330MW機(jī)組中壓主汽門(mén)突然關(guān)閉原因分析及預(yù)防措施

楊小波

針對(duì)我廠2號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)A側(cè)中壓主汽門(mén)突然關(guān)閉的一次事故，進(jìn)行了原因分析，采取了行之有效的控制措施，避免了設(shè)備損壞，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)此，提出了防止中壓主汽門(mén)突然關(guān)閉運(yùn)行技術(shù)措施。

大唐寶雞熱電廠2號(hào)機(jī)汽輪機(jī)為北京北重汽輪電機(jī)有限公司制造，型號(hào)為NC330-17.75/0.4/540/540，型式為亞臨界、單軸、三缸、兩排汽、一次中間再熱、采暖抽汽凝汽式汽輪機(jī)。主蒸汽由爐側(cè)經(jīng)一根主蒸汽管進(jìn)入機(jī)前兩根蒸汽管，然后經(jīng)兩個(gè)高壓主汽門(mén)、四個(gè)高壓調(diào)速汽門(mén)進(jìn)入高壓缸。做完功的蒸汽進(jìn)入鍋爐再熱器。再熱后通過(guò)兩個(gè)中壓聯(lián)合汽門(mén)進(jìn)入中壓缸，中壓缸做功后一路進(jìn)入低壓缸，另一路從中壓缸下部排汽口排出，送往熱網(wǎng)加熱器。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)為新華公司的DEH-V全數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通過(guò)EH油液壓系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)高壓主汽門(mén)和高壓調(diào)門(mén)，中壓主汽門(mén)和中壓調(diào)門(mén)進(jìn)行單獨(dú)控制，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組單閥和順序閥控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)組在多種控制方式下的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

故障現(xiàn)象

2016年11月13日，2號(hào)機(jī)組運(yùn)行工況負(fù)荷234MW，主汽溫度：539℃，再熱汽溫538℃，主汽壓力：13.7MPa，閥門(mén)控制方式為單閥控制，AGC投入。運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)DEH畫(huà)面A側(cè)中壓主汽門(mén)反饋到零，A側(cè)中壓主汽門(mén)關(guān)閉報(bào)警字幕彈出，就地檢查A側(cè)中壓主汽門(mén)機(jī)械指示到零，確已關(guān)閉，檢查EH油壓14.2MPa穩(wěn)定，EH油泵電流23.5A，無(wú)波動(dòng)。調(diào)閱曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)機(jī)組振動(dòng)，高、低壓缸脹差以及A側(cè)再熱汽溫度均有異常變化，表1所示。

表1中可以看出，汽輪機(jī)高壓缸前、后軸承振動(dòng)以及中壓缸前軸承振動(dòng)均不同程度的升高，其中中壓缸前瓦X方向振動(dòng)增幅最大，為20.68um。高壓缸脹差增大0.26mm，中壓缸脹差減小0.09um，這些都是由于單側(cè)進(jìn)汽引起汽輪機(jī)不平衡引起。由于閥門(mén)關(guān)閉，蒸汽不流通，A側(cè)再熱汽溫度緩慢下降37℃。

原因分析

可能造成A側(cè)中壓主汽門(mén)異常關(guān)閉的原因：

指令誤發(fā)卸荷電磁閥動(dòng)作造成閥門(mén)關(guān)閉。通過(guò)調(diào)閱DEH歷史曲線(xiàn)，可以看出A側(cè)中壓主汽門(mén)第一次異常關(guān)閉時(shí)，關(guān)指令未發(fā)，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間用時(shí)4s，在隨后的試驗(yàn)中閥門(mén)試驗(yàn)中以及大修后閥門(mén)試驗(yàn)中，A側(cè)中壓主汽門(mén)的關(guān)閉時(shí)間均小于1s。查閱A側(cè)中壓主汽門(mén)調(diào)試報(bào)告，測(cè)試關(guān)閉時(shí)間為115ms；初步分析排除指令誤發(fā)卸荷電磁閥動(dòng)作造成閥門(mén)關(guān)閉的可能。

（2）卸荷電磁閥故障造成閥門(mén)關(guān)閉。卸荷電磁閥為二位二通電磁閥，電磁閥開(kāi)、關(guān)信號(hào)均為10s定長(zhǎng)脈沖，正常運(yùn)行時(shí)不帶電。開(kāi)信號(hào)發(fā)時(shí)，電磁閥動(dòng)作封閉卸荷閥上部回油油路，油動(dòng)機(jī)高壓油腔建立油壓（高壓油去卸荷閥上腔節(jié)流孔0.8mm），閥門(mén)開(kāi)啟；關(guān)信號(hào)發(fā)時(shí)，電磁閥動(dòng)作卸荷閥上部油腔油路與壓力回油油路相通，卸荷閥動(dòng)作，高壓油路與壓力回油油路相通，油動(dòng)機(jī)高壓油腔油壓失去，閥門(mén)關(guān)閉。

故障發(fā)生后，隔離高壓油進(jìn)油后，檢修人員拆下電磁閥檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯卡澀，也未發(fā)現(xiàn)較大顆粒物（近期油質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告顆粒度等級(jí)合格）。

（3）試驗(yàn)電磁閥故障造成閥門(mén)關(guān)閉。試驗(yàn)電磁閥用于關(guān)閉閥門(mén)（10%）以進(jìn)行定期的閥桿活動(dòng)試驗(yàn)，電磁閥動(dòng)作時(shí)常帶電，把油缸高壓腔的油通過(guò)一個(gè)節(jié)流孔（0.8mm）排向回油。改變節(jié)流孔的大小可以改變閥門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)的速度，如果試驗(yàn)電磁閥誤動(dòng)作一直處于打開(kāi)狀態(tài)，可能會(huì)造成閥門(mén)在3-5s左右關(guān)閉。

通過(guò)查閱異常發(fā)生時(shí)刻歷史趨勢(shì)，未進(jìn)行閥門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)，指令未發(fā)。且在A側(cè)中主關(guān)閉且隔離高壓油進(jìn)油后對(duì)試驗(yàn)電磁閥進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)電磁閥動(dòng)作。

（4）主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)閥門(mén)結(jié)合面產(chǎn)生間隙。2號(hào)機(jī)A側(cè)中壓主汽門(mén)開(kāi)啟緩慢，如果油路、彈簧正常的情況下，說(shuō)明開(kāi)啟閥門(mén)所需要克服的力增加，閥門(mén)殼體與活塞結(jié)合面的摩擦力增大，此種情況下，結(jié)合面產(chǎn)生間隙可能造成高壓油腔壓力下降，存在造成閥門(mén)關(guān)閉的可能。我廠2號(hào)機(jī)組剛經(jīng)過(guò)A修，主汽門(mén)均經(jīng)過(guò)大修，未發(fā)現(xiàn)結(jié)合面嚴(yán)重摩擦，故該原因造成的閥門(mén)誤關(guān)可能性較小。

（5）油路各接口密封墊泄漏或節(jié)流孔堵塞。液壓回路中的密封圈主要有，高壓油進(jìn)油隔離閥圈、試驗(yàn)電磁閥密封圈、卸荷電磁閥密封圈，節(jié)流孔密封圈、液壓塊內(nèi)部密封圈等，一般情況下只有發(fā)生大量外泄時(shí)才會(huì)造成閥門(mén)關(guān)閉，異常發(fā)生時(shí)檢查液壓塊附近未發(fā)現(xiàn)油泄漏現(xiàn)象。

當(dāng)高壓油進(jìn)油節(jié)流孔（1.2-1.5mm）發(fā)生堵塞，使高壓油進(jìn)油壓力下降而造成主汽門(mén)緩慢關(guān)閉，在詢(xún)問(wèn)廠家后告知有類(lèi)似經(jīng)驗(yàn)，可能存在節(jié)流孔前端因累計(jì)絮狀物造成節(jié)流孔堵塞，閥門(mén)關(guān)閉后因?yàn)檎駝?dòng)或其它原因，往往堵塞物在解體后找不到。

綜上所述，初步懷疑高壓油進(jìn)油節(jié)流孔發(fā)生堵塞，是造成本次2號(hào)機(jī)組A側(cè)中壓主汽門(mén)異常關(guān)閉的原因。

故障處理

按如下步驟和方法處理故障：

（1）申請(qǐng)調(diào)度，退出AGC控制，減負(fù)荷至180MW，熱網(wǎng)抽汽量小于150t/h。

（2）聯(lián)系熱控將A側(cè)中壓主汽門(mén)指令置于0%。

（3）密切監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)、軸移、脹差的變化。

（4）為了防止關(guān)閉閥門(mén)突然開(kāi)啟，造成對(duì)機(jī)組的沖擊，應(yīng)關(guān)閉油動(dòng)機(jī)EH油進(jìn)油隔離門(mén)。

（5）為了防止管道積水，定期開(kāi)啟關(guān)閉閥門(mén)門(mén)前疏水門(mén)。

（6）聯(lián)系熱控緩慢給指令將A側(cè)中壓調(diào)門(mén)關(guān)閉。

（7）檢修人員對(duì)EH油油路進(jìn)行清洗，消除故障。

（8）開(kāi)啟油動(dòng)機(jī)EH油進(jìn)油隔離門(mén)。

（9）聯(lián)系熱控開(kāi)啟A側(cè)中壓主氣門(mén)。

（10）進(jìn)行全開(kāi)、全關(guān)閥門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)后，開(kāi)啟閥門(mén)。

（11）聯(lián)系熱控逐漸給指令緩慢開(kāi)啟A側(cè)中壓調(diào)門(mén)，密切監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)、軸移、脹差的變化。

（12）申請(qǐng)調(diào)度，投入AGC控制，恢復(fù)原運(yùn)行方式。

預(yù)防措施

針對(duì)以上情況，提出了防止汽輪機(jī)主汽門(mén)或調(diào)門(mén)突然關(guān)閉的運(yùn)行技術(shù)措施，具體內(nèi)容如下：

（1）運(yùn)行人員接班檢查及正常巡回檢查時(shí)檢查各高、中壓主汽門(mén)及調(diào)門(mén)開(kāi)度是否正常。（2）運(yùn)行中注意監(jiān)視調(diào)門(mén)動(dòng)作情況，注意監(jiān)視調(diào)門(mén)指令與反饋一致，就地檢查L(zhǎng)VDT接線(xiàn)良好，機(jī)械指示動(dòng)作正常。

（3）運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)EH油泵電流的監(jiān)視，EH油泵電流是反映其流量的重要指標(biāo)，監(jiān)測(cè)它可以提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中是否存在壓力降低的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）保持EH油再生裝置連續(xù)運(yùn)行，定期化驗(yàn)EH油質(zhì)合格。

（5）定期檢查EH油管路接頭、焊口及密封件，防止密封件損壞和接頭松脫等故障發(fā)生。

（6）單閥方式控制時(shí)，加負(fù)荷注意及時(shí)調(diào)整主汽壓力，控制高調(diào)門(mén)開(kāi)度小于70%，必要時(shí)限制加負(fù)荷速率（若開(kāi)度大于70%閥門(mén)線(xiàn)性差，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)度波動(dòng)過(guò)大現(xiàn)象），開(kāi)度大于70%立即提高主汽壓力或降低機(jī)組負(fù)荷，嚴(yán)禁高調(diào)門(mén)全開(kāi)。

（7）單閥方式控制時(shí)，注意監(jiān)視四個(gè)高調(diào)門(mén)DEH畫(huà)面及就地開(kāi)度是否一致，發(fā)現(xiàn)某個(gè)

高調(diào)門(mén)開(kāi)度與其它偏差大時(shí)匯報(bào)主管，聯(lián)系設(shè)備部汽機(jī)和熱控共同檢查，做好記錄。

（8）當(dāng)單個(gè)調(diào)門(mén)卡澀或關(guān)閉時(shí)，聯(lián)系熱控退出振動(dòng)大保護(hù)，根據(jù)機(jī)組主蒸汽壓力及振動(dòng)

上升情況迅速減負(fù)荷、減燃料。汽機(jī)切至DEH閥位控制方式，將故障調(diào)門(mén)指令強(qiáng)制為0，降低主汽壓力，手動(dòng)逐漸開(kāi)大閥位，將其它三個(gè)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)或者切換為單閥控制。

從我廠2號(hào)機(jī)組A側(cè)中壓主汽門(mén)突然關(guān)閉的事故中，認(rèn)真分析了原因，總結(jié)出了汽輪機(jī)主汽門(mén)或調(diào)門(mén)突然關(guān)閉的運(yùn)行技術(shù)措施，從運(yùn)行的日常維護(hù)以及發(fā)生此類(lèi)事故時(shí)的處置方法都提出了相應(yīng)要求，具有一定的借鑒意義。endprint