65 MW汽輪機(jī)組中壓主汽門異常在線處理

劉 恒，王楊華，魏 飛

（安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限公司，河南安陽(yáng) 455004）

前言

安鋼N65-13.2/538/538型汽輪機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)采用DEH控制系統(tǒng)，以磷酸脂抗燃油為工作介質(zhì)。主汽門是汽輪機(jī)保安控制系統(tǒng)重要的保護(hù)裝置，它起到快速切斷機(jī)組進(jìn)汽，防止出現(xiàn)超速等嚴(yán)重設(shè)備事故。以往主汽門出現(xiàn)問(wèn)題就被迫進(jìn)停機(jī)處理，如果能在線處理對(duì)設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行提供保駕護(hù)航顯得尤為重要。本文就針對(duì)安鋼65 MW超高壓汽輪機(jī)組中壓主汽門異常在線處理過(guò)程做一論述。

1 運(yùn)行中遇到的問(wèn)題

該機(jī)組為一次中間再熱，有兩個(gè)高壓主汽門，兩個(gè)中壓主汽門，每個(gè)主汽閥均配有一套獨(dú)立的操縱機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。運(yùn)行期間突然出現(xiàn)單臺(tái)中壓主汽門門由全開位關(guān)回至正常閥位的1/3處，滿負(fù)荷狀態(tài)下再熱壓力上升0.1 MPa，高壓缸排汽溫度上升10℃。降低機(jī)組負(fù)荷至50%，再熱壓力下降至1.2 MPa時(shí)，主汽門自動(dòng)開回至正常閥位的2/3處。

日前在環(huán)保和效益面前，燃煤氣汽輪發(fā)電機(jī)組在非緊急事故下不允許停機(jī)檢修，調(diào)速汽門控制系統(tǒng)故障有過(guò)在線處理的經(jīng)驗(yàn)，但主汽門故障在線處理運(yùn)行至今未曾有過(guò)，下面就本機(jī)組遇到的這一問(wèn)題在線處理過(guò)程做一論述。

2 中壓主汽門異常動(dòng)作分析

單臺(tái)中壓主汽門運(yùn)行期間出現(xiàn)上述異常動(dòng)作情況，結(jié)合幾個(gè)主要原因進(jìn)行故障排查及處理：

2.1 主汽門位移指示故障

可以直觀通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)位移指示來(lái)判斷主汽門是否動(dòng)作，以及結(jié)合再熱壓力及高壓缸排汽溫度上升，綜合判斷可斷定位移指示正確。

2.2 運(yùn)行部件松脫

運(yùn)行部件松脫造成主汽門關(guān)至全關(guān)位以及不可能再開啟，由于該主汽門高負(fù)荷下行程在1/3處，低負(fù)荷下在2/3處，可以排出運(yùn)行部件松脫原因，也可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直觀排查排除運(yùn)行部件松脫原因。

2.3 試驗(yàn)電磁閥帶電

試驗(yàn)電磁閥為失電運(yùn)行，長(zhǎng)期帶電會(huì)造成主汽門緩慢關(guān)至關(guān)位，與主汽門行程變動(dòng)現(xiàn)象不照，另外通過(guò)電磁閥磁頭是否有吸合力或通過(guò)熱控測(cè)量電磁閥控制線電壓即可排除電磁閥是否帶電。

2.4 油路問(wèn)題

排除以上三點(diǎn)，結(jié)合主汽門動(dòng)作現(xiàn)象，主汽門異常動(dòng)作只有出現(xiàn)在油路上，下面結(jié)合原理圖1做一說(shuō)明：

（1）通過(guò)圖1可以看到AST油壓丟失或降低可造成主汽門關(guān)閉，這樣會(huì)出現(xiàn)四個(gè)主汽門動(dòng)作現(xiàn)象一致的情況，但實(shí)際上只有單臺(tái)中壓主汽門出現(xiàn)異常，可以排除系統(tǒng)AST油壓丟失或降低的可能。

（2）另一個(gè)原因油動(dòng)機(jī)油缸內(nèi)漏嚴(yán)重造成主汽門動(dòng)作，查看現(xiàn)場(chǎng)工藝，系統(tǒng)有壓回油壓力及系統(tǒng)油壓無(wú)明顯化，結(jié)合新上設(shè)備，暫時(shí)排除油缸內(nèi)漏可能性。

（3）最后主汽門異常動(dòng)作主要集中油動(dòng)機(jī)油缸進(jìn)油壓力低上，油缸進(jìn)油壓力低主要有三點(diǎn)：一卸載閥工作不到位造成造成進(jìn)油壓力低，二電磁閥卡澀造成油缸不進(jìn)油，三是電磁閥后節(jié)流孔堵塞，四外部來(lái)油問(wèn)題。

圖1 原理圖

圖2 為外部結(jié)構(gòu)示意圖可以看到主汽門油動(dòng)機(jī)帶有AST油壓測(cè)壓點(diǎn)及油缸工作油壓測(cè)壓點(diǎn)，為此通過(guò)安裝壓力表進(jìn)行直觀表壓讀數(shù)，AST油壓為正常工作油壓14 MPa，油缸工作油壓為3 MPa,正常情況下油缸工作壓力不低于8 MPa。結(jié)合有壓回油壓力及系統(tǒng)油壓無(wú)明顯變化，可初步判斷排除外部來(lái)油及卸載閥問(wèn)題，最后問(wèn)題集中在電磁閥及電磁閥后節(jié)流孔上。

圖2 外部結(jié)構(gòu)示意圖

3 故障在線處理

從控制原理圖上可以看出關(guān)閉油動(dòng)機(jī)來(lái)油截止閥可以在線拆卸電磁閥，并可取出電磁閥后的節(jié)流孔。AST油由壓力油經(jīng)0.8 mm節(jié)流孔形成，整個(gè)EH油調(diào)節(jié)系統(tǒng)有4個(gè)主汽門，單獨(dú)關(guān)閉一個(gè)油動(dòng)機(jī)截止閥后會(huì)降低系統(tǒng)AST油壓，降低值約在15%，理論上AST油壓將至12 MPa左右，遠(yuǎn)高于AST油壓停機(jī)值7.5 MPa，風(fēng)險(xiǎn)可控。在線處理的過(guò)程中如下：

（1）由熱控對(duì)控制邏輯排查，排除單個(gè)主汽門關(guān)閉會(huì)聯(lián)鎖造成機(jī)組停機(jī)可能，否則應(yīng)修改邏輯避免單個(gè)主汽門關(guān)閉引起機(jī)組停機(jī)。解除保安油壓低聯(lián)鎖。

（2）關(guān)閉該主汽門對(duì)應(yīng)的中壓調(diào)節(jié)汽閥，調(diào)節(jié)汽閥應(yīng)通過(guò)控制程序限位指令使調(diào)節(jié)汽閥緩慢關(guān)閉，最后使調(diào)節(jié)汽閥行程上下限位限制在0位，該側(cè)負(fù)荷完全退出。機(jī)組負(fù)荷應(yīng)限制在70%以下避免對(duì)側(cè)調(diào)節(jié)汽閥超負(fù)荷造成沖刷及高壓缸排汽溫度上升過(guò)高。

（3）中壓調(diào)節(jié)汽閥緩慢關(guān)閉過(guò)程中，該中壓主汽門行程開至接近全開位，由熱控強(qiáng)制活動(dòng)試驗(yàn)電磁閥常帶電，使主汽門緩慢關(guān)閉。

（4）電磁閥常帶電若不能關(guān)閉可以判斷是電磁閥問(wèn)題，不建議現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)人為手動(dòng)推壓電磁閥尾部的外伸端，使電磁閥動(dòng)作主汽門緩慢關(guān)閉，一旦有松脫，主汽門快速開啟對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員及系統(tǒng)油壓會(huì)造成很大影響。

（5）手動(dòng)緩慢關(guān)閉油動(dòng)機(jī)來(lái)油截止閥，一旦發(fā)現(xiàn)油動(dòng)機(jī)下移，停止操作，待油動(dòng)機(jī)緩慢關(guān)閉后，全關(guān)截止閥。若通過(guò)試驗(yàn)電磁閥使油動(dòng)機(jī)全關(guān)，可直接關(guān)閉截止閥。

（6）截止閥關(guān)閉過(guò)程中密切注意系統(tǒng)油壓及AST油壓，油壓低于12 MPa可考慮啟動(dòng)備泵兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行，實(shí)際關(guān)閉過(guò)程中系統(tǒng)油壓無(wú)明顯下降，AST油壓降為12.3 MPa。

（7）一切拆卸工作應(yīng)在油動(dòng)機(jī)截止閥關(guān)閉后，通過(guò)測(cè)壓點(diǎn)確認(rèn)油動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)油壓降為0后方可進(jìn)行，拆卸過(guò)程中不得對(duì)系統(tǒng)油壓造成影響。同時(shí)做好跑油及時(shí)清理，避免落入高溫閥座上。

（8）拆卸后發(fā)現(xiàn)電磁閥后節(jié)流孔有金屬顆粒度堵塞，并對(duì)電磁閥進(jìn)行得失電動(dòng)作試驗(yàn)?zāi)苈牭矫黠@的電磁閥動(dòng)作聲音，說(shuō)明電磁閥動(dòng)作可靠。通過(guò)清洗疏通節(jié)流孔回裝后主汽門動(dòng)作正常。

（9）油動(dòng)機(jī)恢復(fù)過(guò)程應(yīng)緩慢開啟油動(dòng)機(jī)來(lái)油截止閥，一旦發(fā)現(xiàn)油動(dòng)機(jī)上移，停止操作，待油動(dòng)機(jī)緩慢全開后，全開截止閥。此過(guò)程系統(tǒng)油壓應(yīng)保持穩(wěn)定不得沖油過(guò)快造成油壓降低，各油動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)結(jié)合面無(wú)滲油。

（10）油缸充滿油后，測(cè)定油缸全開行程工作壓力為14 MPa。接除電磁閥強(qiáng)制帶電后可做主汽門活動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)行程控制在15 mm。

（11）確認(rèn)AST油壓恢復(fù)至14 MPa，投入保安油壓低聯(lián)鎖。

（12）恢復(fù)主汽門對(duì)應(yīng)的中壓調(diào)節(jié)汽閥，調(diào)節(jié)汽閥應(yīng)通過(guò)控制程序限位指令使調(diào)節(jié)汽閥緩慢開啟至正常閥位，調(diào)節(jié)汽閥上下限位恢復(fù)至100位和0位。

（13）拆卸出的零部件、電磁閥閥等需要用無(wú)水乙醇進(jìn)行清洗。密封圈材質(zhì)應(yīng)為氟橡膠，安裝要到位，嚴(yán)禁錯(cuò)邊或壓邊。拆卸人員做好個(gè)人防護(hù)避免皮膚接觸油品。

4 防范改進(jìn)措施

鑒于拆卸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的金屬顆粒，應(yīng)該是新機(jī)組投運(yùn)后系統(tǒng)沖洗不徹底造成，為此采取以下防范改進(jìn)措施

（1）結(jié)合主汽門油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)汽閥油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相似，調(diào)節(jié)汽閥油動(dòng)機(jī)安裝有5 μm的濾芯，結(jié)合廠家定做主汽門油動(dòng)機(jī)過(guò)濾濾筒并安裝5 μm精度的濾芯。

（2）化驗(yàn)油質(zhì)金屬顆粒度為NAS9級(jí)，采購(gòu)?fù)庵肊H油專用濾油機(jī)進(jìn)行24 h連續(xù)過(guò)濾，使EH油指標(biāo)恢復(fù)到顆粒度NAS3級(jí)，酸值0.02mgKOH/g，含水量0.01%，。

（3）主汽門活動(dòng)試驗(yàn)由原每月一次該為每周一次，避免主汽門長(zhǎng)期不動(dòng)作造成機(jī)械上的卡澀或油路上的堵塞。

5 結(jié)束語(yǔ)

主汽門的可靠性對(duì)汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行起著重要作用，尤其在當(dāng)前環(huán)保壓力，對(duì)主汽門異常在線處理進(jìn)行了首次嘗試，從故障原因分析著手，辨識(shí)在線處理風(fēng)險(xiǎn)并做好相關(guān)防范措施，確保了機(jī)組長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]王志偉.汽輪機(jī)運(yùn)行[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2007．

[2]翦天聰.汽輪機(jī)原理[M]．北京：中國(guó)電力出版社，1992．

[3]肖增弘.徐豐.汽輪機(jī)數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社.2003.