996年3月投产。汽轮机调节系统为数字电液调节(D—EHG)，采用低压汽轮机油电液调节。执行机构的设置为1个高压油动机带动4个高压调速汽门，2个中压油动机带动2个中压调速汽门。每个油动机由一个电液伺服阀控制，1台汽轮机的3个油动机(CV、左右侧ICV)的电液伺服阀均为日本制造的Abex415型电液伺服阀。控制油和润滑油均采用同一油源即主油箱内的N32号防锈汽轮机油，在控制油路上安装一精密滤网(精度为51μm)。1．2 存在问题 首阳LU电厂3、4号机组从1995年试运开始，机组启动冲转过程中经常出现油动机突然不动的现象，经检查控制系统正常，信号传输正常，均为伺服阀故障所致，伺服阀更换后调节系统恢复正常。机组在带负荷稳定运行和中压调节门活动试验日寸，也出现油动机不动的情况及油动机全开或全关的现象， 检查均为伺服阀故障。 伺服阀出现故障必须进行更换，而这种调节系统设计形式伺服阀无法隔离，只能被迫停机更换。首阳山电厂3、4号机组由于伺服阀原因造成的停机：2000年分别为8次、5次，2001年分别为1次、2次；截止到2002年6月仅3号机组由于伺服阀原因造成的停机就达4次。对拆下来的故障伺服阀进行检查，发现其内部滤芯堵塞、喷嘴堵塞、滑阀卡涩。伺服阀内部滤芯堵塞引起伺服阀前置级控制压力过低，不能控制伺眼阀的第2级滑阀运动，致使油动机拒动(对控制信号不响应)；喷嘴堵塞油动机关闭；伺服阀卡涩，使油动机保持在全开或全关位置。油质污染是造成上述故障的主要原因，油质污染造成伺阀卡涩的故障占伺服阀故障的85％[1]。1．3 油质状况及防止伺服阀卡涩的措施 由于3、4号机组试运时就经常发生伺服阀卡涩，移交生产后首阳山电厂对油质就非常重视，1996年成立了滤油班加强滤油管理，提高油质清洁度。伺服阀卡涩频率比试运时降低了许多，但次数还比较多。 日立《汽轮机维护手册》标明，伺服阀可在等于或低于NASl638第7级污染程度的油质中良好工作。二期油系统管路设计为套管形式，滤网后向伺服阀供油的控制油管位于润滑油回油管中无法取样监测，只能监视润滑油的清洁度。根据旧的《电厂用运行中汽轮机油质量标准》[2]中对油中机械杂质的要求是外观目视无杂质，1996年至今，每周化验3、4号机润滑油，油样透明、无杂质(有一段时间含少量水分，极少检查有杂质)。新的《电厂用运行中汽轮机油质量标准》[3]除要求外观目视油中无机械杂质外，对油质提出了更高要求：250MW及以上机组要求测试颗粒度，参考国外标准极限值NASl638规定8-9级或MOOG规定6级；有的汽轮机'>300MW汽轮机润滑系统和调速系统共用一个油箱，也用矿物汽轮机油，此时油中颗粒度指标应按制造厂提供的指标，测试周期为每6个月1次。2001年对3、4号机组汽轮机油取样讲行颗粒度分析，运行油颗粒度均合格(见表1)。 伺服阀卡涩引起停机，对机组安全性影响非常大，且伺服阀卡涩引起机组非计划停运影响电厂的经济性。首阳山电厂采取了以下临时措施： (1)定期更换伺服阀，超过3个月后遇到机组停机进行更换；(2)定期切换控制油滤芯，并对其清洗；(3)滤油机连续运行时提高油质清洁度；(4)加强油质检验。 从运行看，因伺服阀卡涩引起停机次数有所减少。但尚无从根本上解决问题，为此经分析、研究提出一系列改造设想，如“采用独立的控制油源”、“不停机更换伺服阀”等，但由于系统改造量大、改造费用高或技术上不可行而均放弃。经多方分析、调研，提出将伺服阀改型，选用抗污染性能较强的DDV阀的方案。二、Abex415型电液伺服阀2．1 工作原理 电液伺服阀是电液转换元件，又是功率放大元件，它把微小的电气信号转换成大功率的液压能输出，控制调速汽门的阀位。它的性能优劣对电液调节系统影响很大，是电液调节系统的核心和关键。该伺服阀为射流管式力反馈二级电液伺服阀，为四通阀门，其作用是控制进出液压系统的油量，使其与输入的电信号成比例，主要由阀体、转距电动机(线圈、电枢)、永久性磁铁、第1级射流管、压力反馈弹簧、第2级滑阀、“O”形环、外壳等组成(见图1)。 其工作原理：少量液压油从油源流经滤网，然后流经连接在力矩马达转子上的软管，最后从喷油嘴流出。从喷嘴出来的油喷到2根集油管上，2根油管分别连于滑阀的两端。无偏移时，每个集油管产生约二分之一的管道压力，因而无差压产生，所以滑阀平衡。电流流过力矩马达时即产生一定力矩，使力矩马达的转子转动一个小角度。若转子为反时针转动，则喷油管向右移动，引起更多的油喷到右边的集油管上，即产生压力，而左边集油管产生较小的压力。这样滑阀上出现压差，引起滑阀向左移动。滑阀一直向左移动直到回位弹簧产生的反力与力矩马达产生的力相等为止。这时滑阀处于一新的平衡位置。第2级电流成正比。如电流极性相反，则滑阀移到另一侧。2．2 主要特点 (1)该阀为射流管式力反馈二级放大电液伺服阀；(2)低滞环，高分辨率；(3)灵敏度高，线性好且控制精度高；(4)控制油采用润滑油同一油源即主油箱内的N32号防锈汽轮机油，对油质要求高且抗污染能力差。 2．3 主要技术规范 伺服阀的型号、。 三、DDV伺服阀技术介绍 工作原理 DDV伺服阀由集成块电子线路、直线马达、阀芯、阀套等几部分构成(见图2)。其工作原理为：一个电指令信号施加到阀芯位置控制器集成块上，电子线路在直线马达产生一个脉宽调制(PWM)电流，震荡器使阀芯位置传感器(LVDT)励磁。经解调后的阀芯位置信号和指令位置信号进行比较，阀芯位置控制器产生一个电流输出给力矩马达，力矩马达驱动阀芯，一直使阀芯移动到指令位置。阀芯的位置与指令信号大小成正比。伺服阀的实际流量Q是阀芯位置与通过阀芯计量边的压力降的函数。 永磁直线马达结构。其工作原理：直线马达是一个永磁的差动马达，永磁提供部分所需的磁力，直线马达所需的电流明显低于同量级的比例电磁线圈所需的电流。直线马达具有中性的中位，因为它一偏离中位就会产生力和行程，力和行程与电流成正比，，自线马达在向外伸出的过程巾必须克服高刚度弹簧所产生的对中力与外部的附加力(即液动力及由污染引起的摩擦力)。在直线马达返回中位时，对中弹簧力是和马达产生的力同方向的，等于给阀芯提供了附加的驱动力，因此使DDV伺服阀对污染的敏感性大为降低。直线马达借助对，卜弹簧回中，不需外加电流。停电、电缆损坏或紧急停机情况下，伺服阀均能自行回中，无需外力推动。3．2 主要特点 DDV阀是MOOG公司最新研制成功的新型电液伺服阀，目前已由MOOGGmbH(德国)公司进行批量生产。它是一种直接驱动式伺服阀，用集成电路实现阀芯位置的闭环控制。阀芯的驱动装置是永磁直线力马达，对中弹簧使阀芯保持在中位，直线力马达克服弹簧的对中力使阀芯在2个方向都可偏离中位，平衡在一个新的位置，这样就解决了比例电磁线圈只能在一个方向产：生力的不足之处。阀芯位置闭环控制电子线路与脉宽调制(PWM)驱动电子线路固化为一块集成块，用特殊的连接技术固定在伺服阀内，因此该伺服阀无需配套电子装置就能对其进行控制。 DDV阀与“射流管式伺服阀”(或“双喷嘴力反馈两级伺服阀”)相比，其最大特点是：(1)无液压前置级；(2)用大功率的直线力马达替代丁小功率的力矩马达；(3)用先进的集成块与微型位置传感器替代了工艺复杂的机械反馈装置一力反馈杆与弹簧管；(4)低的滞环，高的分辨率；(5)保持了带前置级的两级伺服阀的基本性能与技术指标；(6)对控制油质抗污染能力大大提高；(7)降低运行维护成本。3．3 主要技术参数 DDV伺服阀的型号、参数 四、技术改造方案及设备安装调试 通过技术改造实现的目标：(1)彻底解决伺服阀卡涩；(2)不改变调节系统的调节特性；(3)具有高的可靠性、安全性；(4)改造量小。 改造方案：(1)将汽轮机的CV、左右侧ICV伺服阀均改为DDV型伺服阀。(2)机械方面：因2种伺服阀形状、开孔尺寸及安装尺寸不同，在伺服阀与执行器间加装连接用的油路集成块，并在集成块上安装进油滤网。(3)热工方面：安装电源及信号转换箱，接受HITASS的D-EHG控制信号(±8mA)和2路220V交流电源(一路UPS，一路保安段)，将控制信号(±8mA)变为电压信号(±10V)作为DDV的控制信号，交流220V转换为直流24V作为DDV的电源。 通过静止试验表明，调节系统静态特性达到与改型前试验数值基本一致，表明伺服阀改为DDV阀后，整个控制系统调节方法、调节性能无变化。改型前后静态试验数据 为检验伺服阀改为DDV阀后是否安全，能否保证失电状况下执行器关闭，进行了失电试验：加一开启信号，执行器开启；就地拔去信号接头，执行器自行关闭。五、运行实践及经济分析 4号机组自2001年9月运行至今，机组启停多次，调节系统可靠稳定，没有发生一次因伺服阀卡涩而造成机组的非计划停运。 技术改造后对机组安全、经济方面的影响。安全性：避免了伺服阀卡涩，极大地提高了机组的安全性、可靠性且机组非计划停运次数大大减少；经济性：技术改造除增加发电量外，每年约可节约费用74万元。技术改造费为每台机20万元，2台机组共40万元。1台机组1年就可收回2台机组的全部投资，经济效益显著。六、结 论 实际运行情况表明：该项技术改造在于汽轮机电液控制系统与润滑油系统同用一个油源，提高了适用性及抗污染能力，解决了电液伺服阀卡涩问题，大大减少了机组非计划停运次数，有明显的经济效益。可在同类日立00MW汽轮机的电液控制系统推广、实施。 目前国内机组电液控制系统工作液采用磷酸酯抗燃油的较多，而磷酸酯抗燃油与透平油相比理化性能要求严格、价格昂贵且维护复杂，尤其是磷酸酯抗燃油废液目前不能处理，其污染等同核污染，对人体健康有一定的危害。考虑到这些因素，机组电液控制系统工作液由抗燃油向汽轮机油系统发展是大趋势。 虽然DDV阀对油质污染的敏感性大为降低，但油质清洁度下降，会降低伺服阀计量边使用寿命，所以加强油质化学监督一点也不能放松。同时建议机组进行一次甩负荷试验，以进一步检验DDV阀的甩负荷特性。

本人1976年毕业于哈尔滨电力学校汽轮机专业，从事汽轮机专业已37年，1976年～1983年在呼伦贝尔电业局电力安装工程处，从事发电厂汽轮机安装工作，任汽轮机技术员。1983年3月调入东海拉尔发电厂，任汽机分场技术员，1994年，调入安全生产部，任汽机专责工程师，1992年通过工程类工程师资格的行业评审，晋中级职称。在从事汽轮机运行、检修管理的工作中，积累了丰富的工作经验，为我国电力建设和电力生产做出了较大的贡献，下面把我多年来在专业技术工作中所取得的成绩总结如下：

1、25MW机组胶球清洗装置改进： 1993年，对东海拉尔发电厂2台25MW机组胶球清洗装置进行改造，由活动式改为固定式，解决了原胶球清洗装置收球率低不能正常投入而需人工清洗凝汽器的问题，改造后胶球系统收球率100%。此项目荣获1993年伊敏煤电公司科技成果二等奖。本人在此次改造中起着重要作用。

2、锅炉及热网补水改用循环水余热利用： 1996年，进行25MW机组循环水余热利用改造，将机组的循环水输送到化学水处理室，进行处理后作为锅炉和热网的补水；充分利用循环水的余热。改造后取消了生水加热器，提高了机组的经济性。本人在此次改造中起着重要作用，此项目荣获1996年伊敏煤电公司科技成果三等奖。1999年，本人撰写论文《循环水余热利用及节能效果》，在《节能技术》编辑部，最全面的范文参考写作网站黑龙江省能源研究会优秀论文评审中被评为壹等论文。

3、解决#1机组调速系统工作不稳定，负荷摆动问题： #1机组调速系统工作不稳定，负荷大幅摆动，严重威胁机组的安全运行。经过组织专业研究、分析及试验，确定是危急遮断油门上油门活塞的排油孔的位置偏离设计位置，阻碍排油，使保护油路各滑阀间隙的泄油不能及时排出而进入速闭油管路，推动错油门上移，使调速系统不能正常调节而形成摆动。改进措施是：在油门活塞上重新钻孔使排油通畅，消除系统摆动，改进后调速系统工作正常。此项目荣获1996年伊敏煤电公司科技成果四等奖。

4、主持25MW机组锅炉连续排污扩容器疏水装置改造： 锅炉连续排污扩容器的疏水器厂家设计为吊桶浮子式疏水器，此装置关闭不严内漏严重，运行中连续排污扩容器无水位运行，将锅炉连续排污中的蒸汽白白浪费掉。为此将此疏水器改为液压水封疏水装置，改造后连续排污扩容器水位稳定，不需维护，回收了蒸汽，减少了热损失。此项目荣获1996年伊敏煤电公司科技成果四等奖。

5、主持#1、2机组PYS—140型除氧器及补水系统的节能改造： #1、2除氧器为喷雾淋水盘式大气式除氧器，运行中排汽带水严重。存在着疏水泵打水困难疏水箱满水溢流现象。1997年主持对#1、2除氧器及补水系统进行改造，具体措施是：

（1）在除氧器头部加盖挡水装置并在排氧管上安装节流孔。

（2）将进入除氧器的疏水与凝结水分开，疏水经喷嘴单独进入除氧器。改造后除氧器消除了排汽带水现象。疏水箱不满水不溢流减少了热损失，范文写作疏水泵打水快可间断运行降低了厂用电。此项目荣获1996年伊敏煤电公司科技成果三等奖。本人撰写《PYS—140型除氧器及补水系统节能改造》，在《节能》杂志2001年第2期发表。

6、厂内热网系统补水改造设计： 厂内热网系统补水箱设计在主厂房25米层，补水阀门为手动调节。

1、由于热网循环泵入口静压高使热网供水压力升高大于暖气片的工作压力，因此经常发生暖气片崩裂现象。

2、由于我厂热网循环水与生活热水为同一个系统，生活热水用量不恒定，时大时小。人工调节热网补水量不及时，经常发生热网补水箱满水溢流现象。1999年，对厂内热网补水系统进行改造，改进方案是：将热网补水箱改在热网加热站的屋顶，在补水箱内安装浮子套筒式补水调节阀。改造后热网供水压力稳定控制在以内，补水调节阀根据用水量自动调节水量，此装置免维护。

7、修改#1、2机组低真空改造辅机冷却水系统设计： 在2001年#1、2机组低真空循环水供热改造中，对辅机冷却水系统设计不合理的地方提出修改意见，将辅机冷却水泵入口负压吸水改为正压进水，将冷却水塔内增加取暖设备防冻改为辅机冷却水伴热防冻。提高了辅机冷却水系统运行可靠性，解决了水塔冬季停运后塔盆和进水管道防冻的问题。

8、#3、4机组凝结水泵入口管道改造： #3、4机组凝结水泵入口管道设计为159×4、5的管道。其管径设计偏小，机组的凝结水不能及时排出。在机组试安装期间对凝结水泵入口管道进行改造，将泵入口管道改为219×6管道，改造后消除了缺陷。

9、#3、4水塔压力管道防冻设计： #3、4机组冬季抽凝运行1台水塔停运，该系统设计没有考虑冬季停运的水塔上水管道防冻的问题。在机组安装期间将#3、4水塔进水管道安装了防冻阀门，解决了冬季停运水塔进水管道的`防冻问题。

10、主持#3、4机组前汽封排汽系统改造： 我厂#3、4机组前汽封排汽设计为三级排汽，第一级（靠汽缸侧）、二、三级排汽分别排至二、三、五段抽汽。

此设计存在的问题是前汽封漏汽排泄不畅，汽封向外漏汽漏入前轴承箱使油中带水，而且各排汽管道未安装阀门，使汽封排汽量无法调节。2006年，对#3、4机前汽封排汽系统进行改造：将前汽封一、二、三级排汽改排至下一级抽汽（四、五、六段抽汽），并在每路排汽管道安装阀门进行调节。改造后前汽封排汽通畅，减少向外漏汽，解决了油中进水的问题。

11、#3、4机组给水再循环系统改造设计： #3、4机组给水再循环系统设计为159×4母管和133×4分支管道，范文TOP100再循环母管联络门和分支管阀门设计为PN2。5MPa阀门，而且再循环母管缺少联络门。当给水再循环系统有故障检修时系统阀门不能关闭，必须2台机组全停才能检修。2007年利用机组全停消缺的机会，对#3、4机组给水再循环系统进行改造，将给水再循环管道改为133×12管道，母管联络门和分支门改为25MPa阀门，在给水泵再循环母管上增加了联络门数量。提高了给水再循环系统的安全性和可靠性。

12、主持#1、2热网补水系统的节能改造： 2007年，主持对#1、2热网补水系统进行改造，将50MW机组的循环水补入#1、2热网系统，回收利用了循环水的余热，改造后回收利用了循环水的余热，提高了机组的经济性。撰写《某电厂热网补水系统的节能改造》，在《节能》杂志2013年第9期发表。

13、＃3、4机组主蒸汽疏水系统改造： 2台50MW机组投产后，存在着主蒸汽疏水故障检修时系统不能隔断、必须2台机组全停才能检修的缺陷，严重影响机组的正常运行，2009年利用机组全停消缺的机会，对2台机组主蒸汽系统进行改造，将主蒸汽疏水改为单机组独立疏水系统，改造后疏水系统运行可靠。此改造项目荣获2009年东海拉尔发电厂《合理化建议和“五小”竞赛奖励》思想汇报专题等奖。

14、#3、4机励磁机冷却水接口改造： #3、4机励磁机冷却水设计接口在发电机空冷器冷却水门后，由于高差的原因使励磁机冷却水量不能满足需求。因此在2009年机组检修时对该系统进行了改造，将励磁机冷却水的接口改到循环泵出口母管上。改造后励磁机冷却水量充足运行可靠。

15、#3、4机射水泵入口管道改造： #3、4机组射水泵入口管道设计为219×6管道，该设计的缺点是泵入口管道管径偏小，射水泵的振动偏大超标，并不能保证水泵安全运行。2010年机组大修时，对泵入口管道进行改造，将泵入口管道改为377×6管道，改造后改善了水泵运行环境消除了振动，提高了水泵运行的安全性和可靠性。

16、参加对#3发电机组轴承振动的诊断及处理： 我厂#3机组（50MW）投产后，就由于发电机轴承座振动超标问题几次停机检查，并在随后的两次大修和几次小修都没有彻底解决，一般运行半年后，发电机振动又会逐渐爬升超标，针对#3发电机轴承振动问题，经过认真的分析研究，制定了处理措施，并在2010年机组大修中实施。具体方案是：

1、更换3、4号轴承座，改为加固型轴承座。

2、拆除台板、垫铁，重新布置垫铁，在3、4号轴承座各增加6副垫铁（修前各为10副垫铁，修后各为16副垫铁），进行基础二次灌浆。转子轴系做高速动平衡，将轴承振幅降到合格范围。大修后机组发电机后轴承振幅降到50μm以内，前轴承轴向振幅降至60μm左右，机组可长期运行。本人在在此次工作中起重要作用。撰写论文《一台50MW汽轮发电机组振动故障诊断及处理》，在《汽轮机技术》2013年第6期发表。

17、#2回水泵站升压泵出口阀门起吊设施设计： 2011年＃2回水泵站4台回水升压泵出入口门由电动蝶阀更换成电动闸阀，泵出口电动闸阀安装在3m标高处，电动闸阀自重1260kg（闸阀960kg，电装300kg）。因泵站未设计回水升压泵和泵进出口门的起吊设施，因此需制作安装泵和出入口门的起吊梁。在#2回水升压泵间顶部固定安装起吊梁（22b工字钢，长25。5m，自重928kg），起吊梁固定在6根引梁下部，引梁为30a槽钢（单梁长4m，重160kg），南侧搭在原电机起吊梁上焊接固定，北侧与厂房混凝土梁预埋铁焊接（预埋铁400×400×12钢板，钢板上焊4根16钢筋横向插入混凝土梁中），起吊梁上安装3t手动单轨小车和3t导链。此起吊设施完成了#2回水泵站升压泵出入口阀门更换的吊装任务，又可进行回水升压泵检修时泵盖和转子的吊装，详见《#2回水泵站升压泵出口门起吊梁强度校核》和《#2回水泵站升压泵出口门起吊梁施工图》。此改造项目荣获2011年东海拉尔发电厂《合理化建议和“五小”竞赛奖励》一等奖。

18、25MW机组工业水与50MW机组工业水管道连接改造： 在50MW机组工业水系统设计时，没有考虑与25MW机组工业水系统连接，当50MW机组工业水系统故障水源中断时没有辅机冷却水源。因此在2012年机组检修时，将25MW机组工业水与50MW机组工业水进行连接改造。改造后系统灵活可互为备用，提高了系统的可靠性。

19、#2热网循环泵叶轮车削，解决热网循环泵出口门开度偏小的问题： #2热网4台循环泵叶轮直径595mm，运行中水泵出口门（DN500闸阀）只能开60mm（此时电机电流46A），开度大于60mm时电机电流超标（额定电流48A），水泵轴功率大于设计值。2013年，将#2热网#1、3循环泵叶轮直径车削20mm（由595mm车削到575mm）并作叶轮的静平衡试验。车削后水泵运行出口门可全开，电流在42A（比车削前降低4A），供水压力和流量不降。在此工况下水泵可长期运行。解决了#2热网循环泵出口阀门开度偏小的问题。2台热网循环泵叶轮车削后，水泵轴功率降低59kw，运行中每个取暖期节省厂用电量659，856kw，上网电价0。326元/kwh，年创效益21。5万元。

20、2013年9月，编制#3机组低真空运行循环水供热改造方案，进行辅机冷却水系统改造设计： 工程于2013年10月12日完成改造并投入运行。实现节能、经济运行的目的。本人负责编制#3机组低真空运行循环水供热改造方案，进行辅机冷却水系统改造设计并指导安装，解决安装中存在的问题。撰写论文《供热初末期50MW机组低真空循环水供热的可行性》，在《节能》杂志2013年第12期发表。