基于邏輯分析東汽300MW機(jī)組汽機(jī)掛閘問題

肖建

摘要：本文主要敘述了東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的300MW機(jī)組掛閘原理及過程，具體闡述了掛閘全過程流程，針對(duì)現(xiàn)場機(jī)組試驗(yàn)及啟機(jī)過程出現(xiàn)的掛閘異?，F(xiàn)象，通過邏輯作出了分析并提出了解決方案，并就機(jī)組掛閘管理問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：掛閘 掛閘原理 分析 解決方案

1 概述

1.1 概述 福建華電永安發(fā)電有限公司2*300MW機(jī)組采用東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C300/256.6-16.7/1.0/537/

537型汽輪機(jī)，2011年首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。DEH數(shù)字電液部分采用艾默生OVATION控制系統(tǒng)。投運(yùn)后因機(jī)組掛閘問題影響開機(jī)時(shí)間的問題越發(fā)嚴(yán)重，因此，合理解決機(jī)組異常，保證掛閘正常成為安全生產(chǎn)重中之重。

1.2 問題的出現(xiàn) 該公司首臺(tái)機(jī)組調(diào)試運(yùn)行期間，時(shí)有出現(xiàn)因掛閘問題影響實(shí)驗(yàn)及開機(jī)的現(xiàn)象?，F(xiàn)場實(shí)際現(xiàn)象為：在DEH OPR站點(diǎn)擊機(jī)組掛閘后，掛閘過程進(jìn)行，安全油壓建立后，馬上掉閘。再掛后或多次重復(fù)后會(huì)正常掛閘成功，廠方人員進(jìn)行分析后，檢查了各方面存在的問題，以油路系統(tǒng)為基本出發(fā)點(diǎn)，對(duì)電磁閥功能進(jìn)行了各項(xiàng)檢查，但始終存在掛閘上的困擾問題。投運(yùn)后，啟動(dòng)前實(shí)驗(yàn)發(fā)生掉閘頻率越來越大，并開始影響開機(jī)前試驗(yàn)項(xiàng)目及機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間。故如何從現(xiàn)象中找出實(shí)際原因并合理處理成為該臺(tái)機(jī)組安全生產(chǎn)工作之重。

1.3 研究機(jī)組掛閘的必要性 汽輪機(jī)主要電廠發(fā)電設(shè)備中的重要組成環(huán)節(jié)，其安全性能一直得以高度重視。機(jī)組掛閘是機(jī)組保護(hù)油系統(tǒng)回路中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，機(jī)組不能正常掛閘，必然會(huì)對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)油回路的正常造成影響，掉閘過程必定是保護(hù)回路中有油門開路情況，造成油從開路中流回油箱，因此無法正常建立安全油壓。

2 掛閘問題的現(xiàn)象分析

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圖1 掛閘過程各相關(guān)邏輯點(diǎn)曲線圖

由上圖（紅色曲線為HPT OIL PRESS SETUP，曲線范圍為-1到2）可知，整個(gè)掛閘過程中，LATCH指令發(fā)出10S后，會(huì)自動(dòng)復(fù)位掛閘信號(hào)，此時(shí)等待掛閘過程的結(jié)束。掛閘成功信號(hào)為安全油建立且無ZS1開關(guān)信號(hào)延時(shí)10S。從曲線中可以看出，紅色曲線在從低電平轉(zhuǎn)到高電平即為HP油壓建立的過程，經(jīng)過一段時(shí)間后，紅色曲線重新轉(zhuǎn)化為低電平，系統(tǒng)重新掉閘。

3 東汽300MW機(jī)組掛閘原理

在各項(xiàng)就地設(shè)備工作未能實(shí)際解決該問題后，從邏輯出發(fā)去研究整個(gè)掛閘過程的意義趨于重要。雖然邏輯上并沒有不讓掛閘或是有掛閘失敗的提示標(biāo)志，但是，整個(gè)就地設(shè)備均已檢查并無發(fā)現(xiàn)能引起油系統(tǒng)泄露的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，筆者從掛閘的原理出發(fā)，基于掛閘邏輯分析，建立標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比掛閘過程重要因素，探討掛閘原理及分析掛閘問題。

3.1 掛閘原理 東方汽輪機(jī)300MW機(jī)組掛閘系統(tǒng)設(shè)置的復(fù)位試驗(yàn)閥組中的復(fù)位電磁閥（1YV），機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)的行程開關(guān)ZS1、ZS2供掛閘用。掛閘原理及過程如下：在OVATION操作員站點(diǎn)擊掛閘按鈕后，復(fù)位試驗(yàn)閥組中的復(fù)位電磁閥（1YV）將帶電動(dòng)作（四個(gè)AST電磁閥也帶電將EH油回油管路封堵建立油壓），將潤滑油引入危急遮斷器裝置活塞側(cè)腔室，復(fù)位活塞向圖中左側(cè)移動(dòng)到上止點(diǎn)，使危急遮斷器裝置的撐鉤復(fù)位，通過機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)的杠桿將遮斷隔離閥組的機(jī)械遮斷閥復(fù)位，將高壓保安油的排油口封住，建立高壓保安油。當(dāng)壓力開關(guān)組件中的三取二壓力開關(guān)檢測到高壓保安油已建立后，向DEH發(fā)出信號(hào)，使復(fù)位電磁閥（1YV）失電，危急遮斷器裝置活塞回到下止點(diǎn)，DEH檢測行程開關(guān)ZS1的常開觸點(diǎn)仍為閉合、ZS2的常開觸點(diǎn)仍為斷開，DEH判斷掛閘程序完成。

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圖2 EH掛閘回路系統(tǒng)圖

3.2 掛閘過程常規(guī)分析故障點(diǎn) ①電磁閥問題。觀察整個(gè)掛閘過程，電磁閥在掛閘過程中起重要的作用。但電磁閥存在線圈容易燒壞造成無法帶電，電磁閥體關(guān)閉不嚴(yán)密甚至未動(dòng)作，都將造成油管路與回油管相通，而造成掛閘失敗。②壓力開關(guān)問題。壓力開關(guān)質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)，存在接點(diǎn)接通不順暢的現(xiàn)象。造成安全油壓丟失而掉閘。③部分操作問題。如EH油泵及潤滑油泵未啟動(dòng)或油壓不符合正常運(yùn)行要求。

3.3 基于掛閘邏輯分析解決掛閘問題 ①機(jī)組掛閘邏輯原理。圖3為現(xiàn)場實(shí)際掛閘控制頁邏輯，圖4將圖3的信息表示為示意圖。從兩個(gè)圖我們可以充分分析掛閘邏輯。a掛閘允許條件：杠桿行程開關(guān)ZS2到位，汽輪機(jī)掉閘且所有閥門關(guān)閉。b掛閘成功標(biāo)志：安全油壓建立且無ZS1到位信號(hào)。c掛閘過程邏輯：點(diǎn)擊OPR站掛閘按鈕后，掛閘指令經(jīng)一RS觸發(fā)器記憶發(fā)出，使得1YV接通帶電，將潤滑油導(dǎo)入活塞內(nèi)推動(dòng)活塞向左移動(dòng)進(jìn)行油路掛閘過程。安全油壓經(jīng)3取2壓力開關(guān)判斷掛閘成功。d掛閘復(fù)位邏輯分析：掛閘指令出口引一延時(shí)10S信號(hào)復(fù)位掛閘信號(hào)，保證掛閘指令只能發(fā)出10S，1YV的工作復(fù)位時(shí)間即為10S。安全油壓建立后，等待ZS1信號(hào)延時(shí)10S復(fù)位該邏輯。

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圖3 故障邏輯圖

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圖4 掛閘邏輯示意圖

②機(jī)組掛閘失敗過程分析。

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圖5 掛閘失敗過程各相關(guān)邏輯點(diǎn)曲線圖

基于上述掛閘邏輯及掛閘原理，對(duì)圖5進(jìn)行深入分析。該圖中各趨勢線紅線為ZS2的信號(hào)，粉紅色為掛閘指令信號(hào)，青色為ZS1的到位信號(hào)，藍(lán)色為安全油壓建立信號(hào)。全過程分析如下，掛閘指令觸發(fā)后（高電平），ZS1的信號(hào)隨后到位發(fā)出信號(hào)表明掛閘潤滑油進(jìn)入活塞腔工作，此時(shí)安全油壓3取2開關(guān)閉合發(fā)出油壓建立信號(hào)，ZS2因中間杠桿移動(dòng)接通信號(hào)從高電平轉(zhuǎn)為低電平，10S后掛閘指令脈沖結(jié)束，經(jīng)過一段時(shí)間突然油壓建立信號(hào)丟失，機(jī)組掉閘，ZS1信號(hào)也隨機(jī)組掉閘隨后消失。

③基于邏輯對(duì)掛閘的分析。

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圖6 掛閘成功邏輯示意圖

根據(jù)3.2所述，再對(duì)機(jī)組掛閘成功的邏輯進(jìn)行分析，機(jī)組掛閘成功標(biāo)志同樣采用一RS觸發(fā)器進(jìn)行設(shè)計(jì)。ZS1受杠桿移動(dòng)，在掛閘過程中先閉合后斷開，而HP油壓則在閉合前先閉合。此時(shí)，該SR觸發(fā)器R端由真值轉(zhuǎn)為假值，而ZS1隨后出現(xiàn)真值，置位端真值使機(jī)組觸發(fā)器輸出為真值，此時(shí)掛閘過程結(jié)束，機(jī)組掛閘成功。

分析該過程，結(jié)合圖5掛閘曲線研究，發(fā)現(xiàn)ZS1始終沒有斷開，直至HP油壓丟失方才斷開，使得圖6所示意邏輯不能成立而掛閘失敗，如果ZS1先于油壓丟失前斷開信號(hào)，則完全能夠符合圖6的邏輯使得整個(gè)掛閘邏輯合理完成。仔細(xì)觀察ZS1的動(dòng)作情況，再次發(fā)現(xiàn)ZS1整個(gè)接通的時(shí)間較長，接點(diǎn)接通起始時(shí)間為15：38：01，結(jié)束時(shí)間為15：38：30，整個(gè)時(shí)間為29S，與圖4掛閘邏輯中10S的復(fù)位時(shí)間相差較大。因此，ZS1的工作時(shí)間成為影響掛閘成功的可能因素。

④試驗(yàn)結(jié)果。

基于上述邏輯的分析，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，提出解決該項(xiàng)缺陷的嘗試方案，對(duì)ZS1、ZS2進(jìn)行通斷位置整定使其符合工作時(shí)間要求。經(jīng)過多次嘗試，最終找到一合適的位置點(diǎn)，掛閘成功。

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圖7 成功掛閘過程各相關(guān)邏輯點(diǎn)曲線圖

對(duì)比圖5，從圖7我們可以看出ZS2斷開的時(shí)間較失敗掛閘邏輯較早，而ZS1轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖胶笥蛪航⒌臅r(shí)間來得快。ZS1接點(diǎn)接通起始時(shí)間為18：59：55，結(jié)束時(shí)間為19：00：12，整個(gè)時(shí)間為17S，較之前縮短12S。重復(fù)試驗(yàn)證明，該掛閘問題得以解決。

4 結(jié)束語

機(jī)組掛閘是機(jī)組啟動(dòng)的重要標(biāo)志。機(jī)組掛閘不成功問題也是困擾現(xiàn)場維護(hù)人員的重要問題。一般情況下，在邏輯不動(dòng)、卡件輸出正常的情況下，掛閘問題都為典型基本的就地設(shè)備泄露等問題。從該問題來看，最終解決出問題的點(diǎn)反而比較細(xì)小，與大量進(jìn)行就地各類電磁閥查漏等重大任務(wù)來對(duì)比，之前因未正常對(duì)待邏輯分析浪費(fèi)了大量的人力物力。本文根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際出現(xiàn)的問題，就掛閘整個(gè)邏輯進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，一方面解析了掛閘過程邏輯及就地設(shè)備動(dòng)作情況，另一方面基于邏輯分析探討掛閘問題，提出了新的觀點(diǎn)，解決了長期困擾在生產(chǎn)中的疑難缺陷。

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