北重330?MW機(jī)組危急遮斷模塊改造

武繼琳 宋晶

[摘 ? ?要]汽輪發(fā)電機(jī)組的危急遮斷裝置（ETS）是保障機(jī)組的重要保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生某種可能危急汽輪機(jī)組安全運(yùn)行的緊急情況時(shí)，ETS裝置向危急遮斷模塊發(fā)出指令可使汽輪機(jī)關(guān)閉蒸汽閥緊急遮斷停機(jī)，避免汽輪機(jī)組發(fā)生重大損傷事故。文章介紹了某熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組危急遮斷模塊的組成和保護(hù)動作原理，以及模塊運(yùn)行中發(fā)生的故障狀況和改造方案。

[關(guān)鍵詞]汽輪機(jī)組;危急遮斷模塊;故障;改造

[中圖分類號]TK268 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）05–00–03

Reconstruction of Emergency Trip Module of Beizhong 330 MW Unit

Wu Ji-lin，Song Jing

[Abstract]The emergency trip device （ETS） of steam turbine generator unit is an important protection actuator to ensure the safe operation of the unit. In case of an emergency that may endanger the safe operation of the steam turbine unit， the ETS device sends a command to the emergency trip module to make the steam turbine close the steam valve for emergency shutdown and avoid major damage accidents of the steam turbine unit. This paper introduces the composition and protection action principle of the emergency trip module of a cogeneration unit， as well as the fault condition and transformation scheme in the operation of the module.

[Keywords]steam turbine unit; emergency trip module; fault; reform

某熱電公司2×330 MW汽輪機(jī)組為北京北重汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的330 MW亞臨界、一次再熱、單軸、三缸、雙排汽、抽汽、空冷式汽輪機(jī)組。汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用新華威爾液壓系統(tǒng)（上海）有限公司生產(chǎn)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括供油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)。供油系統(tǒng)由高壓柱塞變量泵向系統(tǒng)提供高壓抗燃油，并由它來驅(qū)動和調(diào)整主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu);執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受從汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）送來的指令信號，控制和調(diào)節(jié)汽輪機(jī)各主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥的開關(guān);危急遮斷系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件由1個(gè)帶有4只自動停機(jī)遮斷電磁閥（20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST）和2只超速保護(hù)控制閥（20/OPC）、節(jié)流孔組成的液壓回路構(gòu)成危急遮斷控制模塊、隔膜閥和幾只壓力開關(guān)等所組成。

根據(jù)火力發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督要求，要定期對危機(jī)遮斷模塊（20/AST）通道進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)危急遮斷模塊是否正常，滿足緊急情況下汽輪機(jī)組能夠正常遮斷停機(jī)，避免異?；蚴鹿蕯U(kuò)大。但如果遇到20-1/AST、20-3/AST第一通道，或20-2/AST、20-4/AST第二通道工作不正常，就可能導(dǎo)致汽輪機(jī)組危急情況下無法關(guān)閉全部蒸汽閥而正常停運(yùn)，而且危急遮斷模塊也不能在線檢修清理，需要到停機(jī)才能處理。上述熱電公司多次發(fā)生過試驗(yàn)中第一、第二通道工作不正常，給汽輪機(jī)組安全運(yùn)行造成較大的隱患和風(fēng)險(xiǎn)。

1 危急遮斷模塊組成和原理

汽輪機(jī)危急遮斷模塊（如圖1所示）由1個(gè)帶有4只自動停機(jī)遮斷電磁閥（20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST）、4個(gè)節(jié)流孔和兩個(gè)壓力開關(guān)（ASP1、ASP2）等所組成。AST電磁閥由220 V DC供電，電磁閥帶電勵(lì)磁關(guān)閉，失電失磁打開。汽輪機(jī)組掛閘時(shí)4個(gè)電磁閥帶電關(guān)閉，堵住了EH高壓油與無壓回油管的通路，在壓力油的作用下使卸載閥滑閥右移關(guān)閉，從而堵住了AST母管油的泄油通路，建立AST油壓，汽輪機(jī)組與AST油相關(guān)的主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作打開，從而完成掛閘，汽輪機(jī)組正常運(yùn)行中維持此狀態(tài)。當(dāng)汽輪機(jī)緊急情況跳閘時(shí)，AST電磁閥失電打開，導(dǎo)通EH油與無壓回油管的通路，泄掉卸載閥上的壓力油，在彈簧力的作用下卸載閥滑閥左移打開，從而泄掉AST油，使所有與AST油相連的主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉，切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽，實(shí)現(xiàn)正常停機(jī)。

4只自動停機(jī)遮斷電磁閥（20/AST）為串并聯(lián)布置，按功能可以把它們分為2個(gè)通道：20-1/AST與20-3/AST并列為第一通道，20-2/AST與20-4/AST并列為第二通道，第一通道與第二通道再串聯(lián)。這種方式就具有多重的保護(hù)性，每個(gè)通道中至少必須有1只電磁閥打開才可導(dǎo)致機(jī)組跳閘，每個(gè)通道1個(gè)電磁閥故障打開也不會造成誤動，就能有效地防止危機(jī)遮斷模塊誤動或拒動。

每個(gè)電磁閥的壓力油側(cè)都串接有節(jié)流孔1和節(jié)流孔2，掛閘時(shí)電磁閥關(guān)閉，壓力油通過節(jié)流孔1和節(jié)流孔2向卸載閥上部充油，使卸載閥關(guān)閉;通道試驗(yàn)單個(gè)電磁閥失電打開時(shí)，由于有節(jié)流孔1和節(jié)流孔2對母管側(cè)壓力油的阻隔作用，使卸載閥上的壓力油迅速泄掉，保證卸載閥快速打開，并且不影響母管油壓。在電磁閥的每個(gè)通道上還并接了一個(gè)節(jié)流孔3和節(jié)流孔4，這兩個(gè)節(jié)流孔的作用是試驗(yàn)時(shí)能有效檢測到ASP油壓的變化，而且對系統(tǒng)油壓又不造成影響。

4個(gè)自動停機(jī)電磁閥和4個(gè)節(jié)流孔組成的液壓回路能在線試驗(yàn)20-1/AST和20-3/AST第一通道、20-2/AST和20-4/AST第二通道工作是否正常，及節(jié)流孔回路的工作是否正常。通常20/AST通道試驗(yàn)每星期進(jìn)行一次，一旦確認(rèn)20-1/AST與20-3/AST第一通道，或20-2/AST與20-4/AST第二通道工作不正常，或節(jié)流孔回路的工作不正常（ASP壓力開關(guān)指示值異常），就不能再進(jìn)行試驗(yàn)，也不能在線檢修，一直要到停機(jī)才能處理。

2 危急遮斷模塊故障分析

該熱電公司多次發(fā)生過AST電磁閥失效或ASP油壓異常的現(xiàn)象，特別是在AST電磁閥通道定期試驗(yàn)工作時(shí)，更多次發(fā)生過ASP油壓異常的現(xiàn)象。危急遮斷模塊AST電磁閥失效或ASP油壓異常原因很復(fù)雜，概括起來主要有以下幾條：

（1）節(jié)流孔1堵塞。AST1、AST3的控制油壓（由EH油泵來的高壓油）無法建立，AST1和AST3卸載閥無法關(guān)閉，AST油壓直接泄到第二通道電磁閥AST2和AST4前，ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)顯示ASP壓力開關(guān)油壓高報(bào)警，第一通道AST1、AST3失效，若此時(shí)AST2和AST4第二通達(dá)中任一個(gè)出現(xiàn)故障或內(nèi)漏就會導(dǎo)致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機(jī)組跳閘。

（2）節(jié)流孔2堵塞。AST2、AST4的控制油壓（由EH油泵來的高壓油）無法建立，AST2、AST4卸載閥無法關(guān)閉，ASP油壓直接泄壓至油箱，ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)顯示ASP壓力開關(guān)油壓低報(bào)警，第二通道AST2、AST4失效，若此時(shí)第一通道AST1和AST3任一個(gè)出現(xiàn)故障就會導(dǎo)致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機(jī)組跳閘。

（3）節(jié)流孔3堵塞。ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)顯示ASP壓力開關(guān)油壓低報(bào)警，但此時(shí)做AST電磁閥試驗(yàn)不會產(chǎn)生影響。AST電磁閥正常工作，危急遮斷模塊能夠正常動作。

（4）節(jié)流孔4堵塞。ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)顯示為ASP壓力開關(guān)油壓高報(bào)警，但此時(shí)做AST電磁閥試驗(yàn)不會產(chǎn)生影響。AST電磁閥正常工作，危急遮斷模塊能夠正常動作。

（5）第一通道AST1或AST3電磁閥內(nèi)漏。ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)顯示為ASP壓力開關(guān)油壓高報(bào)警，第一通道AST1或AST3失效，若此時(shí)AST2和AST4任一個(gè)出現(xiàn)故障或內(nèi)漏就會導(dǎo)致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機(jī)組跳閘。

（6）第二通達(dá)AST2或AST4電磁閥內(nèi)漏。ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)顯示為ASP壓力開關(guān)油壓低報(bào)警，第二通道AST2或AST4失效，若此時(shí)AST1和AST3任一個(gè)出現(xiàn)故障或內(nèi)漏就會導(dǎo)致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機(jī)組跳閘。

（7）第一通道AST1、AST3任一電磁閥卡澀。定期試驗(yàn)時(shí)，ASP母管油不能實(shí)現(xiàn)正常的ASP油壓高報(bào)警，第二通道AST2或AST4工作正常，將不影響危機(jī)遮斷模塊正常動作。若AST1和AST3同時(shí)卡澀，無論第二通道AST2或AST4是否正常，汽輪機(jī)組危機(jī)遮斷模塊失效，事故異常情況下無法停機(jī)，將造成事故擴(kuò)大或設(shè)備損壞。

（8）第二通道AST2、AST4任一電磁閥卡澀。定期試驗(yàn)時(shí)，ASP母管油不能實(shí)現(xiàn)正常的ASP油壓低報(bào)警，第一通道AST1或AST1工作正常，將不影響危機(jī)遮斷模塊正常動作。若AST2和AST4同時(shí)卡澀，無論第一通道AST1或AST3是否正常，汽輪機(jī)組危機(jī)遮斷模塊失效，事故異常情況下無法停機(jī)，將造成事故擴(kuò)大或設(shè)備損壞。

3 危急遮斷模塊改造方案

為消除危急遮斷模塊頻繁故障對汽輪機(jī)組造成的重大隱患，熱電公司對危急遮斷模塊進(jìn)行了改造，如圖2所示，裝設(shè)了4個(gè)AST遮斷裝置和1個(gè)節(jié)流遮斷裝置，改造后可以實(shí)現(xiàn)在線清理、檢修或更換電磁閥和節(jié)流孔。在電磁閥組件上裝上4個(gè)AST遮斷裝置就能在線檢修、更換20-1/AST、20-3/AST、20-2/AST、20-4/AST。對應(yīng)的AST遮斷裝置分別為J1-AST、J3-AST、J2-AST、J4-AST、在電磁閥組件上裝上1個(gè)節(jié)流遮斷裝置JLK-AST，就能在線檢修、更換兩個(gè)ASP節(jié)流孔3和4。

3.1 AST遮斷裝置的使用方法

以20-1/AST為例：

（1）順時(shí)針轉(zhuǎn)動AST遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（J1-AST）為關(guān)閉AST遮斷裝置。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動AST遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（J1-AST）為開啟AST遮斷裝置。

（2）AST遮斷裝置從開啟狀態(tài)到關(guān)閉閉鎖閥螺桿（J1-AST）需轉(zhuǎn)動12圈。

（3）正常運(yùn)行時(shí)AST遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（J1-AST）為開啟狀態(tài)（即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動到底位置）。

3.2 更換AST電磁閥的方法

（1）正常工作時(shí)AST遮斷裝置處于開啟狀態(tài)。

（2）當(dāng)確認(rèn)某個(gè)自動停機(jī)（AST）電磁閥故障時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動該AST遮斷裝置閉鎖閥螺桿（J1-AST）12圈，到關(guān)緊位置時(shí)再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動45°。

（3）緩慢手動松開AST一級閥，在這過程中若無油冒出，說明AST遮斷裝置關(guān)閉有效，可以全部松下并取出。

（4）擰下4個(gè)AST二級閥安裝螺釘，拆下AST二級閥。

（5）裝上新的AST自動停機(jī)電磁閥，擰緊4個(gè)AST自動停機(jī)電磁閥安裝螺釘。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動該AST遮斷裝置螺桿（J1-AST）12圈，到開啟位置時(shí)再順時(shí)針轉(zhuǎn)動45°。

（6）恢復(fù)通電，并可以進(jìn)行在線檢測試驗(yàn)。

（7）閉鎖閥動作腔小孔系排氣孔，少許剩油屬正常現(xiàn)象，不會引起漏油事故。

3.3 節(jié)流遮斷裝置的使用方法

（1）順時(shí)針轉(zhuǎn)動節(jié)流遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（JLK-AST）為關(guān)閉節(jié)流遮斷裝置。

（2）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動節(jié)流遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（JLK-AST）為開啟節(jié)流遮斷裝置。

（3）流遮斷裝置從開啟狀態(tài)到關(guān)閉螺桿（JLK-AST）需轉(zhuǎn)動7圈。

3.4 拆洗節(jié)流遮斷裝置內(nèi)節(jié)流孔的方法

（1）正常運(yùn)行時(shí)節(jié)流遮斷裝置都處于開啟狀態(tài)，當(dāng)確認(rèn)節(jié)流遮斷裝置內(nèi)節(jié)流孔故障（ASP壓力開關(guān)指示值異常）時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動節(jié)流遮斷裝置螺桿（JLK-AST）7圈，到關(guān)緊位置時(shí)再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動45°。

（2）拆下排汽測壓接頭螺帽下的限位片，裝上螺帽排油泄壓。擰下節(jié)流遮斷裝置二端的工藝螺塞，拆出兩個(gè)節(jié)流器，作上前后順序記號，清洗后原拆原裝。回裝兩端的工藝螺塞。

（3）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動節(jié)流遮斷裝置螺桿（JLK-AST）7圈，到開啟位置時(shí)再順時(shí)針轉(zhuǎn)動45°。

（4）閉鎖閥動作腔小孔系排氣孔，少許剩油屬正?，F(xiàn)象，不會引起漏油事故。

危急遮斷模塊改造后某熱電公司再次發(fā)生AST電磁閥內(nèi)漏、卡澀或節(jié)流孔堵塞等影響機(jī)組安全停運(yùn)的缺陷和異常，通過AST遮斷裝置和節(jié)流遮斷裝置與系統(tǒng)安全隔離后進(jìn)行處理，保障了危機(jī)遮斷裝置的正常運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

汽輪機(jī)組危機(jī)遮斷裝置異常故障主要原因?yàn)樵O(shè)備老化和油質(zhì)劣化造成的，日常工作中應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備治理和抗燃油油質(zhì)管理，防止在汽輪機(jī)組緊急停運(yùn)時(shí)無法正常遮斷停機(jī)造成設(shè)備損壞和事故擴(kuò)大。通過某熱電公司2×330 MW汽輪機(jī)組危機(jī)遮斷模塊改造，可以實(shí)現(xiàn)在線清理檢修危機(jī)遮斷模塊核心部位，對提高汽輪機(jī)組安全運(yùn)行，避免發(fā)生機(jī)組誤動或拒動具有實(shí)際的指導(dǎo)意義，同時(shí)也為同類型汽輪機(jī)組危機(jī)遮斷模塊改造提供借鑒意義。

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