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汽轮机PG-PL调速器的振荡原因分析

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2024年3月6日发(作者:颛孙修雅)

42 炼油与化工 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第26卷 汽轮机PG—PL调速器的振荡原因分析 徐鑫金 (大庆石化公司化肥厂,黑龙江大庆163714) 摘要:对627 kW汽轮机PG—PL型调速器出现剧烈振荡的问题进行分析,认为造成振荡的原因是配 汽机构与调速系统不匹配,配汽机构存在主汽阀零点未对准问题,调节时汽阀线性改变。采取了相 应的技术措施后,振荡故障消除。 关键词:汽轮机;PG—PL调速器;振荡故障;分析处理 中图分类号:TK26 文献标识码:B 文章编号:1671—4962(2015)03-0042—02 Cause analysis and treatment of steam turbine PG-_PL governor oscillation Xu Xinjin (ChemicalFertilizerPlant ofDaqingPetrochemicalCompany,Daqing 163714,China) Abstract:The problem of intense oscillation of 627 kW turbine PG—PL governor was analyzed.The causes for the oscillation was believed that mismatching happened between the steam distribution system and the speed governing system, misalignment at the main steam valve’S zero point of steam distribution mechanism existed,and the linear change of steam valve happened during adjustment.The technical measures were adopted and the oscillation problem was eliminated. Keywords:steam turbine;PG—PL governor;oscillation;analysis 某化肥厂尿素装置高压甲铵泵P501是从13本 EBARA公司引进的125x100SSP6T型垂直剖分式 PlO03 ̄ 广——o PI91  _上— <卜_—上—一离心泵,其调速系统采用伍德沃德公司生产的PG— PL型机械离心液压调速器通过其动力缸的伺服活 塞输出液压信号。带动整个连杆系统的联动,前 后移动杠杆,打开或关闭主汽阀,并根据调速器动 力缸伺服活塞的负载来调节进入的蒸汽量来控制 汽轮机转速n 。 PG—PL调速器驱动轴速度为730~900 r/min, 入口PIOo1 P 02广一———] 出口截止阀 截止阀 l P50lj羞平l ——· —-t×}— 上— Hq上— r—\流量计 FI9100 事故停主汽阀PG—PL 车阀TTV l 图1 P501透平工艺流程 阀位(OP)与P501透平入口蒸汽流量FI9100在1 h 内趋于平稳,SIC3261(PV)在6 040~6 350 r/min范 围内波动,而背压蒸汽管网压力PIC918趋于平稳, 排除PIC918的影响。 调节空气压力为0.02~0.1 MPa。2006年9月检修 后,其PG—PL调速器在转速5 900 6 150 r/min时存 在间歇式振荡。2007年曾造成调节汽阀阀杆断裂 停机。2010年该汽轮机在运行中调速器动力活塞 带动连杆作用于主汽阀频繁振荡加剧,一开一关, 调速器振荡时参数变化见表1。 从表1可以看出,P501透平的转速在6 040~6 350 r/min波动时,PG—PL主汽阀阀前压力PIO01与 阀后压力P1002都存在大幅度波动,主要是因为调 速器主汽阀一直在一开一关的振荡造成的,透平 入口管线蒸汽为电厂送出,压力、流量、温度都稳 定,因此排除入口蒸汽的影响 。 1.2调节汽阀零点 PG—PL调速器是通过连杆将动力活塞行程放 大后作用于主汽阀,从而控制进汽量来稳定汽轮 机转速的,因此连杆与主汽阀阀杆连接时的零点 位置的影响整个调速系统的性能。连接时若主汽 频率50次/min,转速波动范围最高达400 r/min以 上,严重影响机组的稳定运行。 1振荡原因分析 1.1工艺状况的影响 P501透平工艺流程见图1。 PG—PL调速器控制风压信号由DCS上转速控 制器SIC3261(OP)控制,实际转速由现场转速探头 测量后SIC3261(PV)显示。实际操作中SIC3261 

2015年第3期 徐鑫金.汽轮机PG—PL调速器的振荡原因分析 43 阀被拉出过多,则在运行时主汽阀调节的线性不 行程26.3 mm时,对应主汽阀行程为17.5 mm,则停 好,调节时进汽量过大,导致透平转速升高速度与 PG—PL调速器缓冲活塞油压平衡的速度不匹配, 产生振荡。若主汽阀与连杆连接时没有留出热膨 胀量,则在运行时主汽阀热膨胀会导致主汽阀阀 杆被顶弯或密封面损坏,因此必须确定主汽阀的 零点 。 机(室温下20℃)连接时,调速器动力活塞杆全伸 出,调节连接螺栓,保证主汽阀开度为l8.8 mm,而 检修前此状态下主汽阀开度为23.1 mm,开度过 大,改变了调节汽阀调节的线性,导致主汽阀开度 大小与调速器不匹配,产生振荡。 1.3更换连杆销 (1)确定PG—PL主汽阀全行程 将连杆和主汽阀阀杆断开,以主汽阀填料压 盖为基础点,将主汽阀全拉出来距离为(阀全开) 调速器连杆销共有3个,为了保证调速系统的 及时可靠性,提高转速响应的速率,必须保证连杆 销连接可靠,连杆销磨损间隙超标后会造成调速 49.6 mm,全伸进去距离为(阀全关)20.3 mm,则主 汽阀全行程为29-3 mm。 器动力活塞输出无法有效的通过连杆传递给主汽 阀,开关过程中连杆容易产生无效的位移,造成整 个调速系统迟缓率过大,转速调整不及时,容易产 生间隙式振荡。为此2010年大修时对3个连杆销 (2)确定调速器动力活塞全行程 将透平与汽轮机联轴节、连杆与调速器动力 活塞拉杆断开,以动力活塞拉杆填料函为基础点, 在透平单机试跳未达到调速器整定转速时钡4得调 速器动力活塞杆全拉进去(对应主汽阀全开)距离 为26 mm,超过调速器整定转速时测得调速器活塞 杆全伸出来(对应主汽阀全关)距离为52.3 mm,调 速器动力活塞总行程为26_3 mm。 (3)计算主汽阀的热膨胀量 进行了更换,但运行时转速波动仍然存在,因此排 除连杆销的影响。 1.4更换调速器 为了排除调速器内部故障造成的转速振荡, 2010年大修时更换了1台新购的同型号PG—PIJ调 速器,安装运行后转速振荡仍然存在。201 1年又 更换了送至厂家维修和试验过的调速器,安装运 主汽阀材质为15CrMo,材质的线膨胀系数 为 0.000 013 5,主汽阀密封面至填料函外侧压盖长度 厶为267 mm,温差为△t为360℃,则膨胀量△L= otL△f==1.3 mmo 行后转速振荡仍然存在,因此排除了调速器内部 本身设备故障。 1.5补偿针阀开度调整 如果补偿针阀开度调节不合适,速度增加时, 缓冲活塞油压平衡速度将与飞锤离心力增加的速 (4)主汽阀阀杆与连杆连接零点的确定 测量连杆长度和支点位置见图2。 广、、 调速器动力/ 活塞行程J / ——、、 玢 、\\ 305 、、 —————— 度不相同,速度减少时,缓冲活塞油压平衡的速度 与飞锤离心力减少的速度不相同,会导致导阀柱 塞不断地上下移动,控制块上下移动造成压力油 与缓冲活塞腔时而接通,时而缓冲活塞腔与回油 接通,缓冲活塞不断地左右移动,动力缸活塞不断 开关,带动外连杆与主汽阀产生振荡,转速波动。 P501调速器为不带负载弹簧的PG—PL调速 ———203 主汽阀行程 图2调速器连杆及支点尺寸 调速器行程与主汽阀行程成比例,调速器总 

炼油与化工 REFINING AND CHEMICAL INDUsTRY 第26卷 常减压装置腐蚀与防腐措施探讨 孙明志 (大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆163711) 摘要:阐述了某石化公司炼油厂常减压装置实施改括建后设备的腐蚀情况及控制措施,包括原油 电脱盐系统增设了二级电脱盐,塔顶油气注氨、注水、注缓蚀剂等。实施防腐措施后,有效降低了由 于原油中含有的无机盐受热分解产生的无机酸以及原油中含有的环烷酸等对设备的腐蚀程度。 关键词:蒸馏;常减压;缓蚀剂;电脱盐 中图分类号:TE986 文献标识码:B 文章编号:1671—4962(2015)03-0044-03 器,其补偿针阀设定范围开度为1/16圈~2圈之间, 在不振动的情况下,针阀开度越大越好。振荡时 不断关小调速器针阀至允许最小开度(1/16圈)和 开大针阀至允许最大开度(2圈)对振荡振幅没有 明显影响,振荡仍然存在,因此排除补偿针阀开度 不合适的影响 ]。 1.6调速汽阀本身缺陷的影响 汽轮机负荷调整最后表现为调速汽门开度的 至3.85 MPa,蒸汽压力降低,同负荷及同样转速下 主汽阀开度会加大,主汽阀同行程下提升透平转 速速率降低,提高了配汽机构的迟缓率,使之与调 速器相适应。 2012年大检修期间,重新对调节汽阀零点进 行了调整,同时在透平人口蒸汽截止阀后安装了 限流孔板,规格为 260 ̄30、6=20,透平运行后入 口蒸汽截止阀全开,PG—PL调速器振荡消除,运行 至今未发生振荡。 3结束语 改变,因而系统摆动的重要标志是调速汽门开度 的上下波动,所以要保证调速系统的稳定。必须 要求配汽机构能良好地工作。有许多调速系统摆 动的情况是由于配汽机构的缺陷造成的。如随着 机组运行年限的不断增加,由于汽流冲刷、频繁打 闸,使得调速汽门门芯与门座上出现不同程度的 小坑和通沟等,调速汽门是靠门芯与门座相接触 的圆形宽带(即型线)来密封的,因此若这些缺陷 出现于门芯与门座的型线处。会造成调速汽门的 漏汽现象,从而使机组转速无法稳定。检修时对 主汽阀阀头和阀座密封面进行检查,未发现异常。 2解决措施 P501是尿素装置中压系统的关键设备,其运 行状况直接制约着中压系统的稳定运行,调速器 振荡故障出现后,不必停泵检修,只需关小透平人 口蒸汽截止阀就可以将振荡消除。避免了频繁振 荡造成汽阀阀杆断裂等其他设备损坏事故,同时 也避免了因停泵检修致使中压系统的停运造成的 损失。振荡原因确定为配汽机构与调速系统不匹 配后,通过人口蒸汽管线安装孔板降低蒸汽压力 的方法彻底解决了PG—PL调速器振荡的问题。 参考文献: [1]于达仁,徐基豫,朱苏里,等.PG—PL调速器控制的小汽轮机振荡 故障机理分析[J].热能动力工程,1994(1):37—41. 经分析及排查,结合调速器在其调速范围内 都出现动力活塞带动连杆作用于汽阀频繁振荡, 但汽轮机空试时(不带负荷)没出现振荡的情况, 认为造成振荡的原因是配汽机构与调速系统不匹 配,配汽机构主要存在主汽阀零点未对准,调节时 汽阀线性改变,为此在振荡出现后,采用将P501透 平入口蒸汽截至阀由全开关至振荡消除。开度约 1—2圈时(全开时9圈),振荡消除,关阀消除振荡 前后各项参数对比(见表1),可以看出关入口蒸汽 [21 Woodward调速器公司.PG—PL调速器使用与维护说明[M].北京: [出版者不详],1977:15—17. [3]成大先.机械设计手册(第一卷)[M].北京:化学工业出版社, 2oo7:6-i0. [4]严慧萍,蒋湘俭.WOODWARD PG—PL调速器的维护和调试[J] 液压与气动,2002(12):25—27. 收稿日期:2015—02—06 作者简介:徐鑫金,男,工程师,2008年毕业于大庆石油学院过程装备 截止阀后,调速器主汽阀阀前压力由4.0 MPa降低 与控制工程专业,现从事化肥装置设备管理工作。 

2024年3月6日发(作者:颛孙修雅)

42 炼油与化工 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第26卷 汽轮机PG—PL调速器的振荡原因分析 徐鑫金 (大庆石化公司化肥厂,黑龙江大庆163714) 摘要:对627 kW汽轮机PG—PL型调速器出现剧烈振荡的问题进行分析,认为造成振荡的原因是配 汽机构与调速系统不匹配,配汽机构存在主汽阀零点未对准问题,调节时汽阀线性改变。采取了相 应的技术措施后,振荡故障消除。 关键词:汽轮机;PG—PL调速器;振荡故障;分析处理 中图分类号:TK26 文献标识码:B 文章编号:1671—4962(2015)03-0042—02 Cause analysis and treatment of steam turbine PG-_PL governor oscillation Xu Xinjin (ChemicalFertilizerPlant ofDaqingPetrochemicalCompany,Daqing 163714,China) Abstract:The problem of intense oscillation of 627 kW turbine PG—PL governor was analyzed.The causes for the oscillation was believed that mismatching happened between the steam distribution system and the speed governing system, misalignment at the main steam valve’S zero point of steam distribution mechanism existed,and the linear change of steam valve happened during adjustment.The technical measures were adopted and the oscillation problem was eliminated. Keywords:steam turbine;PG—PL governor;oscillation;analysis 某化肥厂尿素装置高压甲铵泵P501是从13本 EBARA公司引进的125x100SSP6T型垂直剖分式 PlO03 ̄ 广——o PI91  _上— <卜_—上—一离心泵,其调速系统采用伍德沃德公司生产的PG— PL型机械离心液压调速器通过其动力缸的伺服活 塞输出液压信号。带动整个连杆系统的联动,前 后移动杠杆,打开或关闭主汽阀,并根据调速器动 力缸伺服活塞的负载来调节进入的蒸汽量来控制 汽轮机转速n 。 PG—PL调速器驱动轴速度为730~900 r/min, 入口PIOo1 P 02广一———] 出口截止阀 截止阀 l P50lj羞平l ——· —-t×}— 上— Hq上— r—\流量计 FI9100 事故停主汽阀PG—PL 车阀TTV l 图1 P501透平工艺流程 阀位(OP)与P501透平入口蒸汽流量FI9100在1 h 内趋于平稳,SIC3261(PV)在6 040~6 350 r/min范 围内波动,而背压蒸汽管网压力PIC918趋于平稳, 排除PIC918的影响。 调节空气压力为0.02~0.1 MPa。2006年9月检修 后,其PG—PL调速器在转速5 900 6 150 r/min时存 在间歇式振荡。2007年曾造成调节汽阀阀杆断裂 停机。2010年该汽轮机在运行中调速器动力活塞 带动连杆作用于主汽阀频繁振荡加剧,一开一关, 调速器振荡时参数变化见表1。 从表1可以看出,P501透平的转速在6 040~6 350 r/min波动时,PG—PL主汽阀阀前压力PIO01与 阀后压力P1002都存在大幅度波动,主要是因为调 速器主汽阀一直在一开一关的振荡造成的,透平 入口管线蒸汽为电厂送出,压力、流量、温度都稳 定,因此排除入口蒸汽的影响 。 1.2调节汽阀零点 PG—PL调速器是通过连杆将动力活塞行程放 大后作用于主汽阀,从而控制进汽量来稳定汽轮 机转速的,因此连杆与主汽阀阀杆连接时的零点 位置的影响整个调速系统的性能。连接时若主汽 频率50次/min,转速波动范围最高达400 r/min以 上,严重影响机组的稳定运行。 1振荡原因分析 1.1工艺状况的影响 P501透平工艺流程见图1。 PG—PL调速器控制风压信号由DCS上转速控 制器SIC3261(OP)控制,实际转速由现场转速探头 测量后SIC3261(PV)显示。实际操作中SIC3261 

2015年第3期 徐鑫金.汽轮机PG—PL调速器的振荡原因分析 43 阀被拉出过多,则在运行时主汽阀调节的线性不 行程26.3 mm时,对应主汽阀行程为17.5 mm,则停 好,调节时进汽量过大,导致透平转速升高速度与 PG—PL调速器缓冲活塞油压平衡的速度不匹配, 产生振荡。若主汽阀与连杆连接时没有留出热膨 胀量,则在运行时主汽阀热膨胀会导致主汽阀阀 杆被顶弯或密封面损坏,因此必须确定主汽阀的 零点 。 机(室温下20℃)连接时,调速器动力活塞杆全伸 出,调节连接螺栓,保证主汽阀开度为l8.8 mm,而 检修前此状态下主汽阀开度为23.1 mm,开度过 大,改变了调节汽阀调节的线性,导致主汽阀开度 大小与调速器不匹配,产生振荡。 1.3更换连杆销 (1)确定PG—PL主汽阀全行程 将连杆和主汽阀阀杆断开,以主汽阀填料压 盖为基础点,将主汽阀全拉出来距离为(阀全开) 调速器连杆销共有3个,为了保证调速系统的 及时可靠性,提高转速响应的速率,必须保证连杆 销连接可靠,连杆销磨损间隙超标后会造成调速 49.6 mm,全伸进去距离为(阀全关)20.3 mm,则主 汽阀全行程为29-3 mm。 器动力活塞输出无法有效的通过连杆传递给主汽 阀,开关过程中连杆容易产生无效的位移,造成整 个调速系统迟缓率过大,转速调整不及时,容易产 生间隙式振荡。为此2010年大修时对3个连杆销 (2)确定调速器动力活塞全行程 将透平与汽轮机联轴节、连杆与调速器动力 活塞拉杆断开,以动力活塞拉杆填料函为基础点, 在透平单机试跳未达到调速器整定转速时钡4得调 速器动力活塞杆全拉进去(对应主汽阀全开)距离 为26 mm,超过调速器整定转速时测得调速器活塞 杆全伸出来(对应主汽阀全关)距离为52.3 mm,调 速器动力活塞总行程为26_3 mm。 (3)计算主汽阀的热膨胀量 进行了更换,但运行时转速波动仍然存在,因此排 除连杆销的影响。 1.4更换调速器 为了排除调速器内部故障造成的转速振荡, 2010年大修时更换了1台新购的同型号PG—PIJ调 速器,安装运行后转速振荡仍然存在。201 1年又 更换了送至厂家维修和试验过的调速器,安装运 主汽阀材质为15CrMo,材质的线膨胀系数 为 0.000 013 5,主汽阀密封面至填料函外侧压盖长度 厶为267 mm,温差为△t为360℃,则膨胀量△L= otL△f==1.3 mmo 行后转速振荡仍然存在,因此排除了调速器内部 本身设备故障。 1.5补偿针阀开度调整 如果补偿针阀开度调节不合适,速度增加时, 缓冲活塞油压平衡速度将与飞锤离心力增加的速 (4)主汽阀阀杆与连杆连接零点的确定 测量连杆长度和支点位置见图2。 广、、 调速器动力/ 活塞行程J / ——、、 玢 、\\ 305 、、 —————— 度不相同,速度减少时,缓冲活塞油压平衡的速度 与飞锤离心力减少的速度不相同,会导致导阀柱 塞不断地上下移动,控制块上下移动造成压力油 与缓冲活塞腔时而接通,时而缓冲活塞腔与回油 接通,缓冲活塞不断地左右移动,动力缸活塞不断 开关,带动外连杆与主汽阀产生振荡,转速波动。 P501调速器为不带负载弹簧的PG—PL调速 ———203 主汽阀行程 图2调速器连杆及支点尺寸 调速器行程与主汽阀行程成比例,调速器总 

炼油与化工 REFINING AND CHEMICAL INDUsTRY 第26卷 常减压装置腐蚀与防腐措施探讨 孙明志 (大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆163711) 摘要:阐述了某石化公司炼油厂常减压装置实施改括建后设备的腐蚀情况及控制措施,包括原油 电脱盐系统增设了二级电脱盐,塔顶油气注氨、注水、注缓蚀剂等。实施防腐措施后,有效降低了由 于原油中含有的无机盐受热分解产生的无机酸以及原油中含有的环烷酸等对设备的腐蚀程度。 关键词:蒸馏;常减压;缓蚀剂;电脱盐 中图分类号:TE986 文献标识码:B 文章编号:1671—4962(2015)03-0044-03 器,其补偿针阀设定范围开度为1/16圈~2圈之间, 在不振动的情况下,针阀开度越大越好。振荡时 不断关小调速器针阀至允许最小开度(1/16圈)和 开大针阀至允许最大开度(2圈)对振荡振幅没有 明显影响,振荡仍然存在,因此排除补偿针阀开度 不合适的影响 ]。 1.6调速汽阀本身缺陷的影响 汽轮机负荷调整最后表现为调速汽门开度的 至3.85 MPa,蒸汽压力降低,同负荷及同样转速下 主汽阀开度会加大,主汽阀同行程下提升透平转 速速率降低,提高了配汽机构的迟缓率,使之与调 速器相适应。 2012年大检修期间,重新对调节汽阀零点进 行了调整,同时在透平人口蒸汽截止阀后安装了 限流孔板,规格为 260 ̄30、6=20,透平运行后入 口蒸汽截止阀全开,PG—PL调速器振荡消除,运行 至今未发生振荡。 3结束语 改变,因而系统摆动的重要标志是调速汽门开度 的上下波动,所以要保证调速系统的稳定。必须 要求配汽机构能良好地工作。有许多调速系统摆 动的情况是由于配汽机构的缺陷造成的。如随着 机组运行年限的不断增加,由于汽流冲刷、频繁打 闸,使得调速汽门门芯与门座上出现不同程度的 小坑和通沟等,调速汽门是靠门芯与门座相接触 的圆形宽带(即型线)来密封的,因此若这些缺陷 出现于门芯与门座的型线处。会造成调速汽门的 漏汽现象,从而使机组转速无法稳定。检修时对 主汽阀阀头和阀座密封面进行检查,未发现异常。 2解决措施 P501是尿素装置中压系统的关键设备,其运 行状况直接制约着中压系统的稳定运行,调速器 振荡故障出现后,不必停泵检修,只需关小透平人 口蒸汽截止阀就可以将振荡消除。避免了频繁振 荡造成汽阀阀杆断裂等其他设备损坏事故,同时 也避免了因停泵检修致使中压系统的停运造成的 损失。振荡原因确定为配汽机构与调速系统不匹 配后,通过人口蒸汽管线安装孔板降低蒸汽压力 的方法彻底解决了PG—PL调速器振荡的问题。 参考文献: [1]于达仁,徐基豫,朱苏里,等.PG—PL调速器控制的小汽轮机振荡 故障机理分析[J].热能动力工程,1994(1):37—41. 经分析及排查,结合调速器在其调速范围内 都出现动力活塞带动连杆作用于汽阀频繁振荡, 但汽轮机空试时(不带负荷)没出现振荡的情况, 认为造成振荡的原因是配汽机构与调速系统不匹 配,配汽机构主要存在主汽阀零点未对准,调节时 汽阀线性改变,为此在振荡出现后,采用将P501透 平入口蒸汽截至阀由全开关至振荡消除。开度约 1—2圈时(全开时9圈),振荡消除,关阀消除振荡 前后各项参数对比(见表1),可以看出关入口蒸汽 [21 Woodward调速器公司.PG—PL调速器使用与维护说明[M].北京: [出版者不详],1977:15—17. [3]成大先.机械设计手册(第一卷)[M].北京:化学工业出版社, 2oo7:6-i0. [4]严慧萍,蒋湘俭.WOODWARD PG—PL调速器的维护和调试[J] 液压与气动,2002(12):25—27. 收稿日期:2015—02—06 作者简介:徐鑫金,男,工程师,2008年毕业于大庆石油学院过程装备 截止阀后,调速器主汽阀阀前压力由4.0 MPa降低 与控制工程专业,现从事化肥装置设备管理工作。 

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