利用自动调速器进行汽轮机调试工法

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1、 第 1 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 利用自动调速器进行汽轮机调试工法利用自动调速器进行汽轮机调试工法 (YJGF582000) (YJGF582000) 中国石化集团第五建设公司 一、前言 一、前言 1.基本概况。 （1）505E 型伍德瓦德（WOODWARD）电子自动调速器（简称 505E 调速器，下同）是 一种基于微型处理机的控制器，它用来控制抽汽式汽轮机的转速和负荷。汽轮机是用蒸汽作 为动力产生旋转，带动压缩机。不仅

2、热效率高，还可以节省大量电力。特别是在石油化工装 置生产过程中有大量高压蒸汽产生，用来驱动汽轮机是非常经济实用的。 （2）兰化公司年产 30 万吨合成氨和 52 万吨尿素的大化肥装置中，空气压缩机、氮气压 缩机、合成气压缩机、氨气压缩机和二氧化碳压缩机都是采用汽轮机作为动力的。本工法是 以空气压缩机的汽轮机的调试为例， 阐述利用 505E 型伍德瓦德电子自动调速器进行汽轮机的 调试方法。 （3）汽轮机是由德国西门子公司制造，主要技术数据如下： 汽轮机型号： EHNK 40/45-3； 型式： 抽汽+冷凝式； 级数： 4 冲动 26 反动； 负载型式： 连续性的； 空气压缩机型号： RIK l0

3、0 型； 速度： 正常 554Orpm； 最低调速： 4709rpm； 最高连续速度： 5817rpm； 脱扣速度： 电气制动 6282rpm，机械制动 6399rpm； 主蒸汽压力： 正常工作压力 10.0MPa，入口最大压力 11.6MPa； 主蒸汽温度： 正常工作温度 490，入口最高温度 520； 第 2 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 质量： 27500kg。 2.工作原理。 （1）505E 调速器控制汽轮机的工作原理

4、：505E 调速器是控制高压调节阀（HP 阀）和 抽汽阀（LP 阀或称低压调节阀）的流量来操纵一台抽汽式汽轮机的正常运转。 （2）抽汽式汽轮机有一个高压段和一个低压段，每一段都由一个阀门控制。来自动力系 统的高压蒸汽 （压力 10.0MPa， 温度 500） 通过高压调节阀进入抽汽式汽轮机作功 （见图 1） 。 作功后的蒸汽一部分通过蒸汽抽汽逆止阀抽出 7.05MPa、温度 470的蒸汽，送往 7.05MPa 蒸汽管网，另一部分经低压蒸汽调节阀进入抽汽式汽轮机继续作功后，进入蒸汽冷凝器冷凝， 用泵将蒸汽冷凝液送往回收系统。 在大多数情况下，需要维持汽轮机速度负载和抽汽压力流量在恒定的水平上。改

5、变 高压调节阀位或者低压调节阀位都会同时影响汽轮机的速度负载和抽汽量。如果要改变汽 轮机的负荷或抽汽量，则高压调节阀位。低压调节阀位都应该改变，以维持速度负载和抽 汽量在一定的水平上。 （3）脱扣和节流阀有两个功能，一是在加速时控制进入汽轮机的蒸汽流量，另一个是起 快速切断阀的作用。通过操作手轮可以手动打开或关闭脱扣和节流阀，也可在紧急情况下自 动切断。 3.伍德瓦德硬件系统。505E 型调速器是由美国伍德瓦德调速器公司制造的。505E 调速 器组成的调速系统包括下列硬件设备： （1）505E 调速器（安装在压缩机控制盘上） 。调速器从两个速度传感器接受汽轮机速度 信息（方波电压） ，通过频率

6、/电压变换器转变成与速度成比例的电压信号，经 PID 控制放大 后，与速度基准设定值相比较，以产生一个送到转换器和执行机构的输出信号。 （2）转换器。来自调速器的输出信号被转换器转换成比例油压（二次油压） ，该转换器 能供给充足的液压脱扣油，以确保汽轮机脱扣时不但脱扣节流阀被闭合，同时还能闭合高压 第 3 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 调节阀和低压调节阀。 （3）执行机构。两个执行机构通过连杆分别操纵高压调节阀和低压调节阀，所

7、需动力 来自转换器的二次油压信号。505E 调速器控制系统，通过操纵高压调节阀和低压调节阀， 可以非常快捷准确地控制汽轮机正常运转，保证运行安全。 二、工艺原理及特点二、工艺原理及特点 1.工艺原理。根据对过程控制的重要性与关键性，以及受工艺安装影响程度的分析，做 到有利于争取时间保证系统调试顺利，保证按时、按质达到控制点。确定了以 505E 调速器为 核心的单机调试，以及用各种模拟手段将中央控制室 DCS、压缩机控制盘、远程控制器、测 量、调节、联锁通道、模拟信号装置等各个环节全部开通，先内部、后外部，待现场仪表安 装完毕，逐套系统进行联校的程序。 2.工法特点。 （1）505E 调速器是整

8、个控制系统的关键，其编程或程序校验以及硬件、软件调试，功 能动态模拟试验。均可在室内进行。 （2）通过控制室内系统局部调试，将问题及早暴露，实现质量预控，为整个系统的联校 打下坚实的基础。 （3）对 505E 调速器调试精度有影响的几个关键部位，采用灵活方便的调试方法。调校 手段和校验仪器准确先进。静态测试及系统动态调试时间短。安装和调试过程均有完整的记 录。 （4）汽轮机试车前与工艺、电气专业一起，将所有重要的联锁系统均作模拟试验，以保 证汽轮机试车一次成功。 三、适用范围三、适用范围 本工法适用于采用伍德瓦德调速器控制的汽轮机组。 四、工艺流程及操作步骤四、工艺流程及操作步骤 1.505E

9、 调速器调试工艺流程见图 2。 第 4 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 2.505E 的程序编制。 （1）505E 调速器的操作程序分为程序方式和运行方式两部分。基本的编程结构模型如 图 3 所示。 （2）505E 共有 17 个程序块，每台装置都必须对前 6 个程序场外编程序，其余 11 个程 序块都含有任选功能部件，对这些功能部件必须要么选用，要么拒用。 （1）必须编程序的 6 个块是：a.汽轮机开车块：可选择手动、自动或半

10、自动开车。 b.速度控制块：可选择 MPU（磁性收集）资料，数字执行器的型式，速度增加和复位。 c.速度参考块：可选择参考设定值及超速脱扣设定值。 d.抽汽控制块：可选择抽汽汽轮机的资料。 第 5 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 e.接点输入块：可选择希望的接点输入。 f.停车逻辑块：可选择所需要的停车项目。 可选择的模块是： a.阀动作控制块：可选择高压调节阀和低压调节阀的动作和动作速度。 b.下降功能块：可选择速度下降的方式

11、。 c.临界速度快：可选择临界速度范围。 d.空纷额定块：可选择空载和额定的设定值。 e.单位块：可选择希望显示的压力和温度的单位。 f.远程控制块：可选择远程控制的方式。 g.串级控制块：可选择串级控制的方式。 h.继电器输出块：可选择继电器的输出方式，如报警。电气超速脱扣和停车。 i.手动阀门块：可选择手动阀门继电器输出。 j.模拟读出块：可选择 4 个模拟读出功能。 k.RS232 通讯块；可选择 RS-232 的波特率（位/s） ，如 300、1200、2400 波特。 在程序编制完毕，按停止按钮，以退出程序方式，控制系统就会对编制的程序进行完 成后的检查，以确保程序块编制正确。 3.

12、用 505E 控制汽轮机开车。 （1）开车前的准备工作： 检查确认机组所属全部设备已安装完毕，设备已交付使用。 检查确认油系统的设备、管线和阀门均处于完好状态。 第 6 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 检查确认冷凝系统正常。 仪表系统检查，由仪表工确认所属各测量、报警、联锁系统处于完好投用状态。 （2）开车步骤。 油系统联锁调试： a.主油泵出口压力低报警试验。备用油泵处于“自动”位置，进出口阀全开，缓慢开启 泵出口回流阀，确认

13、当动力油压降到 0.8MPa 时，泵出口低压力开关使备用油泵自动启动，且 现场与中控室报警灯亮、铃响，并记录泵自动启动油压。 b.润滑油压低报警试验。备用油泵处于自动启动状态，缓慢关小压力调节阀 PCV5692 的前切断阀，确认当油压降到 0.5MPa 时，PSL5602 报警，应产生下列动作：备用泵自动启 动，现场、中控室报警灯亮、铃响，此时应记录报警油压。 c.润滑油压过低报警试验。备用油泵处于“手动”位置，机组联锁处于复位状态，缓慢 关小压力调节阀 PCV5692 的前切断阀，当油压下降到 0.1MPa 时，油压开关 PSLL5603 应产生下列动作：停车电磁阀动作，使汽轮机停车。现场、

14、中控室报警灯亮、铃响，记录停 车时的油压。 d.上述油压低报警试验应作 2 次，使每台油泵各自动启动 1 次。若油压试验不合格或与 设计偏差很大时，应找出原因处理合格后再试。 油系统投入运行。 盘车投用，在机组启动前应盘车 2h 以上。 冷凝系统投用。 暖管：暖管顺序应先低后高，根据蒸汽条件，一般在 900min 可达到高压 10.0Mka、450 以上，次高压 7.5MPa、400以上。 冲转暖机。 a.用 505E 输出至转换器的电信号要缓慢增加，使高压调节阀缓慢打开。待转子一开始冲 转，即刻将电信号减至最小，高压调节阀关闭，用听棒仔细倾听各部位声音，若正常，可以 低速暖机。 b.用 50

15、5E 开高压调节阀，控制转速 500rpm，运行 30min。 c.低速暖机时必须检查下列各项内容： 转速稳定与否，主蒸汽压力、温度及真空等参数。排汽缸温度不允许长时期超过 120 。 汽轮机的轴振动和轴位移变化应在允许范围内。 供油温度不得低于 38，最好为 455，供油温度过高时应及时投用油冷却器，轴 第 7 页 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 利 用 自 动 调 速 器 进 行 汽 轮 机 调 试 工 法 资 料 编 号 ： Y J G F 5 8 2 0 0 0 承的回油温度要求低于 80，油压及油循环正常。 蒸汽泄漏及油泄漏情况。 机壳的膨胀应基本上对称，并且热膨胀差值：轴向1.0mm，横向0.5mm。 d.升速到 1000rpm，运行 10min，把真空度提高到 600mmHg，检查项目同上。 e.手动停车试验： 中控室或就地手动按下停车按钮，汽轮机停机。 机组恢复转速 1000rpm，运行 20min。 f.若正常，升速到 2000rpm，运行 20min，检查项目同上。并把真空度提高到 650mmHg. 真空度的