汽轮机阀门故障检测和诊断研究
汽轮机阀门全行程活动试验异常分析及优化

汽轮机阀门全行程活动试验异常分析及优化文章以河源电厂600MW汽轮机为例,详细介绍了汽轮机主汽阀门全行程活动试验的试验条件和基本原理,并针对阀门试验过程中出现的EH油压大幅下跌的异常现象进行了详细地分析,提出合理的解决方法。
标签:全行程活动试验;优化;安全引言广东河源电厂汽轮机为哈汽生产的CLN600-25/600/600型超超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、凝汽式汽轮机,每台机组配置有两高压主汽门(TV)、4个高压调门(GV)、2个中压主汽门(RSV)、4个中压调门(IV)。
汽轮机调节系统为高压抗燃油型数字电液调节系统(简称DEH),控制设备采用ABB北京贝利控制有限公司的Symphony系统。
1 试验条件阀门全行程活动试验共分为四个组依次进行,TV和同侧的2个GV一个组(如TV2和GV2、GV3),RSV和同侧的IV一个组(RSV1和IV1、IV2,RSV2和IV3、IV4),每次只能对一个阀门组进行试验。
TV/GV阀门组活动试验须具备以下允许条件:(1)机组处于正常运行状况,带50%额定负荷。
(2)CCS模式退出,DEH投入功率控制回路。
(3)高调门处于单阀模式。
(4)高压主汽门和中压主汽门全开。
(5)阀门活动试验已完成,没有其它阀门试验进行。
(6)DEH投入功率控制回路。
(7)没有阀门校验进行。
为保证一侧GV全关后负荷仍能够稳定控制在300MW,要求在TV/GV阀门组活动试验过程中主汽压力稳定在18Mpa,此时锅炉处于BI或者BH运行模式均可。
RSV/IV阀门组活动试验可以在任何负荷下进行,除上述第一条外,其它要求与TV/GV阀门组完全相同。
2 试验原理2.1 TV/GV活动试验以TV2/GV2GV3阀门组活动试验为例,其主要控制逻辑见图1。
当所有允许条件具备时,操作员通过DEH画面选择TV2/GV2&GV3阀门组开始试验。
首先“TV2试验开始”为1,RS触发器(14)置位,使切换器T(12)保持试验前的“GV2单阀指令1”,同时RS触发器(6)置位,把试验前的“GV2单阀指令1” 乘以负1后通过速率限制器(11)与之前保持的数值相加,其结果通过切换器T(15)形成最终的GV2单阀指令(GV2 SINGLE)信号。
给水泵汽轮机抽汽调节阀异常关闭故障诊断及处理

给水泵汽轮机抽汽调节阀异常关闭故障诊断及处理摘要:中压调节阀是电站中汽轮组的关键构成部件之一,在火电机组汽轮机中压缸的启动与运转过程中,中压调节阀能够控制汽轮机组整体的转速以及初始负荷数值,中压调节阀一旦出现卡涩故障,便有可能导致电厂整台机组无法正常运转。
而在具体的检修过程中,有关中压调节阀的处理时间较长,不仅会影响机组整体的运行质量,同时可能延误工程工期。
因此,及时且精准的故障检测与优化处理是火电机组稳定运行、安全生产的基础,同样也是获得广大用户信任的关键。
关键词:给水泵汽轮机;抽汽调节阀;异常关闭;故障诊断;处理引言在发电系统中,发电机起动过程失效是一个非常常见的问题,也是一个很难处理的问题。
作为能源转化的重要动力设备,在日常工作中出现的异常振动是最突出的问题。
引起汽轮机异常振动的因素多种多样,对其进行故障分析具有很高的专业性,对汽轮机的不正常振动进行有效的处理,做好故障原因的析和处理,能保证机组的正常工作。
1中压调节阀介绍火电机组汽轮机的中压调节阀通常由阀杆、阀芯、套筒、蝶阀、阀座、阀壳与执行机组共同构成。
其中,中压调节阀阀芯设置有预启阀装置,能够在阀门开启情况下降低机组所需要的提升力,相对独立又紧凑的结构设计,能够保障中压调节阀在开启或停机状态下不受其自身状态的影响,实现更快速、稳定的启停机需求。
中压调节阀中的蝶阀亦可称为翻板阀,它是作用于火电机组管道中一种结构简单的高效性调节阀,可围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的目的,能够对火电机组管道内的各种流动介质起到断流、限流等作用。
2维护检修火电厂汽轮机辅机的重要作用意义目前,我国以科技发展为主要导向进行经济快速发展,国民生活质量已经有了很大的提高。
对生活质量的高要求在日常生活中就表现为对电力的大量需求。
我国国民体量大,地域辽阔,大量的用电需求近年来对我国的电力系统的考验非常大。
不仅是我国,在全世界来看,电力的供给都是一个非常需要关注的问题。
目前,在很多国家已经出现了电力短缺无法满足需求的现象。
汽轮机高压调节阀阀杆断裂故障分析及处理

汽轮机高压调节阀阀杆断裂故障分析及处理摘要:某火力站发电厂二号大型汽轮发电机组在正常进行设备安全运行维护管理工作过程中,由于一次性发电机自动调频时的一个动作发生失误从而导致二号汽轮机组直流输出驱动负荷大幅度增加发生功率波动。
通过对上述断裂事件直接发生处理过程的统计分析结果回溯及数据分析,判定其事件发生后的直接原因为自动汽轮机闸阀采用的是高压自动电机调节控制排气阀上的高压阀杆从而发生自动断裂。
后通过不断研究创新制定有效的紧急事故应对自动控制措施,机组人员安全得以保证能够及时继续安全可靠地并继续正常运行。
机组成功投入停运后经紧急机组安全解体工作人员现场检查,门杆壳体损坏的实际修复情况与原先的判断基本相符。
在与相关设备生产厂家进行沟通并决定采用其新型调节阀杆连接结构后,高压电流调节器的阀门和调节阀杆动作正常,安全隐患基本消除。
关键词:汽轮机;高压调节阀;故障分析;处理措施前言随着我国汽轮调节发电机组中的单机发电容量不断大大上升,对汽轮调节发电系统的工作快速性、稳定性能等提出了更高的技术要求。
现代化的大功率液压汽轮机阀门采取了一个带气动减压阀的阀体结构,大大减少了高压调节阀所有必需的液压提升力。
提升力的大大减少却为气动阀门的运行稳定性提升带来了新的技术问题。
由于主动制汽阀、调节制动阀发生故障而直接引发的超速、负荷不稳定等安全事故时有发生。
要做到从根本上正确解决这些突出问题,除了必须提高和不断改善一个阀的安全性能以外,更重要的事就是深入研究阀门故障可能产生的主要原因,做好一个阀门的主要故障原因预测与风险诊断,发现阀门故障源并及时处理,杜绝阀门事故的继续扩大。
1汽轮机高压调节阀常见故障分析1.1阀杆卡涩阀杆卡涩阀柄中断阀杆是目前大型火电厂启停电机中的常见故障之一,阀杆卡涩阀杆中断后会导致启停起动机的阀杆两端卡死将电机会中断致使启停起动机的阀门不能正常起动关闭,在某些大型火电厂曾多次中断出现过起动汽轮机由于阀杆中断不能调节启停起动机的阀杆和启停阀杆卡涩在起动机组内由于承载负甩较大承载负荷时容易松动发生中断起动阀杆超速,其它在某些火电厂由于中断调节起动阀杆卡涩而在此中断阶段引起的重重故障启机在此中断阶段导致机组转速不稳定,无法正常进行并网,并网后的紧急工况下导致机组承载负荷不稳定的各种类型故障也时有发生。
汽轮机系统调节阀常见故障及处理方法探析

汽轮机系统调节阀常见故障及处理方法探析作者:崔倩杨占岗来源:《科学与财富》2014年第12期摘要:在火力发电厂,调节阀卡涩、外泄、振荡等故障是汽轮机系统常见问题。
造成调节阀卡涩的原因较多,一般在机组新投运系统和大修后投运初期,容易出现;调节阀外泄大多由阀杆密封填料数量少,填料材质不合适或未使用密封油脂等原因造成;通过改变节流件形状,减小配合间隙,增加摩擦阻尼等方法可有效消除或减弱调节阀振荡。
本文对调节阀出现的常见故障进行了例举,并对相应的处理方法提出了解决措施,对于其他电厂防止此类事故的发生有一定的借鉴意义。
关键词:调节阀;故障1. 调节阀检修时重点检查部位检查阀体内壁:在高压差和有腐蚀性介质的场合,阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀,对耐压耐腐情况必须重点检查。
检查阀座:因工作时介质渗入,固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛。
检查阀芯:阀芯为调节阀的核心部件,受介质冲蚀较为严重,检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损,特别是高压差情况下,阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重。
检查密封填料:检查盘根石墨绳是否干燥,聚四氟乙烯填料是否老化,其配合面是否损坏。
检查执行机构中橡胶膜片是否老化,是否有龟裂迹象。
2. 常见故障及处理方法2.1调节阀经常卡住或堵塞2.1.1原因分析管路中的焊渣、铁锈、渣子等在节流口、导向部位、下阀盖平衡孔内造成堵塞或卡住使阀芯曲面、导向面产生拉伤和划痕、密封面上产生压痕等是最常见的故障。
遇此情况,必须卸开进行清洗,除掉渣物,如密封面受到损伤还应研磨;同时将底塞打开,以冲掉从平衡孔掉入下阀盖内的渣物,并对管路进行冲洗。
投运前,让调节阀全开,介质流动一段时间后再纳入正常运行。
2.1.2处理方法2.1.2.1外接冲刷法对一些易沉淀、含有固体颗粒的介质采用普通阀调节时,经常在节流口、导向处堵塞,可在下阀盖底塞处外接冲刷气体和蒸汽。
当阀产生堵塞或卡住时,打开外接的气体或蒸气阀门,即可在不动调节阀的情况下完成冲洗工作,使阀正常运行。
火力发电厂汽轮机管阀检修及管理

火力发电厂汽轮机管阀检修及管理摘要:随着社会经济的飞速发展,人们对于电力的需求也在不断增加,不管是企业单位还是居民群众,都会有很大的用电量,因此电力工业得到了很大的发展。
于是,就出现了各种新型的发电方式。
比如,火力发电、风力发电、水力发电等,电力工业动力的一个重要来源是蒸汽涡轮,它通常也被用作动力转换器。
文章以火力发电为例,分析了火力发电厂的主要设备——蒸汽涡轮,并指出了蒸汽涡轮的常见故障,并给出了相应的解决方法。
关键词:火力发电厂;汽轮机管;检修及管理引言:在社会企业单位和人民群众对电力的需要的基础上,选择了更多的火力发电厂,它的优势是:对建设地点没有太高的要求,能够有效地减少电网的输配电损耗;具有投资成本低、占地少、建设周期短、能尽早投产的优点;在燃煤电厂投入运行后,整体运行比较顺畅;而地理条件和环境因子对其作用不大;蒸汽涡轮是热电厂的主要动力源,蒸汽涡轮是整个机组正常运转的保障,所以必须对蒸汽涡轮进行科学的维护和管理,以确保机组的正常运转。
1.常见管阀的检修要点分析1.1 检修前的准备管阀大修前的准备工作主要包括:首先,要对以往的大修和维护记录有一个全面的认识。
重点关注运行状况,各种故障的起因,金属监督,性质,维修情况等,了解汽轮机的具体情况,为维修工作做好充分的准备和有效地处理各种可能的问题。
其次,弄清楚目前的维护需求。
根据生产运行的具体需求,结合以往电厂汽轮机管路、阀门检修情况,再一次地说明所要进行的工作,确认其是否具有科学性,是否符合实际,是否经过论证。
同时,也要对是否有特别的维修项目进行排查,做好充足的准备[1]。
然后,要做好维护工作的各项规定。
检修工作对工具和配件都有一定的要求,所以在进行检修工作之前,要做好规划,并将费用进行预留,要根据实际的需要来规划,万一有什么特别的情况发生,要对检修工作的成本进行控制,并制定出相应的规划。
还要做好工作规划。
工作方案的制定是明确操作规程,落实措施的基础,按照有关要求,确定具体的检修时间,验证切实可行的施工措施和制定的技术方案。
核电汽轮机阀门性能诊断实践及改进

核电汽轮机阀门性能诊断实践及改进摘要:随着科技的发展,现代发电技术越来越多,如传统的火力发电、水利发电、还有现在比较先进的风力发电和太阳能发电。
传统的发电技术大多都是利用自然能进行发电,我们今天介绍一种新型技术——核电技术。
我们想要了解核电技术,就先要了解它的组成,本文将对核电汽轮机阀门进行介绍,并对其性能的诊断实践及改进进行简要分析。
关键词:核电技术;汽轮机;主汽阀门;技术改进1 引言随着我国科技的发展我国的核电技术正在突飞猛进,从五十年代一代核电技术的出现到现在三代技术的成熟。
我国三代核电技术已经走向成熟。
第三代核电技术主要是把设置预防和缓解严重事故作为设计核心,从而大大提高了安全性。
现在具有代表性的几种技术分别是:美国的非能动压力水堆、法国的阿法珐的EPR、美国通用先进沸水堆和经济简化型沸水堆、日本的先进压水堆、还有我国的“华龙一号”和“国和二号”都是具有代表性的三代核电技术。
本文将对我国某核电站核电汽轮机阀门的性能和改进方法进行简要分析[2]。
2 汽轮机主汽阀工作原理简介2.1汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置,主要是利用高温、高压的蒸汽推动叶片带动转子旋转,使其对外做功。
汽轮机最早出现于公元1世纪,当时被称为风神轮,是最早出现的反动式汽轮机。
直到1882年瑞典人制造了世界第一台5马力的单机冲动式汽轮机,20世纪初美国人制造出多个速度级的汽轮机。
从第一次工业革命到现在的信息化时代,依然没有取代汽轮机的技术,可见技术虽然传统但是它的重要性不言而喻。
汽轮机在现在的工业中依然占有一定的地位。
虽然说当时的汽轮机远不能于现在的技术相比,但是汽轮机的出现造就了人类历史上第一次的工业革命。
直到现在汽轮机依然被人们广泛用电站、航海、和大型工业中。
2.2 主汽门主汽门是利用杠杆原理,主汽门的组成:主汽门最前面是汽门,往后是一个弹簧,再往后是一个活塞。
主汽门工作首先向活塞缸内注入液压油实现顶起活塞,带动气门打开。
汽轮机四大阀门问题及检修方案总结

上汽、哈汽、东汽30万、60万机组高、中压主汽门、调速汽门出现问题及对应检修方案总结一、高压调速汽门1.1存在问题:高调阀座密封面氧化皮厚,着红丹粉检验出现断线;华能威海电厂#4机组(上汽30万) 阀座密封线右半部断线大唐国际盘山电厂 #2机组(哈汽60万) 阀座密封面氧化严重解决方案:现场阀座密封面精密研磨。
阀座精加工后,表面粗糙度Ra ≤0.8μm ,型面尺寸精度<0.03mm ;红丹粉着色检查,密封线完整、连续均匀、无断线,100%接触,密封面上无凹坑、冲蚀痕迹和其它硬伤,压线宽度≯3mm 。
中电投元宝山电厂现场阀座密封面研磨修复中现场阀座密封面研磨修复后1.2存在问题:高调阀芯密封面氧化皮厚,着红丹粉检验出现断线;预启阀密封面有冲蚀;大唐国际张家口发电厂#5机组(东汽30万)阀芯密封面氧化严重解决方案:返厂数控精密加工阀碟、预启阀阀碟密封面球面;修复后,阀芯、阀杆同轴度、对称度、圆度≤0.03mm,表面粗糙度达到(Ra值)0.4μm数控精密加工阀碟密封面球面返厂阀碟密封面研磨修复后预启阀阀碟密封面研磨修复后预启阀阀座密封面研磨修复后阀杆密封研磨修复后1.3存在问题:高调阀座、阀芯密封面出现沟状冲刷或点状凹坑;国华太仓电厂#8机(上汽60万机组)阀座密封线上12点方向出现凹坑,深度约为1mm中电投白山热电厂#1机(上汽30万机组)阀碟密封面出现压痕(异物落入密封面处) 解决方案:微弧焊接阀座、阀碟密封面缺陷,焊材选用美国进口焊材:Inconel 617(ERNiCrCoMo-1);精密研磨阀座、阀碟密封面;阀碟密封面微弧焊接阀碟密封面研磨修复后1.4存在问题:高调阀座密封面出现大面积冲刷或压痕;大唐国际张家口电厂 #4机(东汽30万机组) 阀座密封面下方出现大面积冲刷,深度达到3mm秦皇岛电厂#3机(上汽30万机组) 阀座密封面左上方1/4处有线,右侧有严重压痕,无密封线解决方案:现场氩弧焊接密封面,焊材选用美国进口焊材:Inconel 617(ERNiCrCoMo-1); 现场镗削粗加工阀座密封面焊接位置;现场精密研磨阀座密封面;阀座密封面精加工后,表面粗糙度Ra0.8μm ,型面尺寸精度<0.03mm ;红丹粉着色检查,密封线应完整、连续均匀、无断线,100%连续接触,密封面上无凹坑、冲蚀痕迹和其它硬伤,压线宽度≯3mm ;阀座密封面焊接加热中阀座密封面整体焊接阀座密封面研磨后二、高压主汽门2.1存在问题:阀芯密封面氧化皮厚、红丹粉检验出现断线;高主阀芯预启阀出现冲刷;高主阀芯卡涩;国电石横电厂#2机(上汽30万机组) 主汽门阀芯密封面氧化严重华电铁岭电厂#2机(哈汽30万机组)高主预启阀出现规则冲刷,判断冲刷原因是汽流从主汽阀芯外部6个均匀分布的小孔进入予启阀腔内造成解决方案:返厂解体高主阀芯,数控加工、精密研磨阀芯密封面、预启阀密封面,去除阀杆氧化皮; 修复后,阀芯、阀杆同轴度、对称度、圆度≤0.03mm ,表面粗糙度达到(Ra 值)0.4μm国电菏泽电厂高压主汽门阀芯研磨后国电菏泽电厂高压主汽门阀芯研磨后国电菏泽电厂高压主汽门预启阀阀芯、弹簧座、衬套修复后2.2存在问题:高主阀座密封面氧皮厚、红丹粉检验出现断线;国电石横电厂#2机(上汽30万机组)主汽门阀座密封线断线解决方案:现场阀座密封面精密研磨;返厂数控加工、精密研磨阀芯密封面若高主密封面出现纵向裂纹,可将裂纹部分打磨掉后,使用微弧焊接修补,然后精密研磨修复;阀座精加工后,表面粗糙度Ra≤0.8μm,型面尺寸精度<0.02mm;红丹粉着色检查,密封线应完整、连续均匀、无断线,100%连续接触,密封面上无凹坑、冲蚀痕迹和其它硬伤,压线宽度≯3mm国电石横电厂(上汽30万机组)高压主汽门现场研磨中中电投元宝山电厂(哈汽60万机组)高压主汽门现场修复后三、中压调速汽门存在问题:中调阀座、阀芯密封面氧皮厚、红丹粉检验出现断线;华能嘉祥电厂#2机(上汽30万机组) 中压调速汽门止动焊道整圈裂纹大唐徐塘电厂#7机(上汽30万机组)中调门阀座密封面氧化层较厚中电投河津电厂#2机(哈汽30万机组)中调门阀芯密封面氧化层较厚解决方案:现场阀座密封面精密研磨;返厂球面数控加工、精密研磨阀芯密封面阀座、阀芯精加工后,表面粗糙度Ra ≤0.8μm ;红丹粉着色检查,密封线应完整、连续均匀、无断线,100%连续接触,密封面上无凹坑、冲蚀痕迹和其它硬伤,压线宽度≯3mm京能岱海电厂#2机(上汽60万机组)中压调速汽门现场研磨中京能岱海电厂#2机(上汽60万机组)中压调速汽门阀芯修复后四、阀杆4.1存在问题:阀杆弯曲度超标;大唐运城电厂#1机组主汽门阀杆弯曲度测量中解决方案:阀杆返厂,精密校直处理阀杆校直后,弯曲度≤0.06mm4.2存在问题:阀杆拉伤华电蒲城电厂#2机组旁路系统阀杆多处拉伤,深度达2mm解决方案:阀杆返厂,确认阀杆材质及硬度,选择相应焊接材料,无渗氮层可直接进行焊接,如阀杆表面有渗氮层,需先进行退氮处理后,进行补焊,补焊半精加工后再进行渗氮处理,精加工阀杆恢复阀杆原设计尺寸,弯曲度≯0.06mm,椭圆度≯0.03mm,表面粗糙度Ra≤0.8μm;补焊后无裂纹、砂眼、夹杂、气孔等焊接缺陷。
汽轮机阀门试验

汽轮机阀门试验汽轮机是一种常见的热力设备,用于将燃料的热能转化为机械能。
而汽轮机阀门则是控制汽轮机工作过程中气体流动的关键部件。
阀门的性能直接影响着汽轮机的运行效率和安全性。
因此,汽轮机阀门试验是保证汽轮机正常运行的重要环节。
汽轮机阀门试验主要包括密封性能试验、耐久性试验和性能指标试验等内容。
首先是密封性能试验,它是测试阀门密封性能的关键环节。
在试验中,将汽轮机阀门安装在密封试验台上,通过施加压力,检测阀门是否有泄漏。
试验过程中,工作人员会根据相关标准,记录下试验时阀门的压力、温度等参数,并观察阀门是否有异常现象。
这项试验的目的是验证阀门的密封性能是否符合设计要求,确保阀门在工作时能够有效控制气体流动,避免能量的损失和安全事故的发生。
其次是耐久性试验,这是评估汽轮机阀门使用寿命的重要手段。
耐久性试验通常采用循环操作的方式,模拟实际工作环境下的使用情况。
试验过程中,阀门会反复开关,工作人员会记录下阀门的使用次数,观察阀门是否出现磨损、变形等情况。
耐久性试验的结果可以评估阀门的可靠性和寿命,为阀门的优化设计和选型提供依据。
最后是性能指标试验,这是评估汽轮机阀门性能的重要环节。
性能指标试验包括流量特性试验、启闭力试验等内容。
在流量特性试验中,工作人员会通过改变阀门的开度,测量不同开度下的流量,并绘制流量-开度曲线。
启闭力试验则是测试阀门启闭操作的力量大小。
通过这些试验,可以评估阀门的控制性能和调节性能,为汽轮机的运行提供准确的参考数据。
需要注意的是,在进行汽轮机阀门试验过程中,必须严格按照相关标准和规范进行操作,确保试验结果的准确性和可靠性。
同时,试验设备和仪器的选用也对试验结果有着重要影响,必须选择符合要求的设备和仪器,保证试验的可行性和可靠性。
汽轮机阀门试验是保证汽轮机正常运行的重要环节。
密封性能试验、耐久性试验和性能指标试验等内容,都对阀门的功能和性能进行了全面的评估和检测。
通过这些试验,可以保证阀门在汽轮机工作过程中的正常运行,提高汽轮机的效率和安全性。
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汽轮机阀门故障检测和诊断研究
发表时间:2019-03-12T16:21:55.017Z 来源:《电力设备》2018年第27期作者:解军平
[导读] 摘要:阀门是汽轮机生产作业中常见的一种控制装置,对于控制整个运行系统的状态具有非常重要的作用。
(国电江苏电力有限公司谏壁发电厂江苏镇江 212006)
摘要:阀门是汽轮机生产作业中常见的一种控制装置,对于控制整个运行系统的状态具有非常重要的作用。
从这个装置的使用频率上来看,其属于使用频率较高的一类设备和装置类型,因此在应用过程中的消耗和故障发生频率也相对较高。
一旦阀门区域出现故障,则有可能直接影响到整个运行系统的正常状态,如作为水资源或者煤气资源的阀门,泄露和故障问题还会在作业安全上造成严重影响。
基于阀门故障的以上严重影响,通过研究可为类似机组的阀门故障检测和诊断提供参考。
关键词:汽轮机;阀门;故障检测
引言
从应用于汽轮机主蒸汽管道的截止阀,到电液控制系统中的调节阀,阀门作为控制回路中的重要执行机构之一,其性能优劣直接影响到汽轮机的平稳、安全运行。
阀门异常,尤其是控制系统中的调节阀门异常,将导致系统失稳,使系统产生安全隐患,严重的情况下还会造成汽轮机更大的事故。
工业中通常采用定期检测和故障检修的方式来实现阀门的检测和维护。
1、阀门产生异常的机理
汽轮机控制系统可简要表示为如图1所示的串级控制系统,其中内环由阀位控制器、油动机和阀门本体等设备组成,外环由汽轮机数字电液(DigitalElectricHydaulic,DEH)控制系统和汽轮机等设备或部件组成。
控制系统通过改变控制阀的开度,实现对汽轮机转速、负荷的控制。
DEH将阀位指令信号送至阀位控制器,由油动机通过液压的方式控制阀门的开度,改变进入汽轮机的蒸汽流量。
在控制逻辑中,每个调节阀前都有一个阀位控制器,此阀位控制器接受由DEH发送的汽轮机流量指令信号,通过阀门曲线将其转化为阀位指令信号。
在油动机侧测得的阀位信号作为反馈,被送入阀位控制器,实现阀位的闭环控制(如图1中的内环所示)。
图1汽轮机阀门控制回路
图1中的阀门机械特性是阀门固有的特性,反映了阀位与阀门流量输出之间的静态关系,通常由设备制造厂家根据设计标准进行设计。
而阀门曲线是DEH中为消除阀门控制回路的非线性状态所设置的曲线,可以简单理解为阀门机械特性的反函数。
工程上,汽轮机控制器和阀门控制器都采用PID控制器,相应控制逻辑通常会增加与阀门机械特性相对应的阀门曲线(如图1所示,汽轮机控制器后紧跟阀门特性曲线),使汽轮机控制器指令到汽轮机的被控量之间呈现线性关系。
在汽轮机机组的运行过程中,阀门的机械特性会随着系统运行时间的增加、通流面积的改变而逐渐发生变化,但由于汽轮机控制器中的阀门特性曲线没有及时更新,阀门机械特性与控制器中的阀门特性曲线会出现不匹配的情况,也就是之前提到的阀门曲线失配现象。
而阀门静摩擦现象主要发生在图1所示的串级控制回路的内回路中。
将内回路放大来看,其包括了多种复杂的控制部件、执行机构和外连接设备,它们都可能成为阀门静摩擦发生的原因。
工业实践中,阀门静摩擦异常的主要原因源于 EH油系统和调节汽阀本体两个方面。
EH油系统中高压抗燃油油质和供油系统的稳定性直接影响阀门的工作性能,油质的下降(油液污染)会直接导致电液伺服阀卡涩和油动机内部的插装阀卡涩。
调节汽阀工作在高温高压的恶劣工况下,部件劳损也是造成阀门静摩擦的另一重要原因。
2、汽轮机阀门诊断技术的应用对策
2.1 应用原则
阀门出现故障,可能对汽轮机工程的非转动设备机械维修造成很大损失,因此必须选择合适的阀门诊断技术。
选择阀门诊断技术的过程中,至少需要以下 2 个环节。
首先,要对阀门故障类型有一个初步判断。
例如:有些故障的严重程度较高,必须快速应用高精度、高可行性的诊断技术来完成;有些故障的严重程度较低,可以在深入研究或者是在相关数据仔细搜集以后,再选择诊断技术。
仅从这一点来看,阀门故障的处理有一定难度,因此要在工作中保持高度的健全性。
然后,应合理考虑阀门的实际工作条件、影响因素。
例如:在阀门诊断技术的实施过程中,应充分结合汽轮机工程的非转动设备机械维修的技术指标来完成,这样不仅能使整体工作得到良好的发展,同时保证后续工作的进行。
2.2 提高检测结果的精度和可靠性
在汽轮机工程的非转动设备机械维修的过程中,阀门诊断技术的应用必须坚持长远的策略,简单的模式,不仅无法得到良好的成绩,还会由此产生非常严重的损失。
阀门诊断技术的实施过程中,应坚持提升检测结果的精度和可靠性。
这样能够促使对阀门故障的进一步把控,避免产生严重的缺失。
从长远角度分析,精度和可靠性的提升,将会成为国家发展的硬性要求,其对汽轮机工程的非转动设备机械维修产生的作用非常明显。
对于某些重要的阀门状态参数,可以采用不同的检测设备,以提高检测结果的可靠性。
另外,多传感器融合技术也是提高检测结果可靠性的一种方法。
在阀门运行过程中,一个故障很有可能引起多个状态参数的变化。
例如,由落入异物导致的阀门内漏,除了密封副处出现应力波信号外,还会引起阀门前后压力的变化,阀杆运动不到位甚至还伴有噪声。
仅仅使用一种传感器监测阀门状态,可靠性和准确性都较低。
通过多种传感器同时监测阀门的运行参数,多个传感器的数据进行综合分析,剔除无用和错误的信息,有利于提高传感器系统的可靠性,使最终的判断更加科学合理。
2.3 加强早期故障诊断研究
目前,汽轮机工程的非转动设备机械维修的很多内容,都与阀门诊断技术建立了密切的关系。
阀门虽然是其中比较小的零部件,但是如果在其诊断技术的应用过程中出现了较大的缺失和不足,则后续工作将会遭遇严重的挑战,工业进步也难以得到理想的成绩。
在此种情况下,加强早期故障诊断研究,已经成为了必要内容。
该项工作的开展过程中,必须合理掌控不同的影响因素,这样才能让问题的解决效
果不断得到提升。
例如,利用网络技术对阀门进行远程在线诊断,一方面可以让操作人员远离危险环境进行诊断,提高作业的安全性;另外通过组网技术,将现场的关键阀门联系起来,提高诊断效率。
更为关键的是,基于网络的实时连续监测有利于早期微弱故障的发现。
基于网络的远程在线诊断技术,需要将现有的阀门故障诊断技术与 DTU(DataTransfer Unit,数据传输单元)技术和网络技术相结合,在阀门使用现场设立在线监测点,采集阀门的运行数据,在技术力量较强的研究所或企业建立诊断分析中心。
诊断分析中心获得远程传输的阀门运行数据后,对阀门状态进行判断,再远程提供检修建议。
结束语
总之,阀门是汽轮机常见的一种应用构件,由于其应用频率高,功能的重要性和丰富性强。
所以,一旦发生故障会对整个系统的正常运行造成很大的影响。
维修人员和管理人员应当针对不同阀门的种类,分析和总结其故障发生的原因和具体处理措施,促进故障及时的排除和处理,延长阀门的应用寿命和性能。
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