330MW機(jī)組中壓主汽門突然關(guān)閉原因分析及預(yù)防措施

◎ 楊小波

330MW機(jī)組中壓主汽門突然關(guān)閉原因分析及預(yù)防措施

◎ 楊小波

針對我廠2號機(jī)組汽輪機(jī)A側(cè)中壓主汽門突然關(guān)閉的一次事故，進(jìn)行了原因分析，采取了行之有效的控制措施，避免了設(shè)備損壞，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。對此，提出了防止中壓主汽門突然關(guān)閉運(yùn)行技術(shù)措施。

大唐寶雞熱電廠2號機(jī)汽輪機(jī)為北京北重汽輪電機(jī)有限公司制造，型號為NC330-17.75/0.4/540/540，型式為亞臨界、單軸、三缸、兩排汽、一次中間再熱、采暖抽汽凝汽式汽輪機(jī)。主蒸汽由爐側(cè)經(jīng)一根主蒸汽管進(jìn)入機(jī)前兩根蒸汽管，然后經(jīng)兩個高壓主汽門、四個高壓調(diào)速汽門進(jìn)入高壓缸。做完功的蒸汽進(jìn)入鍋爐再熱器。再熱后通過兩個中壓聯(lián)合汽門進(jìn)入中壓缸，中壓缸做功后一路進(jìn)入低壓缸，另一路從中壓缸下部排汽口排出，送往熱網(wǎng)加熱器。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)為新華公司的DEH-V全數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通過EH油液壓系統(tǒng)對汽輪機(jī)高壓主汽門和高壓調(diào)門，中壓主汽門和中壓調(diào)門進(jìn)行單獨(dú)控制，可實現(xiàn)機(jī)組單閥和順序閥控制，實現(xiàn)機(jī)組在多種控制方式下的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

故障現(xiàn)象

2016年11月13日，2號機(jī)組運(yùn)行工況：負(fù)荷234MW，主汽溫度：539℃，再熱汽溫538℃，主汽壓力：13.7MPa，閥門控制方式為單閥控制，AGC投入。運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)DEH畫面A側(cè)中壓主汽門反饋到零，A側(cè)中壓主汽門關(guān)閉報警字幕彈出，就地檢查A側(cè)中壓主汽門機(jī)械指示到零，確已關(guān)閉，檢查EH油壓14.2MPa穩(wěn)定，EH油泵電流23.5A，無波動。調(diào)閱曲線發(fā)現(xiàn)機(jī)組振動，高、低壓缸脹差以及A側(cè)再熱汽溫度均有異常變化，表1所示。

表1中可以看出，汽輪機(jī)高壓缸前、后軸承振動以及中壓缸前軸承振動均不同程度的升高，其中中壓缸前瓦X方向振動增幅最大，為20.68um。高壓缸脹差增大0.26mm，中壓缸脹差減小0.09um，這些都是由于單側(cè)進(jìn)汽引起汽輪機(jī)不平衡引起。由于閥門關(guān)閉，蒸汽不流通，A側(cè)再熱汽溫度緩慢下降37℃。

原因分析

可能造成A側(cè)中壓主汽門異常關(guān)閉的原因：

指令誤發(fā)卸荷電磁閥動作造成閥門關(guān)閉。通過調(diào)閱DEH歷史曲線，可以看出A側(cè)中壓主汽門第一次異常關(guān)閉時，關(guān)指令未發(fā)，閥門關(guān)閉時間用時4s，在隨后的試驗中閥門試驗中以及大修后閥門試驗中，A側(cè)中壓主汽門的關(guān)閉時間均小于1s。查閱A側(cè)中壓主汽門調(diào)試報告，測試關(guān)閉時間為115ms；初步分析排除指令誤發(fā)卸荷電磁閥動作造成閥門關(guān)閉的可能。

（2）卸荷電磁閥故障造成閥門關(guān)閉。卸荷電磁閥為二位二通電磁閥，電磁閥開、關(guān)信號均為10s定長脈沖，正常運(yùn)行時不帶電。開信號發(fā)時，電磁閥動作封閉卸荷閥上部回油油路，油動機(jī)高壓油腔建立油壓（高壓油去卸荷閥上腔節(jié)流孔0.8mm），閥門開啟；關(guān)信號發(fā)時，電磁閥動作卸荷閥上部油腔油路與壓力回油油路相通，卸荷閥動作，高壓油路與壓力回油油路相通，油動機(jī)高壓油腔油壓失去，閥門關(guān)閉。

故障發(fā)生后，隔離高壓油進(jìn)油后，檢修人員拆下電磁閥檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯卡澀，也未發(fā)現(xiàn)較大顆粒物（近期油質(zhì)化驗報告顆粒度等級合格）。

（3）試驗電磁閥故障造成閥門關(guān)閉。試驗電磁閥用于關(guān)閉閥門（10%）以進(jìn)行定期的閥桿活動試驗，電磁閥動作時常帶電，把油缸高壓腔的油通過一個節(jié)流孔(0.8mm)排向回油。改變節(jié)流孔的大小可以改變閥門活動試驗的速度，如果試驗電磁閥誤動作一直處于打開狀態(tài)，可能會造成閥門在3-5s左右關(guān)閉。

表 1 A的中壓主汽門關(guān)閉前后參數(shù)對比

通過查閱異常發(fā)生時刻歷史趨勢，未進(jìn)行閥門活動試驗，指令未發(fā)。且在A側(cè)中主關(guān)閉且隔離高壓油進(jìn)油后對試驗電磁閥進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)試驗電磁閥動作。

（4）主汽門油動機(jī)閥門結(jié)合面產(chǎn)生間隙。2號機(jī)A側(cè)中壓主汽門開啟緩慢，如果油路、彈簧正常的情況下，說明開啟閥門所需要克服的力增加，閥門殼體與活塞結(jié)合面的摩擦力增大，此種情況下，結(jié)合面產(chǎn)生間隙可能造成高壓油腔壓力下降，存在造成閥門關(guān)閉的可能。我廠2號機(jī)組剛經(jīng)過A修，主汽門均經(jīng)過大修，未發(fā)現(xiàn)結(jié)合面嚴(yán)重摩擦，故該原因造成的閥門誤關(guān)可能性較小。

（5）油路各接口密封墊泄漏或節(jié)流孔堵塞。液壓回路中的密封圈主要有，高壓油進(jìn)油隔離閥圈、試驗電磁閥密封圈、卸荷電磁閥密封圈，節(jié)流孔密封圈、液壓塊內(nèi)部密封圈等，一般情況下只有發(fā)生大量外泄時才會造成閥門關(guān)閉，異常發(fā)生時檢查液壓塊附近未發(fā)現(xiàn)油泄漏現(xiàn)象。

當(dāng)高壓油進(jìn)油節(jié)流孔（1.2-1.5mm）發(fā)生堵塞，使高壓油進(jìn)油壓力下降而造成主汽門緩慢關(guān)閉，在詢問廠家后告知有類似經(jīng)驗，可能存在節(jié)流孔前端因累計絮狀物造成節(jié)流孔堵塞，閥門關(guān)閉后因為振動或其它原因，往往堵塞物在解體后找不到。

綜上所述，初步懷疑高壓油進(jìn)油節(jié)流孔發(fā)生堵塞，是造成本次2號機(jī)組A側(cè)中壓主汽門異常關(guān)閉的原因。

故障處理

按如下步驟和方法處理故障：

（1）申請調(diào)度，退出AGC控制，減負(fù)荷至180MW，熱網(wǎng)抽汽量小于150t/h。

（2）聯(lián)系熱控將A側(cè)中壓主汽門指令置于0%。

（3）密切監(jiān)視機(jī)組振動、軸移、脹差的變化。

（4）為了防止關(guān)閉閥門突然開啟，造成對機(jī)組的沖擊，應(yīng)關(guān)閉油動機(jī)EH油進(jìn)油隔離門。

（5）為了防止管道積水，定期開啟關(guān)閉閥門門前疏水門。

（6）聯(lián)系熱控緩慢給指令將A側(cè)中壓調(diào)門關(guān)閉。

（7）檢修人員對EH油油路進(jìn)行清洗，消除故障。

（8）開啟油動機(jī)EH油進(jìn)油隔離門。

（9）聯(lián)系熱控開啟A側(cè)中壓主氣門。

（10）進(jìn)行全開、全關(guān)閥門活動試驗。

試驗后，開啟閥門。

（11）聯(lián)系熱控逐漸給指令緩慢開啟A側(cè)中壓調(diào)門，密切監(jiān)視機(jī)組振動、軸移、脹差的變化。

（12）申請調(diào)度，投入AGC控制，恢復(fù)原運(yùn)行方式。

預(yù)防措施

針對以上情況，提出了防止汽輪機(jī)主汽門或調(diào)門突然關(guān)閉的運(yùn)行技術(shù)措施，具體內(nèi)容如下：

（1）運(yùn)行人員接班檢查及正常巡回檢查時檢查各高、中壓主汽門及調(diào)門開度是否正常。（2）運(yùn)行中注意監(jiān)視調(diào)門動作情況，注意監(jiān)視調(diào)門指令與反饋一致，就地檢查LVDT接線良好，機(jī)械指示動作正常。

（3）運(yùn)行中加強(qiáng)對EH油泵電流的監(jiān)視，EH油泵電流是反映其流量的重要指標(biāo)，監(jiān)測它可以提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中是否存在壓力降低的風(fēng)險。

（4）保持EH油再生裝置連續(xù)運(yùn)行，定期化驗EH油質(zhì)合格。

（5）定期檢查EH油管路接頭、焊口及密封件，防止密封件損壞和接頭松脫等故障發(fā)生。

（6）單閥方式控制時，加負(fù)荷注意及時調(diào)整主汽壓力，控制高調(diào)門開度小于70%，必要時限制加負(fù)荷速率（若開度大于70%閥門線性差，會出現(xiàn)開度波動過大現(xiàn)象），開度大于70%立即提高主汽壓力或降低機(jī)組負(fù)荷，嚴(yán)禁高調(diào)門全開。

（7）單閥方式控制時，注意監(jiān)視四個高調(diào)門DEH畫面及就地開度是否一致，發(fā)現(xiàn)某個

高調(diào)門開度與其它偏差大時匯報主管，聯(lián)系設(shè)備部汽機(jī)和熱控共同檢查，做好記錄。

（8）當(dāng)單個調(diào)門卡澀或關(guān)閉時，聯(lián)系熱控退出振動大保護(hù)，根據(jù)機(jī)組主蒸汽壓力及振動

上升情況迅速減負(fù)荷、減燃料。汽機(jī)切至DEH閥位控制方式，將故障調(diào)門指令強(qiáng)制為0，降低主汽壓力，手動逐漸開大閥位，將其它三個調(diào)節(jié)閥全開或者切換為單閥控制。

從我廠2號機(jī)組A側(cè)中壓主汽門突然關(guān)閉的事故中，認(rèn)真分析了原因，總結(jié)出了汽輪機(jī)主汽門或調(diào)門突然關(guān)閉的運(yùn)行技術(shù)措施，從運(yùn)行的日常維護(hù)以及發(fā)生此類事故時的處置方法都提出了相應(yīng)要求，具有一定的借鑒意義。

（作者單位：大唐寶雞熱電廠）