600 MW機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)常見故障分析及處理對(duì)策

寇德林，史文玎，程 晨

（京能集團(tuán)山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 長治 046021）

600 MW機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)常見故障分析及處理對(duì)策

寇德林，史文玎，程 晨

（京能集團(tuán)山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 長治 046021）

針對(duì)某電廠600 MW亞臨界機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的故障及處理方法進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了加強(qiáng)EH油系統(tǒng)（高壓抗燃油系統(tǒng)）管理維護(hù)、提高安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行的措施，值得現(xiàn)役同型機(jī)組或同類機(jī)組發(fā)生相似問題后借鑒。

調(diào)速系統(tǒng)；故障分析；伺服閥；節(jié)流孔板；高調(diào)閥

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是發(fā)電廠的核心系統(tǒng)，它是決定電廠安全穩(wěn)定發(fā)供電的重要環(huán)節(jié)。漳山電廠600 MW汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)制造的C157型N600/16.67/538/538亞臨界直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，由1個(gè)單流高壓缸，1個(gè)單流中壓缸和2個(gè)雙流低壓缸組成。DEH系統(tǒng)由上海汽輪機(jī)廠配套提供，配置4臺(tái)高壓調(diào)節(jié)閥，4臺(tái)中壓調(diào)節(jié)閥，2臺(tái)高壓主汽閥及2臺(tái)中壓主汽閥。液壓系統(tǒng)由上海茂晟電站機(jī)械有限公司生產(chǎn)，高壓主汽閥、中調(diào)閥油動(dòng)機(jī)伺服閥型號(hào)為MOOG 761-003，高調(diào)閥油動(dòng)機(jī)伺服閥型號(hào)為MOOG 72A-560，中調(diào)閥快關(guān)電磁閥型號(hào)為A14LX3AB8A48。

1 EH油系統(tǒng)漏油故障分析及處理對(duì)策

1.1 中調(diào)閥油動(dòng)機(jī)上快關(guān)電磁閥漏油

1.1.1 現(xiàn)象說明

該快關(guān)電磁閥屬于兩位三通電磁閥，當(dāng)電磁閥不通電時(shí)，高壓油經(jīng)節(jié)流孔（電磁閥上自帶）向OPC母管及卸荷閥供油，該油路與伺服閥的開關(guān)狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)電磁閥通電時(shí)，卸去卸荷閥上的OPC油壓，使油動(dòng)機(jī)快速關(guān)閉。機(jī)組投運(yùn)后，中調(diào)閥快關(guān)電磁閥出現(xiàn)過2次漏油，1次拒動(dòng)，運(yùn)行很不可靠，運(yùn)行中處理困難且較危險(xiǎn)。由于現(xiàn)在熱控、電氣邏輯部分的優(yōu)化，該電磁閥快關(guān)功能已不用，成為冗余設(shè)置，且存有較大隱患。

1.1.2 原因分析

該電磁閥存在一定的設(shè)計(jì)缺陷，曾在多臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)過漏油現(xiàn)象，更換密封圈后仍有泄漏發(fā)生，且電磁閥線圈磁力與閥芯開閉力不太匹配，存在選型問題。

1.1.3 處理措施

加工1塊專用節(jié)流孔板，孔徑0.8 mm，安裝在電磁閥的原有位置。系統(tǒng)改動(dòng)后，經(jīng)多次啟停機(jī)檢驗(yàn)，安全可靠，再?zèng)]有發(fā)生異常。改造圖如圖1所示。

1.2 薄膜閥漏油

1.2.1 現(xiàn)象說明

上海汽輪機(jī)廠配套所供這批薄膜閥法蘭蓋非常單薄，設(shè)計(jì)螺栓規(guī)格也只有M10，膜片上部設(shè)定整定油壓力為0.758 MPa，膜片結(jié)合面經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，且一旦前軸承箱內(nèi)溢油閥發(fā)生卡澀，泄壓不暢，膜片承受油壓會(huì)更高，嚴(yán)重危急主機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 中壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)電磁閥改造簡圖

1.2.2 處理措施

設(shè)計(jì)12個(gè)緊固卡塊，間隔安裝在緊固螺栓之間，加強(qiáng)膜片的緊固力。同時(shí)在薄膜閥回前軸承箱的溢油管道上加裝1個(gè)DN6的針型閥，與溢油閥一起參與薄膜閥油壓調(diào)節(jié)整定，操作靈活方便，安全可靠，防止膜片超壓。

2014年7月3日，3號(hào)機(jī)組停機(jī)時(shí)，前箱右側(cè)薄膜閥頂部油壓力正常，為0.75 MPa。7月31日啟機(jī)時(shí)，當(dāng)機(jī)組掛閘沖車時(shí)，薄膜閥頂部油壓力也正常，為0.75 MPa。當(dāng)定速3 000 r/min時(shí)，薄膜閥頂部油壓力為1.2 MPa，不正常升高。及時(shí)調(diào)整了前箱外部針型閥，防止薄膜閥膜片長時(shí)超壓破裂。最后檢查發(fā)現(xiàn)前軸承箱內(nèi)2個(gè)溢油閥均發(fā)生卡澀，無法卸油，此針型閥起到關(guān)鍵作用。

2 高調(diào)閥故障分析與處理

2.1 高調(diào)閥門桿脫落故障分析與處理

2.1.1 現(xiàn)象說明

高調(diào)閥通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制高壓缸的蒸汽進(jìn)汽量，其開關(guān)調(diào)節(jié)通過油動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。高調(diào)閥油動(dòng)機(jī)活塞桿和高調(diào)閥閥桿通過中間連接桿固定，連接桿與閥桿連接處墊有0.5～1.0 mm不銹鋼墊以確保其無間隙，螺紋連接緊固，然后用φ12定位銷連接，防止閥桿和連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)脫開。由于機(jī)組在長時(shí)間運(yùn)行或機(jī)組打閘時(shí)，添加的不銹鋼墊片會(huì)有壓縮，當(dāng)連接桿與閥桿間的間隙存在時(shí)，在高頻振動(dòng)作用下，定位銷會(huì)出現(xiàn)斷裂或脫落。發(fā)現(xiàn)不及時(shí)就會(huì)造成閥桿脫開，進(jìn)而導(dǎo)致該高調(diào)閥失去調(diào)節(jié)功能，造成閥門突關(guān)，各參數(shù)大幅波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)組非停。

2 臺(tái)機(jī)組自2008 年投產(chǎn)以來共發(fā)生2 次高調(diào)閥連接桿與閥桿脫開故障導(dǎo)致負(fù)荷受限、設(shè)備損壞的異常。為此每次檢修過程中除嚴(yán)格按照廠家設(shè)計(jì)要求進(jìn)行回裝，還要將連接桿與閥桿進(jìn)行點(diǎn)焊加固，但點(diǎn)焊加固后下次檢修要進(jìn)行焊點(diǎn)切削破拆，經(jīng)過2～3次后，連接桿與閥桿必須進(jìn)行更換，費(fèi)用較大，且點(diǎn)焊容易造成母材產(chǎn)生裂紋，這樣就外加了閥桿因焊接裂紋斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。同樣缺陷在多臺(tái)同型機(jī)組均有發(fā)生，且電廠專業(yè)人員暫無較好的解決辦法。為此咨詢上海汽輪機(jī)廠對(duì)連接桿進(jìn)行改造，但是涉及的費(fèi)用較高，需要改動(dòng)的部件較多，如閥桿、油動(dòng)機(jī)、閥座等，從而造成很大的資源浪費(fèi)。經(jīng)過仔細(xì)研究現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)其進(jìn)行了改造，加裝了防轉(zhuǎn)裝置。經(jīng)過多次方案改進(jìn)后，該裝置已較為成熟。2015年完成2臺(tái)機(jī)8只高調(diào)閥實(shí)施改造，到目前設(shè)備運(yùn)行良好，沒有再發(fā)生過閥桿脫落的問題。

2.1.2 結(jié)構(gòu)分析

目前擁有同型機(jī)組或同型高調(diào)閥的電廠采取的措施基本相同如下：嚴(yán)格按照廠家技術(shù)要求安裝，閥桿與連接桿擰緊力矩904 Nm，端部接觸面積達(dá)到70%以上；銷釘與銷孔間隙配合公差控制在下限；銷釘與連接桿點(diǎn)焊固定，防脫落；閥桿與連接桿使用鎳基焊絲點(diǎn)焊加固，防閥桿下旋脫落等。采取上述措施雖有一定效果，但數(shù)次檢修后需更換新閥桿、連接桿，且?guī)黹y桿因焊接裂紋導(dǎo)致斷裂的二次風(fēng)險(xiǎn)。原閥桿與連接件結(jié)構(gòu)及連接示意圖如圖2所示。

圖2 閥桿與連接件結(jié)構(gòu)簡圖

圖2中部位1處即閥桿與連接桿端部接觸面，要求接觸面積達(dá)到70%，在運(yùn)行一段時(shí)間后位置1處出現(xiàn)磨損，檢修回裝時(shí)位置1處加不銹鋼墊片來滿足接觸面積達(dá)到70%，緊到位后穿φ12定位銷。

2.1.3 改進(jìn)措施

利用閥桿端部矩形截面位置作為閥桿與防轉(zhuǎn)裝置的受力位置；連接桿打孔攻絲固定防轉(zhuǎn)裝置；防轉(zhuǎn)裝置制作材料選擇不銹鋼304或316，緊固螺栓選擇8.8級(jí)以上高強(qiáng)度螺栓，現(xiàn)閥桿與連接桿結(jié)構(gòu)及連接安裝示意圖如圖3所示。

圖3 防轉(zhuǎn)裝置安裝后結(jié)構(gòu)簡圖

2.2 高調(diào)閥門桿漏汽故障分析與處理

2.2.1 現(xiàn)象說明

運(yùn)行中44號(hào)高調(diào)閥門桿漏汽較大，巨大噪音既影響檢修運(yùn)行人員巡回檢查，又浪費(fèi)工質(zhì)，同時(shí)還危急上部油動(dòng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，存在較大安全隱患。如更換襯套既難于拆卸，又價(jià)格昂貴。

2.2.2 解決方案

在檢修中，檢查測(cè)量軸套直徑方向最大間隙達(dá)1.0 mm，而要求為0.25～0.30 mm，創(chuàng)造性地將間隙變大的軸套上部車去一部分，同時(shí)采用42CrMo的耐高溫合金鋼重新加工1個(gè)小的軸套，與原軸套焊成一體?？紤]到可能存在的熱膨脹不均勻性，使之直徑間隙保持在0.40 mm。修后運(yùn)行中漏汽聲完全消失，達(dá)到良好效果。

2.3 高調(diào)閥伺服閥卡澀故障分析及處理對(duì)策

2.3.1 現(xiàn)象說明

EH油系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)伺服閥卡澀現(xiàn)象，尤其是中調(diào)閥與高壓主汽閥，它們?cè)谶\(yùn)行中不參與調(diào)節(jié)，伺服閥閥芯卡澀幾率較大。但高調(diào)閥也容易發(fā)生，尤其是配置MOOG-72A560型伺服閥，高調(diào)閥多次出現(xiàn)故障。

2.3.2 處理措施

當(dāng)發(fā)生卡澀時(shí)（反饋大指令小油路不卸油），建議不要將指令輸出減小太多而觀察油壓是否變化，這樣易造成閥門突關(guān)而引起參數(shù)大幅波動(dòng)。應(yīng)聯(lián)系運(yùn)行人員做好預(yù)想，將高壓進(jìn)油閥小幅關(guān)閉，在油動(dòng)機(jī)彈簧力的作用下緩慢關(guān)閥，然后更換伺服閥。

伺服閥是一種很精密的原件，對(duì)油質(zhì)污染的顆粒度要求很嚴(yán)，而EH油系統(tǒng)普遍采用磷酸脂抗燃油，其穩(wěn)定性較差，主要表現(xiàn)為污染顆粒度的增加和酸值的升高。這兩項(xiàng)極易造成伺服閥的卡澀及堵塞。故需定期進(jìn)行測(cè)試整定。

2.4 高調(diào)閥模件更換后投運(yùn)油壓突降故障分析與處理

2.4.1 現(xiàn)象說明

在機(jī)組運(yùn)行中配合熱控專業(yè)更換高調(diào)閥模件或更換伺服閥時(shí)，作業(yè)完畢試運(yùn)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)EH油壓突降，有壓回油壓力高報(bào)警，備用泵聯(lián)起等異常現(xiàn)象。

2.4.2 原因分析

長期運(yùn)行后，個(gè)別伺服閥零偏較大，遠(yuǎn)超3%。伺服閥輸出流量不為零導(dǎo)致高壓油通過伺服閥進(jìn)入了插裝閥底腔，在某個(gè)瞬間插裝閥下腔油壓大于彈簧加上腔油壓之和，致使插裝閥處于開啟位，大量高壓油卸至有壓回油，導(dǎo)致有壓回油壓力高報(bào)警，EH油壓突降，備用泵聯(lián)啟。

2.4.3 處理措施

當(dāng)作業(yè)完畢投入運(yùn)行時(shí)，為防止EH油壓突降，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：先聯(lián)系熱控人員擰下所對(duì)應(yīng)伺服閥航空插頭，再聯(lián)系運(yùn)行人員，輕輕微開所對(duì)應(yīng)的高壓進(jìn)油閥，觀察油壓有無下降，直到全開，檢查有無滲漏，然后聯(lián)系熱控人員將裝上對(duì)應(yīng)的伺服閥航空插頭，接著聯(lián)系工程師站人員遠(yuǎn)方小幅度開閥，最后再仔細(xì)檢查有無滲漏，結(jié)票離開。

3 防范措施

漳山電廠通過多年的摸索，總結(jié)出了一套行之有效的調(diào)速系統(tǒng)防止異常及以上不安全事件的防范措施，通過巡檢卡的形式予以固化落實(shí)，經(jīng)過幾年的實(shí)踐，收到了良好的效果。點(diǎn)檢項(xiàng)目、周期及措施如表1所示。

4 結(jié)語

對(duì)EH油系統(tǒng)可以通過加強(qiáng)在線濾油，將外接濾油機(jī)用不銹鋼管固定，24 h不間斷過濾，這樣油質(zhì)可達(dá)至NAS4級(jí)以上。同時(shí)利用大小修機(jī)會(huì)定期清理伺服閥，更換濾芯。

在運(yùn)行中，要高度重視設(shè)備定期檢查、維護(hù)、檢修，及時(shí)消除隱患。如ASP油壓、薄膜閥上部油壓值沒有遠(yuǎn)方測(cè)點(diǎn)，通過日常記錄就地壓力表值，觀察其變化均勢(shì)，從而判斷故障源。運(yùn)行中消缺時(shí)，要機(jī)務(wù)、熱控、運(yùn)行專工一起共同協(xié)商，分析危險(xiǎn)點(diǎn)，然后再采取措施，防止關(guān)鍵環(huán)節(jié)遺漏。通過采取得力措施，將有利于提高發(fā)電廠調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，確保調(diào)速系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

Fault Analysis and Countermeasures on Speed Governing System in a 600 MW Unit in Zhangshan Power Plant

KOU Delin,SHI Wending,CHENG Chen
（Shanxi Zhangshan Electric Power Co.,Ltd.,Beijing Energy Investment Holding Co.,Ltd., Changzhi,Shanxi046021,China）

The faults that usually occurred in speed governing system of Zhangshan 600 MW subcritical unit are analyzed and the corresponding counter-measures are summarized.Besides,some measures are proposed,including strengthening the management and maintenance of electron-hydraulic oil system and improving the reliability and stability of the unit's operation,which is worth referring for the similar units.

speed governingsystem;fault analysis;servovalve;throttle orifice plate；governingvalve

表1 調(diào)速系統(tǒng)控制異常巡檢表

TM621

B

1671-0320（2017）02-0051-04

2016-11-25，

2017-02-08

寇德林（1975），男，山西陽高人，2010年畢業(yè)于武漢大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，從事火力發(fā)電廠汽機(jī)檢修及維護(hù)工作；

史文玎（1988），男，山西呂梁人，2011年畢業(yè)于山西大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，助理工程師，從事火力發(fā)電廠汽機(jī)檢修及維護(hù)工作；

程 晨（1990），男，山西長治人，2012年畢業(yè)于山西大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，助理工程師，從事火力發(fā)電廠汽機(jī)檢修及維護(hù)工作。