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        基于300 MW汽輪機(jī)組試驗(yàn)裝置可靠性研究

        2022-11-08 04:56:10
        關(guān)鍵詞:燈亮截止閥試驗(yàn)裝置

        李 壯

        (北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭娪邢薰?,北?100028)

        0 引言

        近年來(lái),燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)得到了快速發(fā)展?!岸弦弧比?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組效率高、供熱能力強(qiáng),尤其在北方地區(qū)發(fā)展迅速。某二拖一機(jī)組汽輪機(jī)由哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司提供,型號(hào)LN275/CC154型,為三壓、一次中間再熱、雙缸雙排汽、帶抽汽供熱汽輪機(jī)機(jī)組。汽機(jī)采用全周進(jìn)汽,不設(shè)調(diào)節(jié)級(jí),機(jī)組容量270 MW,汽輪機(jī)布置在汽機(jī)房12m處。汽輪機(jī)前箱處有4套試驗(yàn)裝置,分別為EH油壓低試驗(yàn)裝置、潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置、真空低試驗(yàn)裝置及交直流潤(rùn)滑油泵聯(lián)啟試驗(yàn)裝置。每套試驗(yàn)裝置含兩個(gè)電磁閥及兩個(gè)手門(mén),可供運(yùn)行人員啟機(jī)前進(jìn)行就地試驗(yàn)及遠(yuǎn)方試驗(yàn)。前箱側(cè)面安裝了一面壓力開(kāi)關(guān)接線綜合柜,機(jī)柜正面?zhèn)裙?8塊壓力開(kāi)關(guān)及一塊轉(zhuǎn)速表。柜內(nèi)接線主要為三類(lèi)測(cè)點(diǎn):壓力開(kāi)關(guān)、TSI測(cè)點(diǎn)及溫度測(cè)點(diǎn)。

        該文以前箱處試驗(yàn)裝置優(yōu)化為例,通過(guò)拆除改造原試驗(yàn)裝置及壓力開(kāi)關(guān)接線綜合柜,大幅提升了試驗(yàn)裝置動(dòng)作的可靠性,機(jī)柜遠(yuǎn)離原前箱高溫區(qū)域,提高了汽輪機(jī)試驗(yàn)裝置的可靠性及主保護(hù)的穩(wěn)定性,實(shí)踐證明,這對(duì)相似行業(yè)的機(jī)組試驗(yàn)裝置改造有借鑒意義。

        1 試驗(yàn)裝置系統(tǒng)存在的問(wèn)題

        該公司試驗(yàn)裝置及壓力開(kāi)關(guān)接線綜合柜為哈汽廠配置,其配置方式已不滿足《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中的相關(guān)內(nèi)容,圖1~圖4為改造前系統(tǒng)配置,且在實(shí)際使用中存在如下問(wèn)題:1)現(xiàn)EH油壓低試驗(yàn)裝置、潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置及真空低保護(hù)試驗(yàn)裝置每套配備4個(gè)壓力開(kāi)關(guān),保護(hù)方式為四取二,但每套保護(hù)的開(kāi)關(guān)均為一根取樣管,取樣管容易堵塞,進(jìn)而造成保護(hù)拒動(dòng),嚴(yán)重威脅機(jī)組運(yùn)行安全。2)現(xiàn)試驗(yàn)裝置為四套,是哈汽廠機(jī)組出廠的默認(rèn)配置方式,每套裝置上存在兩個(gè)電磁閥及兩個(gè)手門(mén),供運(yùn)行人員就地或遠(yuǎn)方進(jìn)行試驗(yàn),但是試驗(yàn)為每次汽輪機(jī)啟動(dòng)前,即每年僅進(jìn)行兩次試驗(yàn),這就容易導(dǎo)致電磁閥卡澀,出現(xiàn)電磁閥不動(dòng)作試驗(yàn)不成功的現(xiàn)象。3)現(xiàn)壓力開(kāi)關(guān)接線綜合柜位于前箱北側(cè),后方空間狹小,且在機(jī)組運(yùn)行期間受到軸封漏氣等原因影響,該處環(huán)境溫度極高,處理該處缺陷有危險(xiǎn)。

        圖1 EH油壓低試驗(yàn)裝置

        圖2 真空低試驗(yàn)裝置

        圖4 潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置

        上述所說(shuō)壓力開(kāi)關(guān)均接入ETS機(jī)柜參與主保護(hù)跳閘,其動(dòng)作邏輯為一三開(kāi)關(guān)任一動(dòng)作,AST電磁閥一三均動(dòng)作,二四開(kāi)關(guān)任一動(dòng)作,AST電磁閥二四均動(dòng)作,若前后開(kāi)關(guān)動(dòng)作類(lèi)型不一致,例如EH油任一開(kāi)關(guān)一三動(dòng)作,潤(rùn)滑油任一開(kāi)關(guān)二四動(dòng)作,機(jī)組有跳閘風(fēng)險(xiǎn),且若AST電磁閥不嚴(yán),可能存在單個(gè)壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作機(jī)組跳閘的情況,嚴(yán)重威脅機(jī)組運(yùn)行安全。

        圖3 交直流潤(rùn)滑油泵聯(lián)鎖啟動(dòng)試驗(yàn)裝置

        2 改造方案

        EH油壓低試驗(yàn)裝置在原取樣管路上新增一路取樣,潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置在前箱內(nèi)潤(rùn)滑油母管管路上新增一路取樣,真空低試驗(yàn)裝置在凝汽器管路上新增一路取樣,取樣管路均獨(dú)立于原取樣裝置,改造后系統(tǒng)圖如圖5~圖8所示。

        圖5 EH油壓低試驗(yàn)裝置(單位:mm)

        圖8 交直流潤(rùn)滑油泵聯(lián)啟試驗(yàn)裝置

        取消EH油壓低、潤(rùn)滑油壓低、真空低及交直流潤(rùn)滑油泵試驗(yàn)裝置,將四套裝置整體放置于一面機(jī)柜內(nèi),其中EH油壓低、潤(rùn)滑油壓低及真空低取消電磁閥,即取消遠(yuǎn)方試驗(yàn)功能,交直流潤(rùn)滑油泵試驗(yàn)裝置保留電磁閥,即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方及就地試驗(yàn)功能,新增機(jī)柜圖片如圖9~圖10所示。

        圖9 機(jī)柜正面圖(單位:mm)

        圖10 機(jī)柜內(nèi)部布置圖(單位:mm)

        新增開(kāi)關(guān)及接線柜放置于現(xiàn)有接線柜正前方2米位置,為不銹鋼材質(zhì),即EH油母管前方。新增機(jī)柜長(zhǎng)140 cm,寬52 cm,高223 cm,接線柜后柜門(mén)離地55 cm,方便后柜門(mén)開(kāi)關(guān),同時(shí)后柜門(mén)做雙層防護(hù),防止蒸汽高溫影響。接線柜側(cè)面新增電纜橋架,用于原測(cè)點(diǎn)接線的穿入及穿出。

        修改現(xiàn)有主保護(hù)動(dòng)作邏輯,壓力開(kāi)關(guān)一三任一動(dòng)作與同系統(tǒng)壓力開(kāi)關(guān)二四任一動(dòng)作,AST四個(gè)電磁閥直接動(dòng)作,機(jī)組跳閘。

        3 具體改造內(nèi)容與試驗(yàn)

        圖5兩路EH油壓低試驗(yàn)裝置接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔,每個(gè)試驗(yàn)通道由1個(gè)總截止閥、1個(gè)試驗(yàn)截止閥、1個(gè)壓力開(kāi)關(guān)、1個(gè)就地壓力表組件組成。預(yù)留2路?8mm×2mm排油管路,由于取消了EH油回油管,因此須在試驗(yàn)手門(mén)下放置接油盒接油。

        EH油壓低試驗(yàn)方案:關(guān)閉EH油壓低開(kāi)關(guān)1入口隔離閥,打開(kāi)EH油壓低試驗(yàn)裝置#1試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)EH油壓低1開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LP1燈亮,隨后關(guān)閉EH油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)1入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LP1燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉EH油壓低開(kāi)關(guān)3入口隔離閥,打開(kāi)EH油壓低試驗(yàn)裝置#3試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)EH油壓低3開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LP3燈亮,隨后關(guān)閉EH油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)3入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LP3燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉EH油壓低開(kāi)關(guān)2入口隔離閥,打開(kāi)EH油壓低試驗(yàn)裝置#2試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)EH油壓低2開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LP2燈亮,隨后關(guān)閉EH油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)2入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LP2燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉EH油壓低開(kāi)關(guān)4入口隔離閥,打開(kāi)EH油壓低試驗(yàn)裝置#4試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)EH油壓低4開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LP4燈亮,隨后關(guān)閉EH油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)4入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LP4燈應(yīng)該會(huì)消失。

        圖6兩路潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置預(yù)留2路?14mm×2mm進(jìn)油管路,預(yù)留管路上接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔,每1路分為2路試驗(yàn)通道?8mm×2mm,每個(gè)試驗(yàn)通道由1個(gè)總截止閥、1個(gè)試驗(yàn)截止閥、1個(gè)壓力開(kāi)關(guān)、1個(gè)就地壓力表組件組成。預(yù)留2路φ8mm×2mm排油管路,由于取消了潤(rùn)滑油回油管,因此須在試驗(yàn)手門(mén)下放置接油盒接油。

        圖6 真空低試驗(yàn)裝置(單位:mm)

        潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)方案:關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低開(kāi)關(guān)1入口隔離閥,打開(kāi)潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置#1試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)潤(rùn)滑油壓低1開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LBO1燈亮,隨后關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)1入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LBO1燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低開(kāi)關(guān)3入口隔離閥,打開(kāi)潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置#3試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)潤(rùn)滑油壓低3開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LBO3燈亮,隨后關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)3入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LBO3燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低開(kāi)關(guān)2入口隔離閥,打開(kāi)潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置#2試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)潤(rùn)滑油壓低2開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LBO2燈亮,隨后關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)2入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LBO2燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低開(kāi)關(guān)4入口隔離閥,打開(kāi)潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置#4試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)潤(rùn)滑油壓低4開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LBO4燈亮,隨后關(guān)閉潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)4入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LBO4燈應(yīng)該會(huì)消失。

        圖7兩路真空低試驗(yàn)裝置預(yù)留2路?14mm×2mm進(jìn)氣管路,預(yù)留管路上接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔。每個(gè)試驗(yàn)通道由1個(gè)總截止閥、1個(gè)試驗(yàn)截止閥、1個(gè)壓力開(kāi)關(guān)、1個(gè)就地壓力表組件組成。當(dāng)做試驗(yàn)動(dòng)作時(shí)須先將總截止閥關(guān)閉,再打開(kāi)試驗(yàn)截止閥進(jìn)行試驗(yàn)。

        圖7 潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置(單位:mm)

        真空低試驗(yàn)方案:關(guān)閉真空低開(kāi)關(guān)1入口隔離閥,打開(kāi)真空低試驗(yàn)裝置#1試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)真空低1開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LV1燈亮,隨后關(guān)閉真空低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)1入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LV1燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉真空低開(kāi)關(guān)3入口隔離閥,打開(kāi)真空低試驗(yàn)裝置#3試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)真空低3開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LV3燈亮,隨后關(guān)閉真空低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)3入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LV3燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉真空壓低開(kāi)關(guān)2入口隔離閥,打開(kāi)真空低試驗(yàn)裝置#2試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)真空低2開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LV2燈亮,隨后關(guān)閉真空低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)2入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LV2燈應(yīng)該會(huì)消失。

        關(guān)閉真空低開(kāi)關(guān)4入口隔離閥,打開(kāi)真空低試驗(yàn)裝置#4試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén)。這時(shí)真空低4開(kāi)關(guān)應(yīng)動(dòng)作,LV4燈亮,隨后關(guān)閉真空低試驗(yàn)手動(dòng)一次門(mén)及二次門(mén),打開(kāi)開(kāi)關(guān)4入口隔離閥,點(diǎn)擊跳閘復(fù)位按鈕,LV4燈應(yīng)該會(huì)消失。

        圖8潤(rùn)滑油壓低試驗(yàn)裝置預(yù)留1路?14mm×2mm進(jìn)油管路,預(yù)留管路上接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔,其中1路分為2路?8mm×2mm管路接壓力開(kāi)關(guān)。每個(gè)試驗(yàn)通道由1個(gè)總截止閥、1個(gè)試驗(yàn)截止閥、1個(gè)電磁閥、1個(gè)壓力開(kāi)關(guān)、1個(gè)就地壓力表組件組成。當(dāng)手動(dòng)做試驗(yàn)時(shí)須先將總截止閥關(guān)閉再打開(kāi)試驗(yàn)截止閥進(jìn)行試驗(yàn),當(dāng)遠(yuǎn)方進(jìn)行操作時(shí)直接動(dòng)作相應(yīng)通道電磁閥即可。

        4 結(jié)論

        該文分析某發(fā)電公司二拖一機(jī)組歷年試驗(yàn)裝置試驗(yàn)失敗案例,依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范、原則,從取樣管路及測(cè)點(diǎn)等方面提出了提高試驗(yàn)裝置可靠性的方案。在該文研究的基礎(chǔ)上,某發(fā)電公司于2021年10月進(jìn)行了試驗(yàn)裝置的升級(jí)改造。改造后,試驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定,主保護(hù)配置更合理,未再出現(xiàn)誤動(dòng)的現(xiàn)象,升級(jí)改造取得了良好的效果。該文的研究及在某發(fā)電公司的成功實(shí)踐為如何提高哈汽300MW機(jī)組試驗(yàn)裝置安全穩(wěn)定性這一課題提供了良好的范本。

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