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        300 MW汽輪機中壓調(diào)閥故障分析與處理

        2021-11-09 08:27:36
        山西電力 2021年5期
        關鍵詞:汽輪機

        周 樂

        (華電國際萊城發(fā)電廠,山東濟南271100)

        0 引言

        中壓調(diào)閥主要由杠桿、連接板、閥蓋、氣缸進汽室、閥梁、閥蝶、襯套等部件組成,是汽輪機閥位的重要組成部分,其主要作用是通過接收調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號,借助動力去改變流體流量,其工作的正常與否直接影響汽輪機的安全和機組負荷。某廠2號機組汽輪機閥門控制系統(tǒng)采用的是上海新華公司制造的DEH-ⅢA型控制系統(tǒng),在正常運行中出現(xiàn)了不少問題,嚴重影響了汽輪機組的使用壽命。本文針對該廠2號機組汽輪機中壓調(diào)閥出現(xiàn)的問題,進行仔細分析并提出了解決方法,保證了機組的正常、安全運行。

        1 中壓調(diào)門無法開啟

        1.1 故障現(xiàn)象

        2016-01-04某廠2號機組啟動,汽輪機沖轉(zhuǎn)前,進行汽輪機危急遮斷系統(tǒng)ETS(emergency trip system)通道試驗時,4個自動停機遮斷AST(auto stop trip)電磁閥動作正常。06:14時,汽輪機升速至2 900 r/m進行閥切換,即汽輪機進汽量由高壓主汽閥門控制切換為高壓調(diào)節(jié)閥門控制。切換過程中,中壓缸的2個調(diào)門自動關閉(指令未動),運行人員將汽輪機打閘,汽輪機重新掛閘[1],中壓缸主汽門打開,中壓缸2個調(diào)門均無法打開,自動停機壓力ASP(auto stop pressure)的油壓由8.7 MPa降至5.5 MPa。

        1.2 處理方法

        因某廠的汽輪機AST、汽輪機超速保護OPC(overspeed protect control)油母管壓力無就地及遠方的監(jiān)視手段,僅能從ASP壓力值間接判斷AST、OPC。經(jīng)現(xiàn)場檢查、驗證,高壓抗燃EH(electrohydraulic)油系統(tǒng)存在以下2個情況。

        1.2.1 AST母管油壓低的原因分析及處理

        a)更換危機遮斷模塊AST的1號、2號、3號、4號電磁閥,清理ASP油管前后節(jié)流孔。

        b)檢查、清理汽輪機2個中壓缸主汽門的進油節(jié)流孔。

        c)檢查2個高壓缸主汽門的進油節(jié)流孔、油缸出口至AST母管的單向閥。

        d)檢查危急遮斷模塊內(nèi)部OPC母管至AST母管的2個單向閥。

        e)分析判斷高壓缸主汽門、中壓缸主汽門卸荷閥存在泄漏、油缸至AST母管單向閥卡澀,導致AST母管油壓降低。根據(jù)測溫槍測定卸荷閥的溫度顯示[2],2號中壓缸主汽門卸荷閥溫度比1號高5℃左右,更換2號中壓缸主汽門卸荷閥,清理2號中壓缸主汽門油缸至AST母管單向閥后,ASP油壓由5.1 MPa升至6.8 MPa。

        1.2.2 OPC母管油壓低的原因分析及處理

        a)檢查2個中壓缸調(diào)門的進油節(jié)流孔、進油濾網(wǎng)、油缸出口至OPC母管的單向閥。

        b)分析判斷中壓缸調(diào)門卸荷閥存在泄漏、中壓缸調(diào)門油缸至OPC母管單向閥卡澀,引起OPC母管油壓降低,更換2個中壓缸調(diào)門卸荷閥,檢查2個中壓缸調(diào)門油缸至OPC母管的單向閥。

        c)分析判斷高壓缸調(diào)門卸荷閥存在泄漏、油缸至OPC母管單向閥卡澀,導致OPC母管油壓降低。根據(jù)紅外線測溫儀測定的卸荷閥閥體溫度顯示,2號、4號高壓缸調(diào)門卸荷閥閥體溫度較高,更換2號、4號高壓缸調(diào)門卸荷閥,檢查清理2號、4號高壓缸調(diào)門油缸出口至OPC母管油壓單向閥后,ASP油壓由6.8 MPa升至7.8 MPa。

        d)根據(jù)AST、OPC工作原理,危機遮斷保護動作時,AST母管油壓卸去,聯(lián)動OPC母管油壓全部卸去;汽輪機超速保護OPC動作時,OPC母管油壓卸去,由于單向閥的作用,AST母管油壓不變。為驗證危機遮斷模塊內(nèi)部連通AST和OPC母管的單向閥工作是否正常(即驗證OPC母管壓力降低對AST母管壓力降低是否存在影響),強制將OPC電磁閥帶電動作,使OPC母管油卸去,期間ASP壓力無變化,確定危機遮斷模塊內(nèi)部連通AST和OPC母管的單向閥工作正常,無卡澀[3]。

        1.3 原因分析

        a)AST、OPC母管油壓降低是汽輪機閥切換時中壓缸調(diào)門關閉和汽輪機再掛閘后中壓缸調(diào)門不能開啟導致機組無法啟動的主要原因。

        b)2號中壓缸主汽門油缸出口至AST母管單向閥卡澀和卸荷閥泄漏是造成AST母管油壓降低的主要原因。2號、4號高壓缸調(diào)門油缸出口至OPC母管單向閥卡澀和卸荷閥泄漏是造成OPC母管油壓降低的主要原因。

        c)EH油中顆粒物在單向閥接觸面處集聚是造成單向閥卡澀的主要原因。

        1.4 防范措施

        a)機組檢修時,將EH油系統(tǒng)的單向閥、節(jié)流孔等作為必修項目進行檢查、檢修。

        b)加強EH油質(zhì)管控,將EH油濾油作為定期工作進行。除機組檢修后和油質(zhì)化驗不合格時進行濾油外,每2個月每臺機組的EH油至少進行一次濾油,確保EH油各項指標全部合格。

        c)加強EH油質(zhì)取樣化驗。除按照規(guī)定進行定期的EH油取樣化驗和檢修后油質(zhì)化驗外,機組每次啟動前進行一次EH油質(zhì)的全面取樣化驗。

        d)加強EH油系統(tǒng)設備外委檢修后到貨驗收,嚴格審核修后試驗報告,必要時派人員到外委單位進行現(xiàn)場監(jiān)督、驗收,確保外委檢修設備質(zhì)量合格。

        2 中壓調(diào)門瞬時關閉

        2.1 故障現(xiàn)象

        2016-11-13 T19:50時,某電廠2號機組負荷224 MW,監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)DEH(digital electric hydraulic control system)上2號中壓調(diào)門閥位反饋至零(指令100%),左/右側(cè)中壓進汽溫度分別為531/512℃,就地檢查發(fā)現(xiàn)右側(cè)中壓調(diào)門全關。

        2.2 異常發(fā)生過程

        通過調(diào)閱DEH歷史數(shù)據(jù)庫查看,從2016-11-10 T13:56到2016-11-13 T16:44,2號中壓調(diào)門全關之前共出現(xiàn)過3次波動,前3次降幅較小,最大時下降50 mm,經(jīng)過自動調(diào)整后恢復正常。2號中調(diào)門從2016-11-13 T08:02開始緩慢下降,到2016-11-13 T16:44全部關閉,此段時間2號中調(diào)門指令一直為全開(103%)沒有調(diào)整記錄。中壓調(diào)門發(fā)生波動的時間及變化范圍如表1所示。

        表1 中壓調(diào)門波動

        2.3 原因分析

        根據(jù)以上情況分析,2號機中壓調(diào)門伺服閥使用年限較長(最早一批MGO760-001型伺服閥)及運行時EH油油質(zhì)經(jīng)常出現(xiàn)酸值高現(xiàn)象,伺服閥內(nèi)滑閥活塞出現(xiàn)腐蝕、磨損等現(xiàn)象。正常運行時伺服閥滑閥處在中間平衡位置。因伺服閥滑閥活塞出現(xiàn)腐蝕、磨損,使泄油口無法嚴密封閉,持續(xù)泄油。隨漏量不斷增大,伺服閥自身無法調(diào)整平衡的狀態(tài)下,造成2號中壓調(diào)門緩慢關閉,機組負荷下降至150 MW[4]。

        2.4 防范措施

        a)應繼續(xù)加強對機組EH油質(zhì)的監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)油中顆粒度、酸值、電阻率等指標超標及時進行濾油,保持油質(zhì)合格。

        b)對使用年限較長的伺服閥返廠進行檢測,漏量偏大的全部更換新閥。

        c)運行人員加強對各汽門及相關參數(shù)的監(jiān)視檢查力度,及早發(fā)現(xiàn)問題,采取相應的防范措施,并聯(lián)系檢修人員及時處理,避免因缺陷發(fā)現(xiàn)不及時造成跳機現(xiàn)象的發(fā)生。

        d)檢修人員應加大對各汽門巡視檢查力度,發(fā)現(xiàn)異常及時處理;在機組大修時對汽門油動機控制系統(tǒng)返廠進行檢測清洗,大小修時對EH油系統(tǒng)濾網(wǎng)檢查更換,確保各部件運行可靠。

        3 結(jié)束語

        中壓調(diào)閥雖然只是發(fā)電廠所有設備中一個較小的設備,但對汽輪機組的正常運行影響很大,加強對中壓調(diào)閥的檢修管理十分重要。對于采用EH油系統(tǒng)的汽輪機組,應在機組檢修時認真檢查整個油系統(tǒng)管道和濾油裝置,防止油管道長期處于高溫區(qū),導致EH油質(zhì)發(fā)生變化后影響EH油的抗燃性和潤滑性能。另外,還要加強工作人員的培訓學習,使他們?nèi)媸煜ぴO備結(jié)構(gòu),對故障進行精準判斷,消除設備缺陷,保障機組安全可靠運行。

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