淺議汽輪機(jī)掛閘故障的分析與處理范文

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摘要：大型汽輪機(jī)均采用電液控制的運行方式，在汽輪機(jī)運行前需進(jìn)行掛閘試驗。針對某大型燃煤電廠汽輪機(jī)在調(diào)試過程中發(fā)生的汽輪機(jī)掛閘故障，分析了各種可能造成汽輪機(jī)掛閘的原因，并介紹了查找故障原因所采取的各種技術(shù)措施，為同類型機(jī)組在調(diào)試時處理相關(guān)故障，提供可借鑒的分析思路。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；汽輪機(jī)；掛閘；故障；電液控制；調(diào)試；閥門；卡澀

0概述

某新建電廠1號機(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)動伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)通過汽輪機(jī)的蒸汽流量。危急遮斷系統(tǒng)由4個AST電磁閥、2個OPC電磁閥、1個隔膜閥及機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)組成。在該機(jī)組汽輪機(jī)運行前的掛閘試驗中，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。

1危急遮斷系統(tǒng)的運行方式

運行時，危急遮斷系統(tǒng)的4個AST電磁閥通電后勵磁關(guān)閉，從而封閉了自動停機(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，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，正常運行時，2個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控制板動作，2個OPC電磁閥就被打開，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)組正常運行時，隔膜閥上腔室的潤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)動作或手動超速試驗杠桿時，不論是單獨動作，還是同時動作，均能使透平油的壓力降低或消失，因而使壓縮彈簧頂開隔膜閥閥門，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，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)。

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，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)密性試驗過程中，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降至1601r／min時，汽輪機(jī)的掛閘開關(guān)信號（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，發(fā)現(xiàn)在建立掛閘油壓的過程中，汽輪機(jī)掛閘的3個油壓開關(guān)（ASL1、ASL2和ASL3）均不發(fā)出信號，而且油壓低開關(guān)（ASP2）總是在發(fā)信號，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，汽輪機(jī)的掛閘油壓仍無法建立，掛閘試驗失敗。

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AST電磁閥和2個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方面。

3．1AST電磁閥卡澀

AST電磁閥的連接結(jié)構(gòu)。4個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個閥門關(guān)閉不嚴(yán)，油壓低開關(guān)ASP2會發(fā)出信號；同理，只要電磁閥AST1和AST3中的任1個閥門關(guān)閉不嚴(yán)，油壓高開關(guān)ASP1就會發(fā)出信號。所以，在這4個電磁閥中，只要有某個電磁閥關(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)無法掛閘。

3．2OPC電磁閥和單向閥卡澀

2個OPC電磁閥是并聯(lián)排列，當(dāng)任1個OPC電磁閥帶電后，OPC壓力油會被泄出，引發(fā)所有的調(diào)節(jié)門關(guān)閉，同時保持安全油壓的穩(wěn)定。如果ASL油壓開關(guān)取樣管前的單向閥存在卡澀或泄漏現(xiàn)象，同時OPC電磁閥也存在卡澀時，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

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

4排除故障的措施

4．1清洗AST電磁閥

針對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，汽輪機(jī)仍舊無法掛閘，試驗失敗。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，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

手動操作隔膜閥的手動開關(guān)，發(fā)現(xiàn)隔膜閥的開關(guān)靈活，無卡澀現(xiàn)象。對隔膜閥的關(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，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)掛閘的開關(guān)信號（ASL1、ASL2和ASL3）均正常，汽輪機(jī)可以正常掛閘。由此，可判斷隔膜閥沒有完全關(guān)閉，存在內(nèi)漏現(xiàn)象。隔膜閥無卡澀現(xiàn)象，那么隔膜閥沒有完全關(guān)閉的原因，應(yīng)當(dāng)是隔膜閥頂部的潤滑油壓力偏低。分析和檢查機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)的運行狀態(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，說明潤滑油的來油壓力，能滿足隔膜閥的設(shè)計要求。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，故而這個原因可以排除。（2）就地手動停機(jī)壓桿存在漏油。檢查了手動停機(jī)滑閥，同樣未發(fā)現(xiàn)漏油點，也排除此原因。（3）危急遮斷器油門存在漏油。對危急遮斷器油門進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)危急遮斷器油門的滑閥，在滑移時有些卡澀點，且在滑閥表面上有拉毛現(xiàn)象。對滑閥進(jìn)行清洗及去毛處理，再次進(jìn)行了汽輪機(jī)掛閘試驗，汽輪機(jī)掛閘開關(guān)信號（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

利用排除法，分析了某新建電廠1號機(jī)組汽輪機(jī)掛閘故障時的各種現(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，對于同類型機(jī)組的調(diào)試工作，具有借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］新華威爾液壓系統(tǒng)（上海）有限公司．EH液壓控制系統(tǒng)安裝調(diào)試手冊［R］．

［2］北京北重汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司．NC350－24．2／0．4／566／566型超臨界抽汽凝汽式汽輪機(jī)運行說明書［R］.2016.

作者:張海豐 單位:東北電力科學(xué)研究院有限公司