600MW汽輪機(jī)機(jī)械超速不動作的原因

胡發(fā)明 范光紅 郭家旺 鐘建清

(華能云南滇東第二發(fā)電廠，云南 曲靖 655507)

1 600MW保安調(diào)節(jié)系統(tǒng)

汽輪機(jī)型號為N600－16.67/538/538，型式:亞臨界、中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽凝汽式。DEH采用HIACS5000M系統(tǒng);汽輪發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)監(jiān)視保護(hù)系統(tǒng) (TSI)采用的是MMS6000系統(tǒng)，設(shè)計配置有三套機(jī)組超速保護(hù)回路:通過就地轉(zhuǎn)速盤上三個超速探頭 (PR9376)采集轉(zhuǎn)速信號，分別送入汽輪機(jī)TSI控制柜三塊超速卡件 (MMS6312)中。當(dāng)汽輪機(jī)超速汽機(jī)轉(zhuǎn)速升至3300r/min及以上時，TSI中三塊超速卡件觸發(fā)各自的超速繼電器動作，送出三個超速保護(hù)信號到汽輪機(jī)ETS柜，進(jìn)行邏輯判斷 (三選二)實(shí)現(xiàn)機(jī)組超速停機(jī)保護(hù)。

600MW調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是高壓抗燃油數(shù)字電液控制系統(tǒng) (DEH)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它接受DEH發(fā)出的指令，完成掛閘、驅(qū)動閥門及遮斷機(jī)組等任務(wù)。

2 機(jī)組超速保護(hù)功能

1)機(jī)械式超速保護(hù):動作轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的110%∽111%(3300∽3330r/min)，此時危急遮斷器的飛環(huán)擊出，打擊危急遮斷器裝置的撐鉤，使撐鉤脫扣，機(jī)械危急遮斷裝置連桿使高壓遮斷組件的緊急遮斷閥動作，切斷高壓保安油的供油，同時將高壓保安油的排油口打開，泄掉高壓保安油?？焖訇P(guān)閉各主汽、調(diào)節(jié)閥門，遮斷機(jī)組進(jìn)汽。

2)DEH電超速保護(hù)和TSI電超速保護(hù):當(dāng)檢測到機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的110% (3330r/min)時，發(fā)出電氣停機(jī)信號，使主遮斷電磁閥(5YV、6YV、7YV、8YV)和機(jī)械停機(jī)電磁鐵(3YV)中的電磁遮斷裝置動作，泄掉高壓保安油，遮斷機(jī)組進(jìn)汽。同時DEH又將停機(jī)信號送到各閥門遮斷電磁閥、快速關(guān)閉各汽門，保證機(jī)組的安全。

3 危急遮斷器試驗(yàn)程序

危急遮斷器在汽輪機(jī)出廠時，應(yīng)經(jīng)過專門的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，如果危急遮斷器出現(xiàn)故障卡澀，應(yīng)進(jìn)行拆檢校驗(yàn)，做機(jī)械超速試驗(yàn)。在做機(jī)械超速試驗(yàn)前，應(yīng)確認(rèn)靜態(tài)調(diào)速實(shí)驗(yàn)正常，主汽門、調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)合格，噴油試驗(yàn)合格。機(jī)組在進(jìn)行提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)之前，應(yīng)在規(guī)定的新汽參數(shù)和中壓缸進(jìn)汽參數(shù)下，帶20%額定負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行3－4小時解列方可進(jìn)行。

3.1 噴油試驗(yàn)

噴油壓出試驗(yàn)是在機(jī)組正常運(yùn)行時及做提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)前，將低壓透平油注入危急遮斷器飛環(huán)腔室，依靠油的離心力將飛環(huán)壓出的試驗(yàn)，其目的是活動飛環(huán)，以防飛環(huán)可能出現(xiàn)的卡澀。在不停機(jī)的情況下，通過給高壓遮斷組件的隔離閥帶電，使進(jìn)入主遮斷的高壓安全油由緊急遮斷閥提供轉(zhuǎn)換成由隔離閥提供，以避免飛環(huán)壓出引起的停機(jī)，此時高壓遮斷組件的主遮斷電磁閥處于警戒狀態(tài)。

3.1.1 噴油試驗(yàn)程序

當(dāng)機(jī)組所有靜止試驗(yàn)項目及其余準(zhǔn)備工作全部完成后，就可沖轉(zhuǎn)機(jī)組。在機(jī)組定速3000r/min時作飛環(huán)噴油試驗(yàn)。

3.1.2 飛環(huán)噴油試驗(yàn)

按下“飛環(huán)噴油試驗(yàn)”按鈕，將“試驗(yàn)鑰匙”開關(guān)旋到“試驗(yàn)”位置。此時高壓遮斷組件的隔離閥4YV帶電，使進(jìn)入主遮斷的高壓安全油由緊急遮斷閥提供轉(zhuǎn)換成由隔離閥提供，隔離閥上設(shè)置的行程開關(guān)ZS4的常開觸點(diǎn)閉合、ZS5的常開觸點(diǎn)斷開，并對外發(fā)訊，DEH檢測到該信號后，使復(fù)位試驗(yàn)閥組中的噴油電磁閥2YV帶電，透平油被注入危急遮斷器飛環(huán)腔室，危急遮斷器飛環(huán)擊出，打擊危急遮斷裝置的撐鉤，使危急遮斷裝置撐鉤脫扣，行程開關(guān)ZS2常開觸點(diǎn)由斷開轉(zhuǎn)為閉合。DEH檢測到上述信號使復(fù)位試驗(yàn)閥組的噴油電磁閥2YV失電。當(dāng)飛環(huán)復(fù)位后，使復(fù)位電磁閥1YV帶電，使危急遮斷裝置的撐鉤復(fù)位。在檢測到機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)上設(shè)置的行程開關(guān)ZS1的常開觸點(diǎn)閉合、ZS2的常開觸點(diǎn)斷開的信號后，使復(fù)位電磁閥1YV失電。當(dāng)ZS1的常開觸點(diǎn)斷開時可使高壓遮斷組件的隔離閥4YV失電。將“試驗(yàn)鑰匙”開關(guān)旋到“正常”位置。飛環(huán)噴油試驗(yàn)完畢。

3.2 提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

將ETS超速保護(hù)線解除，將機(jī)控室DEH面板上超速試驗(yàn)鑰匙開關(guān)旋到電氣位，DEH自動將電氣保護(hù)值由原來的3300改為3330r/min。按下“超速試驗(yàn)”按鈕，DEH將轉(zhuǎn)速目標(biāo)值設(shè)為3330r/min，將升速率設(shè)置為10～15r/min/s，使機(jī)組升速到危急遮斷器動作，各主汽閥、調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉。記錄其動作轉(zhuǎn)速，連續(xù)二次試驗(yàn)，動作轉(zhuǎn)速≤18rpm為合格。

4 機(jī)組機(jī)械故障實(shí)例

做機(jī)械超速試驗(yàn)時情況如下:

#1汽輪機(jī)機(jī)械超速試驗(yàn)在10月21日00:00開始，維持轉(zhuǎn)速在3000rpm時飛環(huán)噴油試驗(yàn)成功，做第一次機(jī)械超速試驗(yàn)，電超速設(shè)定在3300rmp，當(dāng)轉(zhuǎn)速到3300rmp時，電超速保護(hù)動作;第二次機(jī)械超速試驗(yàn)，電超速設(shè)定在3330rmp，當(dāng)轉(zhuǎn)速到3330rmp時，電超速保護(hù)動作;第三次機(jī)械超速試驗(yàn)，電超速設(shè)定在 3350rmp，當(dāng)轉(zhuǎn)速到3350rmp時，電超速保護(hù)動作，機(jī)械超速試驗(yàn)失敗。后重新開始做2700rpm下提升轉(zhuǎn)速飛環(huán)噴油試驗(yàn)，在2940rpm左右下飛環(huán)動作。對危急遮斷器進(jìn)行微調(diào)，向內(nèi)調(diào)整螺栓 720°，轉(zhuǎn)速降低40rmp。繼續(xù)做機(jī)械超速試驗(yàn)，電超速設(shè)定在3350rmp，當(dāng)轉(zhuǎn)速到3350rmp時，電超速保護(hù)動作。隨后開始做2700rpm下提升轉(zhuǎn)速飛環(huán)噴油試驗(yàn)，在2900rpm時飛環(huán)動作。

5 故障原因分析

1)機(jī)組掛閘及遮斷情況正常，低壓保安油路中的危急遮斷裝置、危急遮斷裝置連桿、手動停機(jī)機(jī)構(gòu)、復(fù)位試驗(yàn)閥組、機(jī)械停機(jī)電磁鐵(3YV)和導(dǎo)油環(huán)無異常。

2)從危急保安器兩次注油情況分析，機(jī)械飛環(huán)內(nèi)部未卡澀，且調(diào)整方向正確。

3)該危急保安器A修之前由于長時間未活動，機(jī)械超速動作轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。

6 處理措施

1)對機(jī)械飛環(huán)大導(dǎo)柱進(jìn)行調(diào)整，由運(yùn)行停盤車點(diǎn)動，直至機(jī)械飛環(huán)調(diào)整螺母位置朝上時，拆除調(diào)整螺母鎖緊銷，將大導(dǎo)柱逆時針旋轉(zhuǎn)1800，轉(zhuǎn)動小螺母至原位置，將鎖緊銷恢復(fù)，恢復(fù)盤車。

2)升至2700rpm升速做注油實(shí)驗(yàn)，動作轉(zhuǎn)速為2851rpm。定速3000rpm后做機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)，第一次動作轉(zhuǎn)速為3257rpm，第二次3249電超速動作。

3)停盤車，調(diào)整機(jī)械飛環(huán)大導(dǎo)柱，逆時針旋轉(zhuǎn)大導(dǎo)柱1800，轉(zhuǎn)動小螺母至原位置，將鎖緊銷恢復(fù)，恢復(fù)盤車。

4)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，至3000rpm后直接升速做機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)，第一次動作轉(zhuǎn)速為3230rpm，第二次動作轉(zhuǎn)速為3245rpm，機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)成功。

5)為避免修后機(jī)械飛環(huán)動作不正常，導(dǎo)致調(diào)整時，需頻繁啟停沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，造成很大的燃料損失及汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子損耗增大，將機(jī)械飛環(huán)小軸部分拆檢后做校核實(shí)驗(yàn)，并出實(shí)驗(yàn)報告。

6)機(jī)組運(yùn)行及臨修后啟機(jī)時，定期做注油實(shí)驗(yàn)，以保證機(jī)械飛環(huán)不卡澀，彈簧性能穩(wěn)定。

7 結(jié)束語

汽輪機(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，轉(zhuǎn)子部件的應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)速的升高而急劇增大，若轉(zhuǎn)速升高過大將引起部件損壞，釀成重大事故。危機(jī)遮斷裝置是火力發(fā)電廠汽輪機(jī)超速保護(hù)的重要組成部分，如何確保汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。

［1］600MW汽輪機(jī)危急遮斷裝置說明書［R］.

［2］#1機(jī)組汽輪機(jī)機(jī)械超速試驗(yàn)問題分析會紀(jì)要 ［Z］.