压缩机组中汽轮机部分的控制系统构成

胡宁

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150090

压缩机组的动力源大都选择由汽轮机组带动[1]。这样做不仅节约了电能，而且提高了企业的能源利用效率，与绿色环保发展的理念相契合。

1 压缩机组汽轮机控制系统组成

1.1 控制系统

汽轮机的自动控制系统的先进性直接影响压缩机组运行的平稳可靠性，对无故障运行时间也有约束作用，同时也对机组的安全性起到作用。这里的控制主要是指闭环控制，包括转速控制系统、压力控制系统等。

1.2 保护系统

保护系统主要功能是保障机组正常运行，其工作流程为：当汽轮机数据采集系统采集信号超出机组正常运行参数范围，发出故障信号，保护装置接到故障信号后迅速采取相应动作（关调主气门或其他联锁动作），使汽轮机关闸停机，动力输出归零，以避免出现对设备本身及相关工作人员的损伤。汽轮机的保护内容有：超速保护、位移保护、低真空保护、振动保护等。

2 汽轮机运行中的常见故障

2.1 关于汽轮机的严重超速问题

首先对于汽轮机严重超速的判断标准是，以危急保安器动作转速差作为参考，当汽轮机转速超过该转速差时，并且继续上升，则称为严重超速，严重超速有着极大的安全隐患，并且严重超速会使得汽轮机出现一些不正常的现象，比如汽轮机的机组振动增大，以及运转声音异常等等，这些都会使得汽轮机的寿命严重受损，并且极有可能发生事故，因此要时刻观察汽轮机的工作状态，以便对这些问题做出及时的处理。

2.2 汽轮机振动过大故障

由于气流激振、转子热变形、摩擦振动等原因导致汽轮机振动过大。气流激振引起的振动具有较大的低频分量，或在运行参数的影响下振动明显增大；如果转子温度过高或蒸汽参数一场，转子会产生热变形，引起汽轮机振幅增加；汽轮机内部零件摩擦增加也会导致汽轮机大幅度抖动，转子内部受热发生变化，导致转子弯曲，产生热弹性弯曲故障。

2.3 汽轮机进水问题

一般引起汽轮机进水的原因是由于汽轮发电机组的进汽温度发生剧变，也就是说，温度急剧下降，从而导致汽轮机进水，有时汽轮机进水，由于水的冲击，汽轮机的叶片可能会出现折断的现象，重则会造成通流部分的严重损坏，可见汽轮机进水的危害之大。

2.4 汽轮机结垢问题

汽轮机结垢原因主要为过热蒸汽品质不良，不良品质的蒸汽进入到汽轮机内做功，随着蒸汽压力与温度逐渐降低，蒸汽携带盐分的能力逐渐降低，在降压部分及流道变化的区域盐分析出，沉积在通流部件的表面上，形成盐垢[2]。在汽轮机高压缸，蒸汽的温度与压力降低的较少，并且流通速度较快，因此在高压缸内未发生结垢，但是随着蒸汽的做功，蒸汽的温度及压力不断的下降，携带盐的能力降低，其中的在高压缸主要沉积的为溶解度较小的Na2SO4、Na2SiO3和铜的氧化物，在中压缸和低压缸主要沉积的是溶解度较大的NaCl、NaOH、SiO2。在汽轮机的最末几级，由于处于湿蒸汽区域，蒸汽中的水份能够冲洗掉叶片上的沉积物，所以在这里不会出现结垢。

3 关于汽轮机的防范措施和建议

3.1 控制好循环冷却水的各项参数

循环冷却水应经过严格地预处理，各项指标都在控制范围内，必要时可在循环水中加入阻垢剂。不论是在夏季还是冬季，应根据循环水温度、凝汽器端差等适时增、减循环水冷却风机的启动台数。并定期清理循环水管线上各处滤网，保证循环水流量和压力的正常。

3.2 提升汽轮机整体保温性能

通过选择合适的保温材料或者保温技术，能够进一步改善汽轮机的外部保温性能，降低热辐射的影响，满足保温的要求。该工作落实过程中最好是由具有相关技术经验的人员来进行执行，也可以邀请第三方保温材料企业来参与组建。

3.3 保障凝结器运行过程的真空度

工作人员需要定期检测凝汽器的密封性，每隔半个月落实一次检查工作，在维修汽轮机机组的过程中，利用水压试验，确定凝汽器是否存在泄漏问题。如果凝汽器水质较差，加热之后将会产生较多的水垢，再加上凝汽器铜管直径比较小，水垢很容易堵塞铜管，需要定期清洗铜管，清除其中的水垢，提升凝汽器水质，避免产生较多的水垢[3]。需要控制凝汽器水位，避免水位过高，否则凝汽器换热面积会因此减少，降低水汽凝结效果，提升凝汽器的温度，凝汽器真空度也会因此降低。

3.4 避免电液转换器内部短路问题

电液转换器属于十分精密的设备，在日常使用过程中距离汽轮机的蒸汽入口很近，许多设备在进行布置时都会存在热辐射严重的情况。所以，为了满足电液转换器的设置管理要求，需要做好内部电流线圈的防水防辐射控制，避免出现电流信号短路。出现故障征兆后，需要及时对电流信号线进行整体更换，同时做好布线设置，远离高压蒸汽入口管路。

3.5 优化汽轮机热力系统

为了实现汽轮机节能效果，可以通过优化汽轮机人力系统，高速运行热力系统，有效减少能源耗费量，完善汽轮机结构性能。工作人员需要调查了解汽轮机的结构和特性以及运行效果，合理配置汽轮机整体结构性能，保障各个组成部分的工作质量，避免汽轮机在工作中出现变形和漏气等问题，降低能源损耗，此外需要重点改造缸疏水系统，可以结合汽轮机运行状态，提出针对性的改造建议，有效提高缸疏水系统的工作效率，避免在生产工程中，汽轮机产生较大的能耗。

4 结语

汽轮机控制系统大幅度地降低了运行人员的劳动强度，机组实现了全面的自动控制，在自动方式下运行时，可以根据负荷变化及时调整油动机开度从而调整汽轮机进汽量，免除了运行人员大量的手工操，要加强对汽轮机易发生故障零部件的质量管控，从源头上对汽轮机故障进行控制。