張海豐

(東北電力科學(xué)研究院有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110179)

0 概 述

某新建電廠1號(hào)機(jī)組主要承擔(dān)電網(wǎng)的基本負(fù)荷，且需承擔(dān)供熱所需的熱負(fù)荷，具有一定的調(diào)峰能力(35%～100%)。采用的汽輪機(jī)型號(hào)為NC350-24.2/0.4/566/566，是具有超臨界蒸汽參數(shù)、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、雙抽供熱、濕冷凝汽式機(jī)組。在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，采用了高壓抗燃油。機(jī)組的高壓抗燃油系統(tǒng)包含了供油系統(tǒng)、危急遮斷系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。供油系統(tǒng)的功能是提供高壓抗燃油，并以此驅(qū)動(dòng)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu),從而調(diào)節(jié)通過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽流量。危急遮斷系統(tǒng)由4個(gè)AST電磁閥、2個(gè)OPC電磁閥、1個(gè)隔膜閥及機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)組成。在該機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行前的掛閘試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了某些設(shè)備存在故障。分析了各種可能造成汽輪機(jī)掛閘的原因，并采取了技術(shù)措施進(jìn)行了處理，最終完成了掛閘試驗(yàn)。

1 危急遮斷系統(tǒng)的運(yùn)行方式

運(yùn)行時(shí)，危急遮斷系統(tǒng)的4個(gè)AST電磁閥通電后勵(lì)磁關(guān)閉，從而封閉了自動(dòng)停機(jī)危急遮斷(AST)母管上的抗燃油泄油通道，即建立了所有蒸汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞下腔的油壓。當(dāng)電磁閥失電后，閥門打開(kāi)，則總管油壓被缷壓，導(dǎo)致所有汽閥關(guān)閉從而使汽輪機(jī)停機(jī)。OPC電磁閥是超速保護(hù)控制電磁閥，正常運(yùn)行時(shí)，2個(gè)OPC電磁閥不帶電，為常閉狀態(tài)，封閉了OPC總管油液的泄放通道，使調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞下腔能夠建立起油壓。一旦OPC控制板動(dòng)作，2個(gè)OPC電磁閥就被打開(kāi)，使OPC母管的油液被泄放，能使高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，隔膜閥上腔室的潤(rùn)滑油壓力壓迫閥門關(guān)閉，堵住了EH危急遮斷油母管通向回油管的通道。當(dāng)機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)動(dòng)作或手動(dòng)超速試驗(yàn)杠桿時(shí)，不論是單獨(dú)動(dòng)作，還是同時(shí)動(dòng)作，均能使透平油的壓力降低或消失，因而使壓縮彈簧頂開(kāi)隔膜閥閥門，從而將EH危急遮斷器的油液排至回油管，AST安全油壓被迅速卸壓，此時(shí)，將關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥。危急遮斷系統(tǒng)的布置和結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 危急遮斷系統(tǒng)示意圖

2 故障現(xiàn)象

2017年某日，該機(jī)組首次進(jìn)行了汽輪機(jī)調(diào)門的嚴(yán)密性試驗(yàn)，關(guān)閉汽輪機(jī)所有的高壓調(diào)節(jié)門和中壓調(diào)節(jié)門，開(kāi)啟所有的高壓主汽門和中壓主汽門。在進(jìn)行汽輪機(jī)調(diào)門嚴(yán)密性試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降至1 601 r/min時(shí)，汽輪機(jī)的掛閘開(kāi)關(guān)信號(hào)(ASL1、ASL2、ASL3)突然消失，汽輪機(jī)跳閘。就地檢查了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄漏等異常情況。再次進(jìn)行汽輪機(jī)的掛閘試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在建立掛閘油壓的過(guò)程中，汽輪機(jī)掛閘的3個(gè)油壓開(kāi)關(guān)(ASL1、ASL2和ASL3)均不發(fā)出信號(hào)，而且油壓低開(kāi)關(guān)(ASP2)總是在發(fā)信號(hào)，造成汽輪機(jī)的掛閘油壓建立失敗，汽輪機(jī)跳閘。檢修后，再次進(jìn)行汽輪機(jī)的掛閘試驗(yàn)，汽輪機(jī)的掛閘油壓仍無(wú)法建立，掛閘試驗(yàn)失敗。

3 故障原因

根據(jù)汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)的布置和結(jié)構(gòu)，分析并尋求汽輪機(jī)掛閘故障的原因。首先，檢查4個(gè)AST電磁閥和2個(gè)OPC電磁閥的電源，電源接線正常，由此排除了AST電磁閥失電導(dǎo)致油路卸壓的可能性。然后采用排除法，對(duì)可能造成汽輪機(jī)掛閘故障的原因進(jìn)行了逐條分析，認(rèn)為主要原因可能存在于多個(gè)方面。

3.1 AST電磁閥卡澀

AST電磁閥的連接結(jié)構(gòu)，如圖2所示。從圖2可知，4個(gè)AST電磁閥具有串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)，即電磁閥AST1和AST3并聯(lián)、電磁閥AST2和AST4并聯(lián)，然后將兩組并聯(lián)的電磁閥再連接為串聯(lián)回路。電磁閥AST1和AST3處于安全油的來(lái)油端，電磁閥AST2和AST4處于泄油端。只要有電磁閥AST2和AST4中的任1個(gè)閥門關(guān)閉不嚴(yán)，油壓低開(kāi)關(guān)ASP2會(huì)發(fā)出信號(hào)；同理，只要電磁閥AST1和AST3中的任1個(gè)閥門關(guān)閉不嚴(yán)，油壓高開(kāi)關(guān)ASP1就會(huì)發(fā)出信號(hào)。所以，在這4個(gè)電磁閥中，只要有某個(gè)電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)，就有可能使汽輪機(jī)的安全油壓偏低，造成汽輪機(jī)無(wú)法掛閘。

圖2 AST電磁閥連接結(jié)構(gòu)圖

3.2 OPC電磁閥和單向閥卡澀

從圖1可知，2個(gè)OPC電磁閥是并聯(lián)排列，當(dāng)任1個(gè)OPC電磁閥帶電后，OPC壓力油會(huì)被泄出，引發(fā)所有的調(diào)節(jié)門關(guān)閉，同時(shí)保持安全油壓的穩(wěn)定。如果ASL油壓開(kāi)關(guān)取樣管前的單向閥存在卡澀或泄漏現(xiàn)象，同時(shí)OPC電磁閥也存在卡澀時(shí)，安全油被泄去也是有可能的。

3.3 隔膜閥關(guān)閉不嚴(yán)或卡澀

隔膜閥的開(kāi)關(guān)由機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)控制，通過(guò)控制隔膜閥頂部的潤(rùn)滑油壓力，控制隔膜閥的開(kāi)關(guān)。當(dāng)隔膜閥存在卡澀現(xiàn)象或未完全關(guān)閉時(shí)，安全油就將通過(guò)隔膜閥泄排至油箱，從而引起安全油壓力的降低，導(dǎo)致汽輪機(jī)無(wú)法掛閘。

4 排除故障的措施

4.1 清洗AST電磁閥

針對(duì)AST電磁閥可能存在卡澀現(xiàn)象，首先檢查并清洗危急遮斷裝置的所有AST電磁閥。發(fā)現(xiàn)AST3電磁閥有輕微的卡澀。清洗所有的AST電磁閥并安裝完畢后，重新進(jìn)行汽輪機(jī)掛閘試驗(yàn)，汽輪機(jī)仍舊無(wú)法掛閘，試驗(yàn)失敗。因此，AST電磁閥卡澀的原因可以排除。

4.2 清洗OPC電磁閥和單向閥

同樣，清洗了所有的OPC電磁閥和單向閥，待清洗后復(fù)裝，重新進(jìn)行了汽輪機(jī)掛閘試驗(yàn)，仍是掛閘失敗。因此，OPC電磁閥和單向閥卡澀的原因可以排除。

4.3 檢查隔膜閥

手動(dòng)操作隔膜閥的手動(dòng)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)隔膜閥的開(kāi)關(guān)靈活，無(wú)卡澀現(xiàn)象。對(duì)隔膜閥的關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行檢查，調(diào)整隔膜閥的關(guān)閉狀態(tài)，使隔膜閥能完全關(guān)閉。再次進(jìn)行汽輪機(jī)掛閘試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)掛閘的開(kāi)關(guān)信號(hào)(ASL1、ASL2和ASL3)均正常，汽輪機(jī)可以正常掛閘。由此，可判斷隔膜閥沒(méi)有完全關(guān)閉，存在內(nèi)漏現(xiàn)象。

隔膜閥無(wú)卡澀現(xiàn)象，那么隔膜閥沒(méi)有完全關(guān)閉的原因，應(yīng)當(dāng)是隔膜閥頂部的潤(rùn)滑油壓力偏低。分析和檢查機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)隔離電磁閥帶電后，安全油壓可以正常建立，說(shuō)明潤(rùn)滑油的來(lái)油壓力，能滿足隔膜閥的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)分析，故障應(yīng)在安全油隔離電磁閥后的管路及裝置上，主要原因可能是：(1)安全油隔離電磁閥至危急遮斷器油門的管路存在漏油。經(jīng)檢查，在該段管路未發(fā)現(xiàn)漏油點(diǎn)，故而這個(gè)原因可以排除。(2)就地手動(dòng)停機(jī)壓桿存在漏油。檢查了手動(dòng)停機(jī)滑閥，同樣未發(fā)現(xiàn)漏油點(diǎn)，也排除此原因。(3)危急遮斷器油門存在漏油。對(duì)危急遮斷器油門進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)危急遮斷器油門的滑閥，在滑移時(shí)有些卡澀點(diǎn)，且在滑閥表面上有拉毛現(xiàn)象。對(duì)滑閥進(jìn)行清洗及去毛處理，再次進(jìn)行了汽輪機(jī)掛閘試驗(yàn)，汽輪機(jī)掛閘開(kāi)關(guān)信號(hào)(ASL1、ASL2和ASL3)均正常，汽輪機(jī)可以正常掛閘，排除了故障。

5 結(jié) 語(yǔ)

利用排除法，分析了某新建電廠1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)掛閘故障時(shí)的各種現(xiàn)象，準(zhǔn)確快速地判斷了汽輪機(jī)掛閘故障發(fā)生的部位，并徹底排除了故障。危急遮斷系統(tǒng)是汽輪機(jī)重要的保護(hù)裝置之一，特別是在新機(jī)組的調(diào)試工作中，極容易出現(xiàn)此類故障，因此，有關(guān)掛閘故障的分析思路，對(duì)于同類型機(jī)組的調(diào)試工作，具有借鑒作用。