汽輪機跳閘的原因分析及改造措施

孫立明，孫衛(wèi)東

（華能寧夏大壩發(fā)電有限責任公司，寧夏 青銅峽 751607）

華能寧夏大壩發(fā)電有限責任公司一期工程建設2臺330 MW機組。汽輪機采用上海汽輪發(fā)電機有限公司制造的N330-16.18/535/535型、亞臨界、一次中間再熱、單軸、四缸、四排汽沖動凝汽式汽輪機。額定功率為330 MW，最大連續(xù)功率為334 MW，最大功率為342.7 MW。

1 事故經(jīng)過

2011-02-01T15:51，2號汽輪機跳閘，ETS系統(tǒng)首出“汽輪機差脹大”，鍋爐MFT動作滅火，發(fā)電機“程序逆功率”保護動作解列，機組負荷由303 MW降至0，6 kV廠用電源自動切換至1號啟備變帶，電動給水泵聯(lián)啟成功。15:57，2號爐吹掃完成后點火；16:12，汽輪機轉速到0，投盤車；16:18，啟動D磨運行。17:26，熱控人員檢查完后，退出低壓缸“汽輪機差脹大”保護，檢查確認后恢復機組啟動。

2 事故原因分析及事故處理中出現(xiàn)的問題

經(jīng)分析，造成此次事故的主要原因為：TSI系統(tǒng)低壓II缸差脹信號卡件故障，引起“汽輪機差脹大”保護信號誤發(fā)，造成汽輪機跳閘，導致機組解列。

另外，在機組事故處理及啟機過程中還出現(xiàn)以下問題。

(1) 17:26，汽輪機復置沖轉，17:40，汽輪機轉速為3 000 r/min，切換調速油泵時安全油壓下降。后開啟調速油泵出口門時，安全油壓恢復，主汽門突然開啟，轉速上升較快，即采取手動打閘停機。造成這一問題的主要原因如下：①對疏油門檢查維護不到位，疏油門門桿與手輪連接部分滑扣，閥門關不嚴，造成空氣進入主油泵內(nèi)，在切換油泵時造成調速油壓下降；②切換主油泵時調速油壓下降，主汽門關閉，但此時汽輪機跳閘信號不發(fā)，主汽門仍然接受開指令，當調速油泵出口門開啟后，調速油壓上升安全油壓建立，主汽門開啟高壓缸進汽量瞬時增大，造成汽輪機轉速快速上升。

(2) 機組發(fā)生異常后無法及時掌握安全門的動作情況。

(3) 由于機組跳閘，四段抽汽逆止門聯(lián)關，四抽汽源壓力低。手動開啟輔汽至甲、乙小機供汽分門時間較長，造成小機轉速下降，影響汽包水位。

(4) 鍋爐MFT后聯(lián)啟電泵，電泵聯(lián)啟瞬間拉低6 kV廠用電壓，導致部分設備低電壓保護動作。

(5) 事故過程中，低旁未聯(lián)開。

3 采取的技術改造措施

3.1 更換TSI卡件

對2號機組TSI系統(tǒng)進行排查，確認TSI卡件存在故障。因此，對該卡件進行了更換，并進行跟蹤觀察。另外，在機組停運后對TSI差脹大保護進行了裝置、信道的冗余配置。

3.2 完善熱工保護邏輯

由于熱工保護邏輯不完善，造成機組安全油壓降低后主汽門關閉但不跳閘汽輪機，在安全油壓建立后主汽門直接開啟，容易造成汽輪機超速。為此，采取了以下改造措施。

(1) 在汽輪機跳閘條件中增加“安全油壓<1.2 MPa”。安全油壓壓力開關取自安全油母管，按三取二邏輯設計。

(2) 在1號、2號機組疏油門前后增加小口徑旁路閥，機組啟動時將疏油門完全關閉、開啟旁路小閥，油泵切換時操作小閥即可。

3.3 在安全門處加裝動作指示器

之前，熱控監(jiān)測安全門的動作情況依靠壓力開關動作監(jiān)視，但由于現(xiàn)場取壓管路較長、閥門動作速度快、振動較大，故無法正確指示動作情況。尤其在機組發(fā)生異常后，更是無法及時掌握安全門的動作情況。針對此問題，在安全門處加裝了動作指示器。

3.4 修改電泵聯(lián)啟條件

上述事故中，鍋爐MFT后聯(lián)啟電泵，電泵聯(lián)啟瞬間拉低了6 kV廠用電壓，導致部分設備低電壓保護動作。為避免此類問題的再次出現(xiàn)，對1～4號機組的電泵聯(lián)啟條件進行了修改(見圖1)。另外，在今后的運行中還應注意：鍋爐MFT后聯(lián)啟電泵的時間應避開廠用電快切時間。

3.5 增加聯(lián)開小機供汽門邏輯

機組跳閘后，四段抽汽逆止門聯(lián)關，四抽汽源壓力低。由于手動開啟輔汽至甲、乙小機供汽分門的時間較長，造成小機轉速下降，從而影響汽包水位。為解決此問題，對1～4號小機增加了聯(lián)開輔汽至小機供汽門的邏輯(見圖2，以A小機為例)。

圖1 修改后的電泵聯(lián)啟條件

圖2 聯(lián)開輔汽至A小機供汽門的邏輯

3.6 修改低旁快開觸發(fā)條件

上述事故中，低旁實際已經(jīng)聯(lián)開。但是，由于低旁快開觸發(fā)條件為低旁入口壓力＞4 MPa，而入口壓力＜4 MPa時快開指令立即消失；因此，造成事故過程中低旁未聯(lián)開的假象。在上述事故過程中，低旁實際先后連續(xù)開關了4次。為此，對低旁快開觸發(fā)條件進行了如下修改：將原低旁入口壓力＞4 MPa時快開、＜4 MPa時快開消失，改為低旁入口壓力＞4 MPa時快開、＜3.80 MPa時快開消失，即增加死區(qū)。

4 結束語

采取上述改造措施后，2號汽輪機運行至今未發(fā)生過類似故障。借鑒2號汽輪機的改造措施，并結合各機組的實際情況，該公司先后在其他機組上進行了相應改造，為機組的安全、穩(wěn)定運行奠定了基礎。