1 000 MW機組單側(cè)主汽門關(guān)閉的原因分析及處理

左偉偉

（國家能源集團江蘇諫壁發(fā)電有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212006）

1 設(shè)備介紹

該機組采用上汽廠引進西門子技術(shù)的N1023-26.25/600/600汽輪機，汽輪機蒸汽閥門為單側(cè)進油，采用EH油控制，每個閥門有一套控制模塊控制閥門的啟閉，一個集成式的組合油箱供給各閥門的EH油用油。汽輪機采用全周進汽加補汽閥的配汽方式，高、中壓缸均為切向進汽。鍋爐為超超臨界壓力參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛塔式布置形式、一次中間再熱、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊構(gòu)造、露天布置。

2 事故經(jīng)過

#13機機組負(fù)荷510 MW，B、C、D、E、F磨煤機運行。某日12：53，機組負(fù)荷突然下降至480 MW，然后逐漸回升至510 MW，DEH報警“IP ESV1”報“CLOSED”，發(fā)現(xiàn)主機#1中壓主汽門反饋突變至0。EH油泵電流由26 A升至44 A，再熱汽壓由2.6 MPa升至3.1 MPa。巡檢至就地檢查#1中壓主汽門EH油回油管溫度情況，手摸發(fā)現(xiàn)回油管非常燙，同時至就地檢查EH油泵實際流量，流量增大50 L左右，確認(rèn)跳閘電磁閥已經(jīng)打開泄油。15：20，熱工檢修處理結(jié)束，恢復(fù)正常。

3 故障原因分析及處理

3.1 中壓主汽門ESV閥控制系統(tǒng)介紹

主汽門ESV閥屬于開關(guān)型執(zhí)行機構(gòu)，汽門只能全開、全關(guān)。如圖1所示，其工作回路由兩只跳閘電磁閥、一只方向電磁閥、單向閥、插裝閥、油動機等組成。跳閘電磁閥采用冗余配置，接收汽輪機保護系統(tǒng)來的信號，電磁閥得電插裝閥關(guān)閉，失電插裝閥打開，使活塞左右腔室連通。正常時電磁閥為帶電狀態(tài)，保護動作時跳閘電磁閥失電，與回油管接通，此時插裝閥壓力失去，在彈簧力的作用下迅速打開，油路切至回油，油動機供油回路被切斷，ESV閥在彈簧力的作用下快速關(guān)閉。

3.2 事故原因分析

3.2 .1 #1中壓主汽門跳閘電磁閥2斷線失電，汽門關(guān)閉

從當(dāng)時DEH畫面中看到，#1中壓主汽門跳閘電磁閥1、2狀態(tài)無任何異常，這是因為畫面顯示的電磁閥狀態(tài)不是電磁閥實際真正的狀態(tài)，只是閥門的指令。也就是說，控制系統(tǒng)給閥門的指令是關(guān)閉。

該電磁閥斷線失電可以從下面幾個方面來判斷：

（1）巡檢至就地檢查閥門實際位置。

（2）至就地檢查#1中壓主汽門油動機回油管溫度。該油動機EH回油管連通后，回油管溫度應(yīng)該升高至50 ℃左右。

（3）EH油泵電流由26 A升高至44 A，就地檢查發(fā)現(xiàn)EH油泵出口流量增大約50 L。

（4）就地實際檢查兩只跳閘電磁閥，兩只電磁閥溫度不一樣，一只帶電、一只失電。

3.2 .2 閥門斷線的原因

就地對#13機各主汽門、調(diào)門測振，最高達83 μm，長期振動大容易造成閥門接線松動或斷線。同時，閥門接線盒空間狹小，接線時容易虛接，從而造成閥門接線松動或斷線。

閥門振動是由于汽流激振、基礎(chǔ)振動大，無法進行改善。只有利用機組大、小修的機會對閥門電磁閥接線進行檢查、加固、更換。

3.3 事故處理措施

3.3 .1 手動設(shè)置#1中壓調(diào)門的閥限

判斷并確認(rèn)為#1中壓主汽門關(guān)閉后，運行人員應(yīng)第一時間將#1中壓調(diào)門閥限設(shè)置為0，目的是防止主汽門突然打開造成大的擾動。操作時應(yīng)該慢慢進行，逐步降低#1中壓調(diào)門的閥限，并確認(rèn)對應(yīng)調(diào)門，直至#1中壓調(diào)門關(guān)至0；恢復(fù)時，通過該側(cè)調(diào)門閥限逐步開啟汽門，恢復(fù)開度，注意由于流量逐步增加，汽溫要控制好，開始通汽時要緩慢，并注意機組振動情況。

3.3 .2 注意EH油泵的工作情況，確認(rèn)關(guān)#1中壓主汽門的EH油就地進油手動門

一只主汽門的油流量較一只調(diào)門的油流量少，實際參數(shù)上來看，電流增大了18 A，流量增大50 L，EH母管油壓力由16 MPa降至15.8 MPa。因兩臺機組EH油泵增容過，基本不受影響。出于系統(tǒng)安全考慮，需要確認(rèn)關(guān)閉#1中壓主汽門的EH油就地手動門。至就地緩慢關(guān)閉#1中壓主汽門EH油進油門，注意油泵的電流逐漸回落至正常值。

3.3 .3 打開#1中壓主汽門、中壓調(diào)門前疏水

將#1中壓主汽門、中壓調(diào)門疏水氣控門前手動門微開后（減少沖擊），聯(lián)系熱工開放權(quán)限，打開疏水氣控門。任一側(cè)汽門關(guān)閉后，由于該側(cè)蒸汽不流通，不能投太多減溫水，同時保持疏水流通。

4 異常工況出現(xiàn)的原因分析

4.1 主機#3瓦瓦振逐步增大

此次#3瓦瓦振逐步上升（圖2），后通過降低主、再熱蒸汽溫度，參數(shù)逐漸穩(wěn)定。

任一側(cè)汽門關(guān)閉后，應(yīng)該注意機組各瓦振動、溫度變化情況。發(fā)現(xiàn)振動變大，可以通過調(diào)整蒸汽溫度偏差，降低主、再熱蒸汽溫度，降低機組負(fù)荷來控制。該缺陷處理好以后及時恢復(fù)，避免機組長時間處于異常工況。

4.2 爐側(cè)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常參數(shù)及分析

4.2 .1 爐側(cè)再熱蒸汽系統(tǒng)中異常情況

當(dāng)#1中壓主汽門關(guān)閉后，蒸汽側(cè)出現(xiàn)了一些異常工況，如圖3所示。

（1）爐側(cè)二再出口#1、#3管出口汽溫較#2、#4管出口汽溫高20 ℃左右，且微量減溫水還有30 t/h。

（2）二再出口#1、#3管出口汽溫即爐側(cè)汽溫有600 ℃，而汽機側(cè)汽溫只有570 ℃左右。

（3）恢復(fù)工況時，即#1中壓調(diào)門微開5%開度后，爐側(cè)#2、#4管溫度快速上升（趨勢如圖4所示），#1、#3管出口溫度快速下降，特別是#2管減溫水量基本已開足，仍然上升至610 ℃左右。

4.2 .2 二再出口管管壁及出口集箱管壁溫度趨勢

#1中壓主汽門關(guān)閉之前的二再出口集箱管壁溫度分布如圖5所示，二再#1～#11屏管壁溫度較二再#12～#22屏高，二再#23～#33屏管壁溫度較二再#34～#44屏高。

從圖5、圖6可以看出，#1中壓主汽門關(guān)閉后，二再出口#1～#11、#23～#33屏管壁溫度逐漸下降，#12～#22、#34～#44屏管壁溫度逐漸上升。

4.2 .3 二再出口煙溫變化趨勢

從圖7中可以看出#1中壓主汽門關(guān)閉后，爐左側(cè)煙溫急劇下降而右側(cè)煙溫急劇上升，恢復(fù)時相反。

4.3 分析與結(jié)論

4.3 .1 分析

鍋爐實際二再集箱及就地管屏設(shè)備布置如圖8所示。

從圖8可知：

（1）#1中壓主汽門對應(yīng)爐側(cè)為二再出口#2、#4管，#2中壓主汽門對應(yīng)爐側(cè)為二再出口#1、#3管。

（2）#1、#2管同處于一個出口集箱，#3、#4管同處于一個出口集箱。

（3）#1管對應(yīng)管屏為二再#1～#11屏，#2管對應(yīng)管屏為二再#12～#22屏，#3管對應(yīng)管屏為二再#23～#33屏，#4管對應(yīng)管屏為二再#34～#44屏。

4.3 .2 結(jié)論

（1）當(dāng)#1中壓主汽門關(guān)閉，即二再出口集箱#2、#4管不流通。由于#1、#2管同處于一個出口集箱，該集箱蒸汽均從#1管出去至汽機，#12～#22屏內(nèi)工質(zhì)相對于#1～#11屏來說處于近似干燒狀態(tài)，圖5、圖6中管壁壁溫可以證實（#12～#22管壁溫度明顯上升）。#11～#22屏內(nèi)壁溫上升造成二再集箱管壁溫度上升高達610 ℃（圖7），而#1管出口溫度測點位置（圖8）緊靠二再出口集箱，由于熱傳導(dǎo)作用，該測點溫度顯示高達600 ℃（不能代表#1管內(nèi)工質(zhì)溫度）；另外，燃燒側(cè)煙氣相對于#1～#11管來說換熱增強，煙氣溫度下降（圖7），#1管蒸汽溫度會上升后趨于穩(wěn)定。汽機側(cè)#1管溫度570 ℃代表的是蒸汽溫度，汽機側(cè)#1管溫度測點在機房8.6 m上方位置（圖8），實際上工質(zhì)流動應(yīng)該以機側(cè)溫度為準(zhǔn)。#3、#4管溫度變化同理。

（2）#2管出口由于節(jié)流，工質(zhì)基本處于不流動狀態(tài)（集箱內(nèi)部分工質(zhì)向#1管方向流動，阻力較大），且#2管測點位置在爐外出口管上，所以當(dāng)#1中壓主汽門關(guān)閉后，隨著時間的推移，#2管出口溫度逐步下降（測點位置工質(zhì)不流通）。#4管出口溫度下降同理。

（3）恢復(fù)工況下，#1中調(diào)微開5%時，#2、#4管中處于干燒狀態(tài)的工質(zhì)發(fā)生流動，測點處溫度快速上升，即如圖4所示趨勢。

4.4 處理要點與注意事項

（1）發(fā)生此類故障時，應(yīng)密切注意EH油泵的工作情況，因調(diào)門流量較大，發(fā)生斷線對系統(tǒng)影響更大，此時若確認(rèn)故障應(yīng)盡快設(shè)閥限關(guān)調(diào)門，關(guān)就地EH油進油手動門。

（2）汽輪機發(fā)生單側(cè)進汽應(yīng)特別注意各瓦振動情況，發(fā)現(xiàn)增大趨勢及時降低負(fù)荷。

（3）此次發(fā)生閥門斷線的負(fù)荷較低，若負(fù)荷高，運行人員應(yīng)該加強對管壁超溫情況的關(guān)注。

（4）盡量不投用減溫水，必須投用時應(yīng)根據(jù)機側(cè)溫度調(diào)整減溫水量，減少兩側(cè)汽溫偏差。

（5）恢復(fù)時最好將壁溫控制在605 ℃以下，防止汽溫上升太多，難以控制。

5 結(jié)語

單只主汽門或單只調(diào)門突然關(guān)閉，雖然不會造成機組跳閘，但此工況下一些異常參數(shù)要注意監(jiān)視。只有對運行中的異常和事故進行分析、總結(jié)、改進，才能保障機組安全穩(wěn)定運行。