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汽輪機保安系統故障分析

作者:admin 發布日期: 2018-09-18 二維碼分享
介紹了汽輪機保安系統中電液執行機構及卸荷閥的重要作用,分析了引進型600MW汽輪機組在投產調試時出現高壓調門打不開的故障,從而提出了針對性的解決措施,為類似汽輪機保安系統故障分析提供了可供參考的經驗。
現代汽輪機都是采用DEH(Digital Electro-Hydraulic 數字式電液調節系統)和EH抗燃油系統實現機組的調節與保護。DEH系統通過控制汽輪機主汽門和調節汽門的開度,來控制進汽量,實現對汽輪機的轉速、負荷的控制。汽輪機上設置了各種自動保護設備,當運行參數超出正常范圍時,自動保護設備將根據情況及時動作,發出警報。當運行參數超出機組安全運行允許的范圍時,它將及時動作,使汽輪機自動停機,避免事故的進一步擴大。自動主汽門和調節汽門是汽輪機保護系統的主要部件,汽輪機所有停機保護均是通過主汽門和調節汽門的關閉來實現的。汽門的特點是動作迅速,快速切斷汽輪機汽源,以防止汽輪機超速,并使機組在規定的時間內停下來。自動主汽門和調節汽門是靠電液伺服執行機構來控制的,電液執行機構是DEH的重要組成部分。每個電液執行機構都是通過相應的快速卸荷閥泄掉油壓去關閉汽門,汽門要實現正常快速關閉,必須保證卸荷閥性能正常且內部油路暢通無阻。
故障情況及處理
某電廠安裝的是上海汽輪機有限公司生產的引進型N600-24.2/566/566型600MW超臨界中間再熱凝汽式汽輪機,其調節保安系統采用數字式電調系統(DEH),DEH使用的是西屋公司的OVATION系統。液壓部分采用高壓抗燃油系統(EH)。EH系統由如下部分組成:一套供油系統,若干套控制閥門運動的執行機構和一套危急遮斷系統。
機組于2011年9月份進行新投產調試,采用“運行人員自動”(OPER AUTO)控制,高、中壓缸聯合啟動方式啟動,高壓調節汽閥是單閥模式。發現高壓調節汽閥1-2號GV打不開。故障現象:伺服閥加上信號后油動機打不開閥門,此時VCC卡“S”值很大;AST、OPC油壓都正常。
經現場檢查,排除了位移傳感器LVDT、電液伺服閥故障原因。檢查發現此回油管道溫度偏高,因而判斷為卸荷閥未關閉,造成油動機內漏不能建立開啟油壓。后來檢查卸荷閥,發現壓力油與危急遮斷油之間的節流小孔堵塞,經清洗重裝,調節閥恢復開啟正常。
故障分析
EH系統接受DEH信號操縱汽輪機的進汽閥,以調節通過汽輪機的蒸汽流量。EH系統包括EH供油系統、EH執行機構。執行機構用來直接控制各汽閥的開度。每個執行機構上都裝有一只油動機,油動機主要由油缸及彈簧組成,其開啟靠抗燃油壓力驅動,而關閉靠油動機上的彈簧力。油動機連接了一個控制塊,在這控制塊上裝有隔離閥、快速卸荷閥和逆止閥。當機組發生故障時,通過ETS危急跳閘控制裝置的跳閘信號或機械超速遮斷、手動停機遮斷,使AST自動停機危急遮斷油路泄油,經過卸荷閥泄油使油動機下腔的動力油失壓,依靠彈簧力的作用,快速關閉主汽門和調節汽門。當轉速超過額定轉速103%時,通過OPC超速保護控制油路泄壓,使調節汽門暫時關閉,減少汽輪機進汽量,以保護機組不超速。AST油路和OPC油路分別由各自的電磁閥控制。
在快速卸荷閥中有一杯狀滑閥,在滑閥下部的腔室與油動機活塞下腔的高壓油路相通。滑閥上部右側復位油腔室經逆止閥與危急遮斷油路相通,而另一側腔室是經一針形閥與油動機活塞上腔及回油通道相連。在正常運行時,滑閥上部的油壓作用力加上彈簧力將大于滑閥下部高壓油的作用力,將杯狀滑閥壓在底座上,使高壓油與油缸回油相通的油門關閉,油動機油缸活塞下腔的高壓油油壓建立,將閥門開啟。當危急遮斷油泄掉時,復位油腔室油壓失去,滑閥下部高壓油將頂開滑閥,打開排油口,使油動機活塞下去腔的壓力油經快速卸荷閥快速釋放,在閥門彈簧力作用下,將閥門關閉。
卸荷閥的常見故障是杯狀滑閥卡澀或關不嚴,造成系統泄漏,嚴重時油動機無法開啟,內漏時大量壓力油通過卸荷閥回到回油管,顯產生大量的熱量使回油管道發熱,因此通過檢查回油管道溫度可以判斷是否內漏。出現卸荷閥卡澀或關閉不嚴的故障后,可以通過清洗卸荷閥的方法排除。當調節螺釘未旋緊或針形閥處未關嚴時,危急遮斷油通過先導閥泄去,油動機同樣會產生內漏;壓力油與危急遮斷油之間的小孔堵塞,危急遮斷油無法產生,油動機也會產生內漏。所以當油動機出現內漏后,這些地方都需要檢查。
通過對高壓調節汽門快速關閉的實現過程以及卸荷閥工作原理的分析,針對該故障原因的分析,而后對相應系統故障進行了嚴密的排查,最終確定相應的機組存在卸荷閥故障。
存在問題和建議
此調節汽閥打不開的原因在于新機組投運EH油管道有雜質而造成。
因此對于新投產的機組應嚴格按照《電力建設施工及驗收技術規范》和制造廠的要求,加強EH油質監視及管理,確保抗燃油油質合格。按要求嚴格執行EH油系統的沖洗程序,使用10微米的臨時濾芯和沖洗板,使系統的清潔度合要求,油取樣分析,油樣含量性質在限制值以內。所拆裝的部件,應密封保管,不能受污染。
卸荷閥可以在線調換,更換步驟:
4.1.DEH把該油動機指令信號為零;
4.2.把該油動機的截止閥擰緊;
4.3.油動機及閥門已關到底;

4.4.松開安裝固定卸荷閥的螺釘,觀察余油應該逐漸變小。如果余油一直較大或無變小的趨向,應擰緊安裝螺釘,說明截止閥或逆止閥有泄漏,應考慮停泵后檢修。

電液伺服閥

4.5.更換卸荷閥及擰緊安裝螺釘;
4.6.打開截止閥,檢查有否漏油,如正常,即可通知DEH給油動機指令,油動機應能正常工作。
正常運行時,應將針形閥手柄完全壓死在閥座上,僅在現場手動卸荷時才擰開此針形閥。用卸荷閥手動關閉調節閥時,首先關閉截止閥,以防止高壓油大量泄掉,再緩慢開啟針形閥手柄,慢慢降低快速卸荷閥的復位油壓力,觀察閥門和油動機移動到關閉位置。當要打開閥門,首先將針形閥手柄完全壓死在閥座上,然后緩慢打開截止閥。

DEH控制系統和EH油系統在現代電廠中的作用十分重要,它們的正常運作確保了汽輪機組的穩定和安全運行,在新機組安裝調試階段和投運后的日常工作中,都要確實做到對EH抗燃油的監督與管理,以確保生產安全進行。

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