火电厂汽轮机调试经验总结 第二章 调试方法

第二章 调试方法

第一节 检查

调试方法中检查占了很大一部分。检查包括测点的核对、阀门的校验、联锁保护的确认。

一． 核对测点

测点的核对包括温度测点的核对、压力测点的核对、差压测点的核对。测点的核对需要调试人员、运行人员和安装公司的人员一起到场，如有需要监理人员也必须到场共同确认。测点核对首先应检查测点的安装位置是否正确，左右前后方位是否正确。然后再根据测点的电路连接核对该测点的DCS通道是否正确。对于压力开关常闭测点，可以打掉连接线，看DCS画面是否变化。对于压力开关常开测点，可以用短接线短接，看DCS画面上该测点是否有变化。对于压力变送器不但要验证DCS通道是否连接正确，还要确认该变送器的量程是否正确。对于差压测量要确认该差压变送器的正负压侧取样管是否连接正确，另外量程是否正确。对于温度测点可以用打火机或者就地可以提高温度的设备给一个提高温度的信号，看DCS画面上该温度值是否变化。另外对于温度测点，可以用手操器加温度信号，DCS和就地手操器上的数值进行比较，看温度测量是否有问题。

在核对测点过程中，调试人员不但要检查该测点的安装位置，还要负责记录该测点的验收情况，安装人员负责工作的实施，电厂运行人员负责见证。调试工作人员对已经检查并合格的测点要进行记录，没有合格存在问题的测点也要记录。另外，核对测点的整体组织工作由调试工作人员进行。通常，在投入某个系统之前，要首先对这个系统中的测点进行全部核对。在准备核对之前，调试工作人员要拟定一个核对计划，并把这个计划告知安装热工人员和电厂运行人员，以便他们提前安排工作人员配合该项工作。

二． 阀门校验

通常电厂的阀门按照驱动方式分为气动门、电动门、手动门和液压驱动的液压门，按照其作用不同分为全开全关的开关型阀门和起调节作用的调节阀门，按照阀门结构不同分为蝶阀、截止阀、闸阀等[2]。

针对不同的阀门型式要采用不同的阀门校验方式。

（一） 气动调节阀

对于气动调阀，要分0%、25%、50%、75%、100%、75%、50%、25%、0%的顺序依次进行校验。校验过程中要保证就地阀门位置、DCS阀门命令、DCS阀位反馈三者保持一致。对那些阀杆向上是关位置的阀门事先要认真阅读阀门说明书，在阀门校验过程中保持清醒。另外，还要在阀门关闭的时候，由运行人员进行阀门死区的校验。

调试工作人员要记录阀门的命令和反馈，还要检验就地阀门的位置是否和命令一致。如果三者之间任何一个和其他两个不一致，就必须由安装工作人员对其进行重新调整直到这三者保持一致。

在校验过程中，要观察气动调门的气源是否正确安装，气压是否稳定足够，开关过程中声音是否正常，并且阀门方向是否正确，阀体安装部位是否存在泄漏。如有任何一项发生都要提出整改意见，有安装公司重新调整直至合格为止。

（二） 气动开关阀

气动开关阀是指那些有压缩空气提供开关阀门的动力并且只有开和关两个位置并且不参与调节的阀门。通常气动开关阀安装在四大管道的疏水管路上充当疏水门，抽汽管道和汽轮机缸体上的疏水也安装有气动疏水开关门。这是因为气动疏水门的开关比较迅速，在汽轮机发生故障需要疏水的瞬间可以立即打开。

气动开关阀在校验过程中要注意该阀是停气开门还是停气关门设计。具体验证方法就是在阀门在开和关位置处分别断开该气动门的气源，如果这个阀门在断气之后阀门是从开位慢慢移动到关位，那这个阀门就是失气关，如果这个阀门在断气之后阀门是从关位慢慢移动到开位，那这个阀门就是失气开。验证了这些，必须在记录本上记录该阀门的名称和失气之后的开关情况。

气动开关阀的校验也应该由调试工作人员、安装调试阀门人员、电厂运行人员共同参与。对于现场出现的问题要共同确认并记录在案。

（三） 电动调节阀

电动调节阀是由电动机控制的起调节作用的阀门。电动调节阀的校验和气动调节阀的校验大同小异。每25%开度要设置一个点进行测试并且进行上行和下行的行程。在电动调阀的校验过程中也是三方（调试、安装、运行）共同确认。

电动调节阀由于其在调节过程中没有气动调节阀的灵敏并且在使用过程中经常出现故障现象，所以在电厂中采用的不多。即使在最初设计阶段某阀门被设计成电动调节阀，往往也会在电厂后期安装阶段改成气动调节阀。

（四） 电动开关阀

电动开关阀是由电动机提供动力的只有开位和关位不起调节作用的阀门。电动开关阀中在电厂中应用最多的是电动闸阀和电动蝶阀。电动闸阀在凝结水、给水和抽汽管道上均有应用。电动蝶阀在闭式冷却水管道、开式冷却水管道和循环水管道上应用较多。

电动开关阀的校验包括开位和关位。电动开关阀就地实际阀门状态、就地阀位标识、DCS上发出的命令和反馈均要一致。另外，电动开关阀要测定其开和关的时间。对于那些有特殊设计的阀门要比较其开时间和关时间。有些阀门开时间比关时间长，有些阀门开时间比关时间短。这些都要和制造厂的阀门保证开时间或关时间进行比对。

三方联合确认也要进行阀门死区的校验。

对于电动门要在就地电动头上的控制盘上操作使其在就地方式工作，操作就地远方开关在就地操作一次阀门，测验其在就地的操作情况。在就地的中间停止功能也要测试。

（五） 液动开关阀

液动开关阀是由液压油提供动力的只具有开位和关位并且不参与调节的阀门。液动开关阀一般用于旁路这样需要快速打开的场合。在旁路上使用的液动开关阀一般都具有快速打开的功能。另外汽轮机的主汽门、再热蒸汽主汽门都是这种类型的阀门，这两种阀门都具有快速关闭的功能。

对于液动开关阀的校验需要三方（调试、安装、运行）人员共同确认。在校验之前需先启动液压油泵，由液压油泵提供液压油。待油压稳定之后，才可开始操作阀门。在操作阀门过程中要注意检查液压系统的泄露情况。如果有漏油发生，需要先处理好漏油情况再继续进行阀门校验。

液动开关阀仍然需要测量阀门的开关动作时间，并由调试人员记录和制造厂的时间进行比对。对具有快关快开功能的阀门要从DCS发快开快关命令就地观察其动作情况以校验其快开或快关功能。对于主汽门、再热蒸汽主汽门等这些控制汽轮机的液压开关阀需要在液压油断油的情况下快速关闭即断油关。断油关功能也要在阀门校验中体现。对于旁路中液动开关阀中有快开功能的阀门需要在校验中测定其快开功能。

（六） 液动调节阀

液动调节阀是由液压油提供动力的起调节作用的阀门。液压油在起控制阀门开关方面由于其动作迅速稳定可靠的优点，在电厂的重要阀门中得到了广泛地应用。汽轮机主蒸汽调节阀、再热蒸汽调节阀、供热蒸汽调节阀、高压旁路阀、低压旁路阀等都采用液动调节阀。对于调节阀，不管是气动的还是液动的都要进行25%台阶的位返测量，即每25%的阀门向上增加阀门命令，再从100%以每次25%的阀位向下递减，记录其命令值、反馈值和就地阀门实际动作情况。

液动调阀一般都是比较大型的阀门，所以在操作的时候要谨慎小心，不要造成设备损坏。具有快关快开功能的液动调阀要测定其快开快关功能。断油后液动调阀的动作情况，也要测量。液动调阀不需要测量其开关时间，也不需要测量其远方就地的切换。

（七）气动逆止门

气动逆止门是指由压缩空气提供动力的起逆止作用的阀门。所谓逆止作用就是指阀门中通过的流体只能单向通过，和该单向反向的流体不能通过。逆止门除了不用外力驱动纯粹靠阀门中流体的力量驱动的活页式逆止门外电厂里采用的逆止门均是气动的。

气动逆止门在校验的过程中要注意这个问题：逆止门的阀芯在开门的过程中是不动的，除非里面有流体流过。逆止门的阀芯是靠里面的流体流动的力量推动开门的。逆止门的气动执行机构只起到限位的作用，就是在DCS发开命令之后它才能被流体推动开启。如果DCS发关命令之后那它肯定是关闭的。在测试气动逆止门的时候要注意这个情况，由DCS发开命令之后就地观察人员要观察该逆止门的气动执行机构的指示是否正确，不要企图去看该逆止门的阀芯是否动作了。

在气动逆止门里面要特别提到高压缸排汽逆止门，因为这个逆止门比较重要，在汽轮机起动并带负荷后的一段很长时间改逆止门都可能没有完全开启，这个时候DCS中该阀门的开反馈也没过来，所以对这个阀门一定要耐心。对于它的开启关闭可以通过该阀门前后的蒸汽压力和问题来判断。

在抽汽管道上抽汽逆止门一定保证其关闭严密，否则在汽轮机跳闸后高压加热器和低压加热器的蒸汽会通过该阀门漏入汽轮机缸体中造成汽轮机缸体进水进冷汽。

表2-1 阀门校验需要测量项目汇总

三． 联锁保护的确认

联锁保护分为联锁和保护两种控制逻辑。

联锁是指一整套连续动作的控制逻辑。比如高压加热器解列联锁，就是指“1.开一段二段三段抽汽管道输水气动门；2开一二三号高压加热器危急疏水气动门；3.关闭一段二段三段抽汽电动门逆止门；4.一二三号高压加热器水侧导成旁路运行。”这样的一系列控制逻辑。联锁是按照顺序一步一步按部就班地执行的。再比如给水泵的顺序启动顺序停止步序都是联锁。

保护是指可以起到保护设备和人身安全的控制逻辑。比如汽轮机的Emergency Trip System（ETS）保护系统。在这个系统中当汽轮机润滑油、轴承温度、振动等监视参数达到某个设定值，汽轮机就要通过这个系统的动作跳闸从而达到保护汽轮机的目的。

联锁可以根据现场实际情况由调试工作人员修改，但是保护的修改涉及到跟多的单位和责任。汽轮机的保护是不能随便修改的，要修改汽轮机的保护必须得到制造厂、设计院、业主单位、监理单位和调试单位的同意并书面认可。保护是在长年累月的工程实践中积累得来的，所以对保护的修改一定要慎之又慎。

联锁保护的确认要调试、安装、运行三方共同在场，由监理单位人员进行检查并签字确认。对于给书泵、凝结水泵、闭式水泵、开式水泵、循环水泵等这些泵来说，在进行联锁保护确认试验之前应该由调试工作人员联系安装电气人员送水泵电机开关到远方试验位。所谓远方试验位就是指电气开关可以由DCS操作合闸但是实际水泵的动力电并没有送，在DCS可以操作这些开关但是实际水泵并没有运行。对于没有设计试验位的水泵电气开关在做联锁试验时应该等整个系统可以运行的时候带泵实际运行来做试验或者由安装人员解掉该水泵电机的动力电缆来进行。另外在做联锁试验之前应该联系安装人员对涉及到的阀门送电、通知调试热工人员对控制逻辑进行预先检查以减少实际试验时的出错几率并通知运行人员对联锁进行提前预习并做提前准备。

对于在联锁试验中用到的阀门实际中因为种种原因不能操作的，应该由调试热工人员进行关反馈和开反馈的强置，在试验中各工作人员观察其命令方向即可。对于温度测点要设置速率限制，对于温度开关、压力开关等要测量其回差。对于实际可以进行水位温度等提升的机会，一定不能错过，在做联锁试验时一定要实际提高或降低水位，升高或降低温度。

联锁保护的确认实际也是一个各单位学习并检查发现问题的机会。对于联锁保护中出现的矛盾逻辑要注意发现并提出解决措施。比如“电动给水泵A出口电动门在关位允许启动电动给水泵A”这一条联锁只有在电动给水泵A未投入备用的情况下才起作用。如果电动给水泵A投入了 备用说明这个时候还有其他给水泵在运行，电动给水泵A出口的压力也很大而且有水，这个时候如果其他给水泵由于事故跳闸了，那电动给水泵A就必须在出口电动门开的情况下立即启动。对于这样的问题可以给每个给水泵单独增加备用投入按钮，备用投入按钮未按下的时候“电动给水泵A出口电动门在关位允许启动电动给水泵A”这条起作用，如果备用按钮投入运行了，则这条就不起作用了。

在做联锁保护试验时还要注意一下安全问题：

（1） 在开启某个阀门时，一定要预先弄清楚该段管道有没有人工作。例如某段管道安装公司工作人员正在进行打压试验，这个时候由DCS开启了这个阀门那别人的工作只会付诸东流。更危险的情况发生在循环水管道中，循环水管道一般就较粗，人可以在里面进行施工，如果某个循环水蝶阀后面有人施工，而该循环水蝶阀前面却是满管的循环水，那这个时候开启这个蝶阀很可能造成蝶阀后的施工人员溺亡。

（2） 在由远方试验位起动电动机时，一定要预先试验该电动机的就地事故开关。一旦有问题发生，立即通过对讲机通知就地观察人员按事故按钮。有时候从远方试验位起动某电机，该电机实际就转起来了这是很危险的，就地一定要有人观察如果发生这样的情况立即按事故按钮停止该电机。

（3） 对于水泵的保护，要注意保护该水泵的电气开关不能频繁合闸跳闸。比如给水泵的保护打十几条之多，如果频繁合闸跳闸很可能造成该电气开关的过热损坏。刚开始可以合闸跳闸两三次，以后每次由热工人员强置逻辑即可。汽轮机的保护也适用这条。汽轮机的主汽门调节汽门也不能频繁开启关闭。

（4） 对于汽轮机的保护试验，一定要通知就地在汽轮机旁工作的人员撤离。因为汽轮机的调速汽门在关闭的过程中不但力量大声音也大。如果有不知道情况的其它工作人员正在对调速汽门进行其它方面的工作那不但惊吓到该工作人员也有可能造成人身事故。

第二节 系统水冲洗

系统水冲洗是指系统中的管道用水来冲洗。需要进行水冲洗的管道包括循环水管道、开式冷却水管道、闭式冷却水管道、凝结水管道、给水管道等。这些系统中的管道冲洗由安装单位进行，但是需要调试单位、运行单位的配合。

对于调试单位来说要对系统水冲洗的范围提出要求、对水冲洗的方案提出合理化的建议。系统水冲洗原则上来说冲洗的越干净越好。在某电厂调试过程中发现闭式水管道中焊渣灰尘乱七八糟的东西很多，还有扳手螺丝刀等工具遗留在管道中，对于这样的管道单纯进行水冲洗是不能达到满意的结果的。对于这样的管道应该先彻底进行人工清理再进行系统水冲洗[3]。

关于各分系统的水冲洗在后面几章中有详细介绍。

第三节 蒸汽吹管

蒸汽吹管包括主蒸汽吹管和辅助蒸汽吹管。主蒸汽吹管即锅炉点火吹管。辅助蒸汽吹扫主要是清除辅助管道中残留在管道或管壁上的杂质。主蒸汽吹管在汽轮机侧包括主汽至辅助蒸汽联箱管道、主汽至轴封管道、主汽至夹层加热管道。辅助蒸汽吹管通常包括启动锅炉来汽至汽轮机房外管道、辅助蒸汽至除氧器管道、四段抽汽至辅助蒸汽及至除氧器管道、辅助蒸汽至轴封管道、冷段至辅助蒸汽管道、辅助蒸汽至空气预热器吹灰管道、辅助蒸汽至炉前雾化蒸汽管道等[4]。

主蒸汽吹管一般参数比较高，压力5.5～6.5MPa，温度360～450摄氏度，吹扫汽源采用锅炉产生蒸汽。辅助蒸汽吹管一般参数比较低，压力1.0～1.5MPa，温度280～350摄氏度，吹扫汽源通常采用气动锅炉来汽。

蒸汽吹管一般在额定吹管蒸汽参数下每次吹扫3到5分钟，每两次吹管之间停止3到5分钟，让管道充分冷却之后再继续吹管。

关于蒸汽吹管的细节在后面章节中有具体描述。

第四节 参数的调整

一． 压力的调整

压力的调整通常都是通过减压阀来进行的。如发电机充氢管道上的减压阀可以将1MPa的氢气减压到0.3～0.4MPa。压力调整的终极措施就是安全阀。设置安全阀的目的顾名思义就是为了安全，当压力达到一个特定的数值之后，管道上的安全阀就动作泄走多余的压力。

安全阀和减压阀都是为了控制流体压力的设备，但是安全阀和减压阀的不同在于安全阀只能把压力控制在某个固定的数值，一个安全阀只能有一个起跳压力，而减压阀可以让压力在某个范围内自由变化。

安全阀动作之后，说明该管道已经超压了，需要引起工作人员的注意。减压阀是工作人员为了调整该减压阀之后的压力而安装在该管道上的。每个承压管道上都必须安装有安全阀，但是减压阀只有在需要的时候安装。

调试人员在调整压力的时候可以通过减压阀来调整，另外对于管道上没有安装减压阀的可以通过手动摇开开关阀一点点的方式来调整压力，但是这样长时间用开关阀来做调整压力的事情会造成开关阀密封圈的损坏，不建议这样来调整压力。

安全阀的整定需要制造厂的人员来进行，调试人员只参与并见证签字即可。如润滑油系统中润滑油泵出口的溢流阀就是一个安全阀，该安全阀需要设备厂家的人员到现场进行压力的整定。如果设备厂家的人不能到现场，那只能有安装公司的机务人员和调试工作人员共同进行。在这样的情况下，安装公司的机务人员操作，调试工作人员提供整定值[5-7]。

二． 温度的调整

温度的调整通常是通过施加冷却水来进行的。比如汽轮机润滑油温度的调整就是通过闭式冷却水来冷却的，通过调整闭式冷却水的水量来控制汽轮机润滑油的温度。另外，电厂中有些系统中流体温度的调整是通过温控阀来进行的。比如定子冷却水系统的定子冷却水就是通过温控阀来进行的。温控阀的原理是通过机械作用改变热流体和冷流体的流量来维持流体的问题在恒定的数值[8-9]。

对于那些通过电厂正常手段不能调整的温度需要请专家来研究解决。比如汽轮机润滑油回油温度太高，在电厂环境下又没有方法来解决，只能总体考虑汽轮机的运行环境邀请这方面的专家来研究解决该问题。

三． 流量的调整

电厂汽轮机侧流量的调整主要涉及到凝结水流量，给水流量和凝结水补充水流量的调整。凝结水流量的调整可以通过除氧器上水调阀的开打关小来调整，如果在凝结水流量比较大的情况下可以通过关小开大凝结水再循环调阀来调整。

给水流量的调整可以通过增加减小给水泵勺管开度来调整，并且可以根据锅炉上水调阀的开度来加以调整。

凝结水补充水流量的调整，如果凝结水输送泵是变频驱动的，可以通过调节电气频率来调节凝结水补充水的流量，也可以通过调节凝汽器水位调阀来调整凝结水补充水流量。

第五节 调试中用到的工具和仪器

一、调试工具

调试中经常会用到的工具包括：对讲机、手电筒、口罩、耳塞、测温仪等。

对讲机要选用那些电池电量充足、说话声音清楚质量过硬的对讲机，常用品牌比如健伍、摩托罗拉等。

手电筒要选用那些电池电量充足、光线明亮距离远的类型。

口罩可以对调试工作人员身体健康起到防护的作用。去过电厂见过电厂安装阶段的人都会有这样的印象，汽轮机厂房里经常是噪音、保温棉乱飞的景象，处于这样的环境中，调试人员一定要保护好自己的身体健康。口罩可以有效隔离保温棉灰尘等对呼吸道伤害很大的杂质。口罩要经常洗经常换，最好是一天洗一次，一个月换一次。

耳塞可以有效保护听力，这是众所周知的事情。在电厂的工作环境中，几乎每个设备的噪音水平都是超标的。我们国家关于电厂设备噪音的规定基本上都是拿出来让大家看的，根本就起不到任何监督作用，所以为了自己的身体健康一定要随身携带耳塞。

测温仪通常都是红外线测温仪，这种测温仪的优点是不需要直接接触设备本身，只要对着设备发射红外线就可以在测温仪的显示屏上看到你想测量设备表面的温度。较好的测温仪有华氏温度和摄氏温度的设置之分。在开始测温之前要设置好。

二、调试仪器

调试中采用的仪器包括便携式测振仪、便携式光电转速测量仪、录波器、甩负荷数据记录仪等。

便携式测振仪通常采用的型号有DN2000，DN3000等。这种测振仪只需要用手按着然后把测振探头垂直接触所测设备的表面，等测振仪上的测量数据稳定之后就可以读出数据了。便携式测振仪中所测振动参数分为振动振幅、振动加速度、振动位移三种。对于汽轮机侧的设备一般都是测量其振动的振幅。在测量之前，应该选择设置为振幅然后进行测量。

便携式光电转速测量仪的使用方法是在设备未转动之前把转速测量仪自带的感光纸贴在设备的转轴上，等到设备转动之后用转速测量仪对着感光纸发射，然后再转速测量仪的显示屏上就能看到设备的转速了。该转速测量仪在使用过程中要注意感光纸的正确贴法。不能用烟纸盒上的锡纸代替感光纸，必须用专用的感光纸。另外贴感光纸的时候一定要注意贴牢贴结实。

录波仪在汽轮机调试中的作用主要在于记录汽轮机阀门关闭时间。因为汽轮机阀门关闭的时间是毫秒级的，所以必须用录波仪来测量这个时间。DCS的历史曲线根本反映不了汽轮机阀门的关闭时间。

甩负荷数据记录仪顾名思义就是专门用来记录机组甩负荷试验过程中各数据的。常用的甩负荷数据记录仪有英华达北京生产的EN900、EN3000等。甩负荷数据记录仪在甩负荷前必须熟悉这个设备的使用方法。

参考文献：

[1] DL/T 863-2004 汽轮机启动调试导则[S]. 北京：国家能源局，中国电力出版社，2004,7.

[2] DL/T 922-2005 火力发电用钢制通用阀门订货、验收导则[S]. 北京：中华人民共和国发展与改革委员会发布，2005.

[3] DL 5011-92 电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇[S]. 北京：中华人民共和国能源部发布，1992.

[4] DL/T XXX-2010 火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则（征求意见稿）[S]. 北京：中华人民共和国国家能源局发布，2010.

[5] JB/T 9624-1999 电站安全阀技术条件[S]. 北京：中华人民共和国能源部发布，1999.

[6] JB/T 53170-1999 弹簧直接载荷式安全阀，产品质量分等[S]. 北京：中华人民共和国能源部发布，1999.

[7] NF E86-512-1-2002 冷凝容器防超压安全设施 第1部分：冷凝设备的安全阀（Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1 : safety valves for cryogenic service.)

[8] 恒温阀系统[J]. Idraulica，专业技术信息期刊，2008年6月，34: 2-42.

[9] 西门子电动温控阀的结构特点及其优点[W].
http://imgl.hbzhan.com/5/2008/633593210071851250.pdf