賈慧鑫
(廣東粵電云河發(fā)電有限公司,廣東 云浮527300)
廣東粵電云河發(fā)電有限公司#4汽輪機為上汽廠生產(chǎn)的N135-13.4/535/535中間再熱凝汽式汽輪機,其調(diào)速系統(tǒng)為純數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH),如圖1所示。
圖1 #4機EH控制系統(tǒng)
2014年4月機組大修后投運,機組做主汽門嚴密性試驗時發(fā)現(xiàn)一進入試驗狀態(tài)機組即跳閘,跳閘信號顯示系統(tǒng)ASP油壓低,機組重新掛閘后系統(tǒng)油壓(14.2 MPa)正常,各調(diào)門、主汽門開關也未見異常,由于系統(tǒng)中未有AST、OPC、ASP油壓監(jiān)視,未作進一步排查機組投入運行。運行后不久,機組出現(xiàn)調(diào)門開關異?,F(xiàn)象。
2014年8月10日,發(fā)現(xiàn)#4機A、B側中壓調(diào)門出現(xiàn)擺動,同時EH油系統(tǒng)壓力降低,進一步排查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以上現(xiàn)象是由于#3高壓調(diào)門參與調(diào)頻造成,確認EH油系統(tǒng)油壓出現(xiàn)異常。根據(jù)EH油系統(tǒng)原理,對故障原因進行綜合分析,運行中對可能造成上述現(xiàn)象的因素進行逐一排除確認,采取措施盡量維持系統(tǒng)油壓。
#4機高壓調(diào)門采取順序閥控制方式,#3高壓調(diào)門參與調(diào)頻,汽門調(diào)節(jié)時油壓波動,首先懷疑系統(tǒng)高壓蓄能器異常,蓄能器不能穩(wěn)定油壓,造成系統(tǒng)供油量變化時油壓降低?,F(xiàn)場將高壓蓄能器逐個退出,測蓄能器充氮壓力(9.0 MPa左右)正常,排除這一判斷;開啟另外一臺EH油泵并列運行,上述異常現(xiàn)象仍然存在,檢查油箱頂部溢流閥無明顯漏油跡象,基本排除供油系統(tǒng)異常這一原因。
云浮發(fā)電廠#4機危急遮斷系統(tǒng):OPC安全油壓由高壓調(diào)門及中壓調(diào)門伺服閥后節(jié)流孔建立,AST安全油壓由OPC油壓及高、中壓主汽門伺服閥后節(jié)流孔建立。危急遮斷系統(tǒng)中OPC、AST安全油壓出現(xiàn)異常,安全油壓不足以封住汽門卸荷閥油口,汽門會出現(xiàn)擺動現(xiàn)象,有針對性地做了以下排查:(1)隔膜閥關閉不嚴密會造成AST、OPC、ASP油壓低?,F(xiàn)場檢查隔膜閥回油管溫度接近環(huán)境溫度,聽不到有油流動的聲音,基本可排除是由隔膜閥內(nèi)漏造成。(2)OPC電磁閥內(nèi)漏會造成OPC油壓低,OPC油壓低到卸荷閥動作值時,調(diào)門可能出現(xiàn)擺動,也可解釋#3高壓調(diào)門調(diào)頻動作時中壓調(diào)門擺動的現(xiàn)象:當#3高壓調(diào)門調(diào)頻動作關閉時,伺服閥后油壓降低,#3調(diào)門供OPC母管油量減少,不足以彌補OPC電磁閥泄漏量,中壓調(diào)門擺動。運行中嘗試退出#3高壓調(diào)門一次調(diào)頻,開大#3、#4高調(diào)開度,以增加OPC母管供油量,可是在#3、#4高調(diào)緩慢打開過程中,兩側中壓調(diào)門仍出現(xiàn)緩慢關閉現(xiàn)象,與判斷不相符,基本可排除OPC電磁閥內(nèi)漏這一因素。(3)通過進一步排查發(fā)現(xiàn),#3高壓調(diào)門開大或開小,中壓調(diào)門都會緩慢關小,當時判斷#3高壓調(diào)門OPC單向閥可能存在卡澀,OPC母管油壓通過#3高調(diào)泄漏,當#3高調(diào)開度穩(wěn)定在20時,油壓達到平衡,系統(tǒng)處在一個相對穩(wěn)定狀態(tài)。
機組運行中,無法做進一步排查判斷,暫退出一次調(diào)頻,保持#3高調(diào)門開度穩(wěn)定在20,禁止做調(diào)門汽門活動試驗。
2014年8月15日11:19,#4機負荷由113 MW突降至95 MW瞬間又回升至112 MW,檢查發(fā)現(xiàn)#3高壓調(diào)門擺動大,A、B側中壓調(diào)門關了一半又開至正常,全面檢查EH油系統(tǒng)供油正常。12:02,中壓調(diào)門又突自關了約2/3,負荷從114 MW 降至57 MW,12:03#4機#1高壓調(diào)門突然全關,12:06#4機負荷降至17 MW,#3、#4高壓調(diào)門全關,A、B側中壓調(diào)門關閉,高壓自動主汽門自動關閉了2/3,值長令#4機打閘停機。
停機后,更換了#4機A、B側中壓調(diào)門、#3高壓調(diào)門伺服閥,檢查了#1~#4高壓調(diào)門OPC單向閥,檢查清洗所有調(diào)門節(jié)流孔,開機做主汽門嚴密性試驗時,發(fā)現(xiàn)一進入試驗狀態(tài)機組仍然跳閘,故障真實原因沒有排查清楚。
當時判斷出系統(tǒng)OPC油壓一定存在異常。通過咨詢廠家,#4機DEH系統(tǒng)為上海新華的早期產(chǎn)品,OPC油壓是通過調(diào)節(jié)汽門伺服閥后節(jié)流孔建立,在系統(tǒng)設計上存在不足,通過在危急遮斷模塊底部加裝一HP至OPC節(jié)流孔以補充OPC母管油壓,判斷此節(jié)流孔可能堵塞。拆開此節(jié)流孔發(fā)現(xiàn)其被塑料膠布堵塞,疏通后開機正常。
#4機HP至OPC節(jié)流孔堵塞,使OPC母管油壓低于正常油壓,對供油系統(tǒng)油壓下降極為敏感,油壓稍一波動,#4機A、B側中壓調(diào)門卸荷閥動作,造成#4機A、B側中壓調(diào)門向下關閉,而此時伺服閥指令加大開度,造成系統(tǒng)油壓下降引起OPC母管油壓進一步下降,當油壓下降至各調(diào)門卸荷閥動作值時,#1~#4高壓調(diào)門、A、B側中壓調(diào)門均關閉。由于調(diào)門的開閥指令仍在,使各調(diào)門的伺服閥均開到最大,而各調(diào)門的卸荷閥均已動作,調(diào)門所進的HP油均通過卸荷閥經(jīng)DP回油管道回到EH油箱,使系統(tǒng)的HP油壓從14 MPa快速跌至9 MPa以下,運行人員緊急啟動另一臺EH油泵,HP油壓仍不能保持,高壓主汽門的AST油壓是經(jīng)過HP油通過節(jié)流孔建立,HP油壓下降,使AST油壓下降至卸荷閥動作值,高壓主汽門快速關閉,此分析與故障現(xiàn)象吻合。
(1)此次EH油系統(tǒng)故障的發(fā)生,是由于大修EH危急遮斷模塊,返廠后裝復時工作人員疏忽,未取出封堵的塑料薄膜造成,運行中隨著油流的沖刷附著在節(jié)流孔上面,最終完全堵死。因此,EH油系統(tǒng)檢修后的裝復、油循環(huán)以及EH油質(zhì)的日常維護應加以重視,防范措施得當,EH油系統(tǒng)故障率可以有效降低。(2)#4機于2002年投產(chǎn),DEH系統(tǒng)為上海新華的早期產(chǎn)品,在系統(tǒng)設計上存在不足,OPC母管的油壓、EH油泵的電流均未接出信號給集控和就地,對EH系統(tǒng)的運行監(jiān)視和故障診斷帶來不便,須在#4機停機時進行改造,將此類信號納入監(jiān)視范疇。