节能

技术|水泥窑余热发电油动机震颤原因分析及解决

2020-06-23 10:21:24 中国水泥备件网

某公司水泥熟料生产线为实现节能减排利用水泥窑系统余热废气发电,配套建设一套低温余热发电机组,汽轮机为多级混汽凝汽式NZ11-1.15/0.13,额定输出功率11MW,入口蒸汽压力为1.15MPa,补汽压力0.13MPa,交流发电机QFW-12-2A额定功率12MW,年发电量占公司生产线总用电量1/3,经济效益十分可观,实现了节能减排。2013年12月19日汽轮发电机组在升负荷过程中突然出现高调门油动机活塞震颤,同时压力油进油管、控制油进油管也随之共振颤动。随后对汽轮机发电机组进行降负荷操作,仍不能使油动机活塞上下震颤稳定下来,并且油管由于震动出现渗油,被迫停机检查。

一、油动机结构

油动机又称伺服液压马达:包括错油门、油缸活塞及活塞杆、壳体、反馈控制部分。油动机是调节汽阀的执行机构(如图1、2)。

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图1油动机外部结构

图2 油动机内部结构

高调门油动机活塞的上下运动是由油动机的错油门工作控制的。而油动机错油门的上下运动是由DDV伺服阀电液调节工作的。关闭主蒸汽管道电动截止阀,重新挂闸,检查各油系统高压油泵出口油压、AST油压、OPC油压、DDV伺服输出油压比平时正常运行略微偏低一点,但均在正常范围内。OPC电磁阀是超速保护控制阀,正常运转时OPC电磁阀失电关闭;AST电磁阀是自动停机跳闸保护控制阀,正常运转时AST电磁阀应该得电关闭,由于油系统各油压均在正常值,说明DDV伺服阀下面插装阀体进出油道是通畅且无卡涩的,排除了油道堵塞即电液系统中。

二、油动机调节系统分析及故障排查

油动机是汽轮机调节保安系统的执行机构,它接受DEH控制系统发出的指令,操纵汽轮机阀门的开启和关闭,从而达到控制汽轮机组转速、负荷以及保护机组安全的目的。



图3油动机调节系统图

检查电液系统中“电”即DDV伺服阀控制线路信号是否正常,首先检查DDV伺服阀零点是否漂移,对DDV伺服阀进行零点标定,拔下DDV伺服阀的航空插头对其进行手动调节标定,在此过程中阀门动作稳定没有震颤现象发生。插上航空插头后对调门进行拉阀试验时,油动机及油管道又开始震颤。其次对DDV伺服控制系统排查:

(1)更换了一个新的DDV伺服阀,但是震颤现象仍然存在。

(2)对DDV伺服阀航空插头进行检查,没有发现相间短路及接地现象。

(3)更换DDV伺服阀控制卡件至备用通道也不能使油动机活塞稳定下来。

通过对调节系统分析,对引起油动机震颤故障因素逐一检验、检查排除过程见表1。

表1引起油动机震颤故障及处理

三、油动机震颤原因分析及解决

经过以上现场排除液压系统伺服阀组、电气控制系统和油液清洁度等各方面因素后,检查拆卸解体高调门油动机,发现油动机底部高压耐油石棉板已经冲刷破损腐烂严重(如图4、5)。

图4壳底垫片损坏

图5清理垫片

现场发现有两方面原因,一是油动机出厂时垫片没有按壳底板油口制作留孔,导致高压油长期浸泡冲刷没有按设计开口的垫片石棉板而腐烂;二是错油门底座盖板螺钉松动,盖板突起不平,垫片上下不平整,油浸泡垫片,导致油动机压力油进油、回油以及油动机活塞进油、回油接通,DDV伺服阀判断并反应油压信号出现混乱。从而使从DDV伺服阀出来给到错油门的脉冲油压时大时小,错油门时上时下不能稳定,油动机活塞也随之上下震颤,同时油管道也随之共振。按照壳底板采用优质耐油石棉板,按壳底板油口留孔制作垫板,紧固底座盖板螺钉保证底板平整无凸起,重新清理密封后安装油动机调试,油动机活塞上下震颤和油管道震动消失,汽轮发电机组一次挂闸并网恢复正常发电运行。

四、结束语

引起汽轮机油动机高调门震颤的原因有多种,查找比较复杂困难,通常首先会想到DDV伺服阀等液压系统油脏卡涩、磨损泄漏或控制系统接触反馈信号不良导致震颤故障发生,不易想到或判断油动机底板垫片损坏出现问题,导致进出油短路发生震颤故障,总结油动机高调门震颤主要因素可归纳为:

(1)高调门LVDT位移传感器阀位反馈异常、连接杆出现松动、信号接线松动。

(2)DDV伺服卡参数不当、伺服阀零点漂移、伺服阀驱动信号接线松动。

(3)指令信号有干扰、DEH指令信号波动

(4)DDV伺服阀或油动机错油门卡涩、系统油压波动、油动机进、回油室窜油。

今后经验是汽轮机大修时要检查油动机底板垫片完好性及底板平整度避免凸起,及时按设计要求制作更新耐油石棉橡胶板并留好油孔位置,同时,定期检查回油箱过滤网上残留杂物,便于分析发现问题及早解决,汽轮机油液一定要符合清洁度等级技术要求,可以实现再线过滤,避免发生油动机高调门震颤故障或事故,保证发电机组安全稳定正常运行,发挥节能减排作用。


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