山東青能汽輪機(jī)有限責(zé)任公司在中國中小型汽輪機(jī)行業(yè)市場占有率高。青能汽輪機(jī)位于古"九州"之一的青州,區(qū)位優(yōu)越,交通便利。
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調(diào)節(jié)系統(tǒng)及熱工儀表檢修及改造
一、調(diào)速、保安系統(tǒng)問題:
1、增減負(fù)荷不靈敏,出現(xiàn)跳躍性變化。
2、靜態(tài)試驗(yàn)油動(dòng)機(jī)不能全開或全關(guān)。
3、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速或電、熱負(fù)荷波動(dòng)。
4、抽汽、背壓無法投入。
5、調(diào)節(jié)汽門密封不嚴(yán)。
6、調(diào)節(jié)閥閥桿漏汽。
7、危急遮斷油門、軸向位移遮斷器、啟動(dòng)閥、危急遮斷及復(fù)位裝置無法掛閘。
8、附加保安油壓、安全油壓無法建立或油壓低。
9、低轉(zhuǎn)速危急遮斷油門、保安操作箱動(dòng)作。
10、注油試驗(yàn)不成功。
11、汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)LVDT標(biāo)定。
12、WoodWard505、505E、SPC、CPCⅡ參數(shù)組態(tài)整定。
13、液壓彈簧式油動(dòng)機(jī)脈沖油壓(信號(hào)油壓)無法建立或低于設(shè)計(jì)值。
14、油動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間過長。
15、OPC功能無法投入使用。
16、旋轉(zhuǎn)滑閥無法旋轉(zhuǎn)。
17、無法滿負(fù)荷運(yùn)行。
18、汽輪機(jī)甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速飛升過大。
19、調(diào)速系統(tǒng)不等率調(diào)整。
二、主汽門
1、熱態(tài)時(shí)主汽門不能全關(guān)。
2、主汽門開啟一定程度后自動(dòng)關(guān)閉。
3、主汽門無法開啟。
4、主汽門開啟不到位。
5、漏汽量大。
6、自動(dòng)關(guān)閉器無法進(jìn)行活動(dòng)試驗(yàn)。
7、自動(dòng)關(guān)閉器開啟不到位。
8、主汽門/自動(dòng)關(guān)閉器關(guān)閉時(shí)間過長
三、油系統(tǒng)
1、高壓油泵壓力不到設(shè)計(jì)值。
2、汽輪機(jī)主油泵出口壓力/進(jìn)口壓力不足。
3、汽輪機(jī)潤滑油壓不足。
4、汽輪機(jī)回油溫度過高。
5、冷油器出口溫度過高。
6、潤滑油泵出口壓力不足。
7、三通逆止閥卡澀。
8、高壓油泵出力與系統(tǒng)不匹配。
9、回油不暢
10、軸承座漏油
電調(diào)改造案例:
某電廠在90年代上一臺(tái)型式為C25-8.83-0.981汽輪發(fā)電機(jī)組,其控制采用純液調(diào)方式,凸輪配汽機(jī)構(gòu),在運(yùn)行十幾年后出現(xiàn)汽輪機(jī)增減負(fù)荷控制不靈敏,運(yùn)行遲緩率較大,熱電負(fù)荷自整性不高,一次調(diào)頻能力不強(qiáng),在甩部分負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)品質(zhì)不能滿足運(yùn)行要求。鑒于以上情況可以通過將機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)改為DEH系統(tǒng),提高機(jī)組控制水平及適應(yīng)性
一、原系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理介紹
系統(tǒng)采用全液壓牽連式調(diào)節(jié)系統(tǒng),主要由調(diào)速油泵、調(diào)節(jié)器(壓力變換器、錯(cuò)油門、油動(dòng)機(jī))、調(diào)壓器、旋轉(zhuǎn)隔板油動(dòng)機(jī)、同步器等組成;并主要由兩個(gè)回路―轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路、壓力調(diào)節(jié)回路分別控制汽輪機(jī)的電負(fù)荷和熱負(fù)荷。轉(zhuǎn)速控制回路接收調(diào)速油泵的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)(油泵出口油壓變化量)和同步器給定信號(hào),用于控制轉(zhuǎn)速和電負(fù)荷;壓力調(diào)節(jié)回路接收抽汽壓力和調(diào)壓器給定信號(hào),用來控制抽汽壓力和熱負(fù)荷。
1.調(diào)速回路控制過程
調(diào)速油泵作為液壓式轉(zhuǎn)速感應(yīng)器測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速。該油泵的進(jìn)出口油壓差與機(jī)組轉(zhuǎn)速平方成正比,在轉(zhuǎn)速變化不大時(shí),油壓變化與轉(zhuǎn)速變化可以做線形化處理,因此用它做轉(zhuǎn)速變化的脈沖信號(hào)。壓力變換器滑閥一方而受轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)油壓力的控制,另一方而通過同步器接受操作信號(hào)彈簧力的控制。壓力變換器滑閥控制著兩個(gè)脈沖油路的溢流,當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化引起調(diào)速油泵壓增發(fā)生變化,或者操作同步器而改變壓力變換器彈簧頇緊力時(shí),便引起壓力變換器滑閥上、下移動(dòng),從而改變壓力變換器溢流窗口的開度,引起兩個(gè)脈沖油路油壓變化,從而使錯(cuò)油門滑閥上、下移動(dòng),控制油動(dòng)機(jī)的進(jìn)油和排油而操縱油動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)調(diào)節(jié)汽閥和旋轉(zhuǎn)隔扳同時(shí)開大或關(guān)小,達(dá)到調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速(單機(jī)運(yùn)行)或電負(fù)荷(并網(wǎng)運(yùn)行 )的目的;在油動(dòng)機(jī)活塞移動(dòng)同時(shí)改變了反饋窗口的溢流而積,使脈沖油得到反饋,重新恢復(fù)到額定值,錯(cuò)油門滑閥便回到中問位置,油動(dòng)機(jī)油路被切斷,機(jī)組處于新的穩(wěn)定工況。
2.調(diào)壓控制回路
采用波紋管式調(diào)壓器作為測量壓力變化的元件以汽輪機(jī)調(diào)整抽汽壓力的變化作為調(diào)壓的脈沖信號(hào)。波紋管的作用是將蒸汽壓力的變化轉(zhuǎn)換為位移,此位移通過頂桿使淵壓器滑閥產(chǎn)生位移,而改變壓器溢流窗口的開度,引起兩個(gè)脈沖油路的油壓的變化,由于調(diào)壓器兩個(gè)溢流窗口開度變化相反,引起兩個(gè)脈沖油路的油壓的變化也相反,亦即高壓油動(dòng)機(jī)和低壓油動(dòng)機(jī)做同向運(yùn)動(dòng),是調(diào)節(jié)汽閥開大調(diào)壓器上部于輪,可以改變調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力,從而達(dá)到改變汽輪機(jī)抽汽壓力的目的,當(dāng)熱負(fù)荷并入熱網(wǎng)時(shí),則可平移調(diào)壓器靜態(tài)特性曲線,從而改變汽輪機(jī)熱負(fù)荷。
二、電調(diào)改造方案及實(shí)施
本機(jī)組改造時(shí),汽輪機(jī)仍在運(yùn)行,同時(shí)要求改造周期越短越好,再充分考慮到施工周期及汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制精度的要求后,決定僅拆除原調(diào)速系統(tǒng)中的同步器、高壓油動(dòng)機(jī)、中壓油動(dòng)機(jī)、調(diào)壓器等調(diào)節(jié)部套,保留原有的保安部套、供油系統(tǒng),減小了改造的工作量。同時(shí)采用獨(dú)立油源的直動(dòng)式油動(dòng)機(jī)做為DEH的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu),使用南京科遠(yuǎn)DEH-NK系列電調(diào)系統(tǒng),改造后,汽輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)良。
(一)改造內(nèi)容
1.去掉部套
(1)高壓油動(dòng)機(jī)(2)同步器(3)中壓油動(dòng)機(jī)(4)調(diào)壓器等
2.保留部套
(1)電動(dòng)油泵組(2)射油器(3)溢油閥(4)超速保護(hù)裝置(包括危急遮斷器、危急遮斷油門、電超速保護(hù)裝置、轉(zhuǎn)速測量裝置等)(5)啟動(dòng)閥(6)中壓油動(dòng)機(jī)托架等
3.增加部套
(1)高壓油動(dòng)機(jī)蓋板及托架(2)中壓油動(dòng)機(jī)蓋板(3)高、中壓油動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)螺桿(4)DEH電調(diào)控制系統(tǒng)及液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)調(diào)節(jié)油管路(6)部分保安油路改造(7)轉(zhuǎn)速傳感器
(二)DEH-NK系統(tǒng)介紹
DEH-NK主要的任務(wù)是控制汽機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)組負(fù)荷以及排汽壓力等參數(shù)。DEH系統(tǒng)接受現(xiàn)場輸入信號(hào),如OPS(轉(zhuǎn)速)、MW(功率)、PC(抽汽壓力)以及運(yùn)行人員通過LCD發(fā)出的各種控制指令等,經(jīng)過內(nèi)部的運(yùn)算送出閥位的設(shè)定控制信號(hào)去控制電液轉(zhuǎn)換器;通過液壓系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制高壓調(diào)門的開度,完成對(duì)汽機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、升速、并網(wǎng)、帶負(fù)荷、抽汽壓力調(diào)節(jié)等功能;還能對(duì)各種運(yùn)行工況作出相應(yīng)的操作、保護(hù)、控制、監(jiān)視等,以確保汽輪發(fā)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。
1.主要功能介紹
DEH-NK電調(diào)裝置主要包括以下功能,但不限于此:
●汽機(jī)復(fù)位(掛閘)。
●手動(dòng)/自動(dòng)升速/汽輪機(jī)自啟停功能(經(jīng)驗(yàn)曲線自啟動(dòng))。
●摩擦檢查。
●在DEH控制下進(jìn)行電超速保護(hù)試驗(yàn)、機(jī)械超速保護(hù)試驗(yàn)。
●自動(dòng)同期(提供與同期裝置的接口)。
●機(jī)組并網(wǎng)后,DEH將自動(dòng)帶初負(fù)荷以防止逆功率運(yùn)行,并且有負(fù)荷限制功能。
● DEH可按運(yùn)行人員給定的目標(biāo)值及負(fù)荷變動(dòng)率自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的電負(fù)荷。
●主汽壓控制及限制。
●抽汽控制。
●可根據(jù)需要決定機(jī)組是否參與一次調(diào)頻。
●故障診斷報(bào)警。
● OPC超速保護(hù)(103%nH,關(guān)高、中壓調(diào)門;110%nH,關(guān)所有閥門,停機(jī))。
●停機(jī)狀態(tài)下可進(jìn)行仿真試驗(yàn)。
●進(jìn)行主汽門、調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)。
●可以在工程師站進(jìn)行參數(shù)修改、組態(tài)。
●和其它系統(tǒng)的具有良好接口如TSI、DCS。
2.技術(shù)指標(biāo)
●轉(zhuǎn)速控制范圍:40轉(zhuǎn)/分~3500轉(zhuǎn)/分,精度(1轉(zhuǎn)/分);
●負(fù)荷控制范圍:0~115%,精度0.5%;
●轉(zhuǎn)速不等率: 3~6%;
●抽汽不等率: 5~10%;
●油動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間〈0.5秒;
●升速率控制精度: (1 r/min);
●甩額定負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量:( 7%額定轉(zhuǎn)速);
●調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的遲緩率≯0.06%;
●電源負(fù)荷率50%,雙電源。柜內(nèi)供電裝置1:1冗余,交流雙路供電(一路工作變,一路廠用UPS)。
●系統(tǒng)平均無故障時(shí)間:MTBF>20000小時(shí);
●系統(tǒng)可用率:99.9%。
●機(jī)柜內(nèi)每種類型I/O模件都有10%的備用量,每個(gè)機(jī)柜都有10%的模件插槽備用量。DPU處理器負(fù)荷率<30%,存貯器負(fù)荷率<50%,通訊負(fù)荷率<40%。
●DPU按1:1冗余配置。當(dāng)主DPU故障,能自動(dòng)無擾切換至備用DPU
(三)EH液壓系統(tǒng)介紹
1.系統(tǒng)組成
●由電液執(zhí)行器、油源站兩部分構(gòu)成:
●電液執(zhí)行器由液壓缸、伺服閥、電磁閥等部件組成,分為連續(xù)調(diào)節(jié)型和二位控制型兩種,采用成熟的高壓抗燃油電液油動(dòng)機(jī)技術(shù)。
●油源站由油箱、高壓齒輪泵、馬達(dá)、壓力開關(guān)、調(diào)壓電磁閥和蓄能器等部件組成,采用節(jié)能、環(huán)保技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì),分散并集成到各電液執(zhí)行器上。
2.系統(tǒng)特點(diǎn)
●100%連續(xù)可調(diào)節(jié)工作,閉環(huán)伺服控制系統(tǒng),具有高可靠性。
●動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于20 毫秒,快關(guān)時(shí)間可小于0.2 秒。
●孤網(wǎng)運(yùn)行工況的汽輪機(jī)組尤其適用,調(diào)節(jié)品質(zhì)完全達(dá)到孤網(wǎng)運(yùn)行的快速響應(yīng)要求。
●執(zhí)行器體積小巧,安裝簡單,現(xiàn)場檢修使用及其方便。
●執(zhí)行器輸出剛度極大,并還可根據(jù)現(xiàn)場情況在線調(diào)整,完全不受負(fù)載類型的限制。
●環(huán)保型的流體工作介質(zhì),無環(huán)境污染,解決了抗燃油的環(huán)境污染問題。
(四)實(shí)施過程及改造后效果
1.工程工期:7天
考慮該機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況及客戶的經(jīng)濟(jì)性,在該項(xiàng)目確定后,我公司立即排工程師進(jìn)入現(xiàn)場對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行安裝及運(yùn)行數(shù)據(jù)采集,根據(jù)實(shí)際情況制定最優(yōu)改造方案,同時(shí)讓汽輪機(jī)先保持運(yùn)行,我公司對(duì)改造內(nèi)容進(jìn)行訂購、材料準(zhǔn)備、施工方案制定。經(jīng)過雙方積極溝通協(xié)調(diào),相互合作,汽輪機(jī)停機(jī)后一周汽輪機(jī)完成電調(diào)改造,并網(wǎng)發(fā)電,提高了客戶經(jīng)濟(jì)效益。
2.改造后汽機(jī)運(yùn)行效果
●轉(zhuǎn)速控制范圍:±2r/min;
●負(fù)荷控制范圍:±130KW
●抽汽控制范圍:±0.02Mpa(表)
●轉(zhuǎn)速不等率: 5%;
●抽汽不等率: 10%;
●油動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間:<0.5秒;
●升速率控制精度:1 r/min;
●甩額定負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量:3190 r/min;
●調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的遲緩率:≯0.06%;