北重330MW机组低压危急遮断系统故障分析及处理

[收稿日期]2007-11-02 [作者简介]韩 锋(1975—),男,内蒙古人,毕业于内蒙古工业大学,学士学位, 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师,现从事汽轮机的试验研究工作。 北重330MW机组低压危急遮断系统 故障分析及处理 AnalysisanditsTreatmenttoLowVoltageEmergencyInterruptingSystemFailure of330MWUnitMadebyBeijingHeavyMachineryPlant 韩 锋 1,周春山 2 (1.内蒙古电力工程技术研究院,内蒙古 呼和浩特 010020;2.内蒙古蒙华泰发电有限责任公司,内蒙古 海勃湾 016000) 0 引言 危急遮断系统是保护汽轮机组安全运行的关键 部件,机组运行时,当参数超过规定界限时发出紧急 停机信号,危急遮断系统快速动作,使遮断油压、主 汽阀控制油压和调节阀控制油压相继跌落,迫使汽 轮机所有主汽阀及调速汽阀快速关闭,机组停机,防 止事故进一步扩大。 此前,北重与法国GEC-ALSTHOM合作生产的 机组上只有高压危急遮断系统,未设计低压危急遮 断系统。近年来,在内蒙古电网新建的电厂,如京达 三期、海电三期及鄂绒电厂等330MW机组(均为北 重生产的机组)上均增设了低压遮断系统,提高了机 组紧急停机的可靠性。 1 低压危急遮断系统 北重-ALSTOM 330MW机组低压危急遮断系 统主要由机械式危急遮断器、危急遮断油门、常闭及 常开式电磁阀、节流孔板及接受低压安全油压信号 的隔膜阀等组成。系统结构见图1所示。 其工作原理如下:机组启动前复位电磁阀通电, 通过复位电磁阀的润滑油作用在危急遮断油门滑阀 上腔室,其油压克服弹簧力使滑阀向下移动,油门挡 板在扭弹簧的作用下挂闸,堵住危急遮断油门滑阀 泄油口,润滑油经节流孔板后建立低压遮断油压;低 压遮断油作用到隔膜阀的上部克服弹簧力将隔膜阀 关闭,封闭自动停机危急遮断(AST)总管中的高压 遮断油泄油通道,完成机组危急遮断油门复位挂闸 功能。低压危急遮断器与汽轮机主轴为一体,接受主 [摘要]对北重-ALSTOM公司(以下简称北重)生产的330MW机组低压危急遮断系统在 基建试运过程中出现的问题进行了分析,找出了产生问题的原因并进行了处理,保证了机组 正常试运和按期投产发电,同类型机组可借鉴。 [关键词]汽轮机;低压危急遮断系统;主汽门;掉闸;故障分析;处理 [中图分类号]TK264.2+3 [文献标识码]B [文章编号]1008-6218(2007)06-0028-03 内 蒙 古 电 力 技 术 INNERMONGOLIAELECTRICPOWER 2007年第25卷第6期28 轴的转速信号。当汽轮机转速达到108%～112%额定 转速时,低压危急遮断器的飞锤因偏心所产生的离 心力大于其约束力而飞出,打击在低压危急遮断油 门挡板上,使油门挡板挂钩脱开,与此同时低压危急 遮断油门的滑阀在底部弹簧的作用下,迅速向上弹 起打开危急遮断滑阀安全泄油口,低压安全油压快 速下降,使隔膜阀动作打开 AST油路泄油口,使高 压遮断油压下降,油动机快速动作关闭汽轮机主汽 阀和调节汽阀,机组停机。 隔膜阀装在机头前箱附近,提供了高压安全油 系统的自动停机危急遮断(AST)部分、润滑油系统 的机械超速和手动停机部分之间的接口,确保润滑 油系统的低压遮断油和抗燃油系统与高压遮断油不 接触。当机组遇到危急情况需要停机时,机头手动遮 断停机按扭动作,隔膜阀上部低压遮断油压快速下 降,隔膜阀在弹簧力的作用下快速动作打开高压遮 断油泄油口,使油动机快速关闭主汽阀和调节汽阀。 另外,为检验汽轮机正常运行条件下低压危急遮断 系统撞击子动作的可靠性,北重还设置了喷油试验 功能组。功能组由喷油电磁阀(常闭型)、复位电磁阀 (常闭型)及隔离电磁阀(常开型)组成。 2 低压危急遮断系统出现的故障及分析处 理 2.1 手动打闸停机时,主汽门关闭时间长 2.1.1 故障现象 2004-07-12,京达 5号机首次冲车前进行机头 手动打闸试验,从手动打闸开始至主汽门关闭的时 间为1.218s(国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 为小于0.5s),在这种状态下, 如遇机组需要事故停机,采用机头手动打闸会因主 汽门关闭时间过长而造成机组超速,起不到保护作 用。 2.1.2 故障查找 为判明主汽门关闭慢是由高压遮断系统还是低 压遮断系统存在问题所至,用美国NICOLET快速记 录仪对AST动作时主汽门关闭时间进行了测试,测 试结果见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 由表 1数据可知,AST动作时各主汽门的关闭 时间都在合格范围内,高压遮断系统正常。由此判断 造成手动打闸主汽门关闭时间过长的原因是隔膜阀 及相关管路系统存在问题造成的。经现场检查、隔膜 阀及相关管路确实存在问题,故先后对这两部分进 行了多项调整与改造。 2.1.3 调整与改造 2.1.3.1 隔膜阀弹簧紧力的调整 隔膜阀的弹起速度直接决定着高压遮断油的泄 漏速度,根据制造厂的技术要求将隔膜阀弹簧在原 紧力的基础上增加了4圈紧力,加快了隔膜阀的弹 起速度。 2.1.3.2 扩大润滑油节流孔板的孔径 在通往危急遮断油门的润滑油路上装有节流孔 板,润滑油经节流孔板节流后成为安全油。设置节流 孔板的目的是使危急遮断油门动作后低压安全油压 快速下降,同时避免润滑油压受低压安全油压下降 的干扰。节流孔径大将减小润滑油压的下降速度,从 而影响隔膜阀的动作速度;节流孔径小会延长机组 的挂闸时间,不利于机组跳闸后快速启动。因此,节 流孔径的调整应该同时考虑到上述两个因素,经过 现场多次试验,将节流孔板的孔径由直径3mm改 为1mm。 2.1.3.3 增大低压遮断油管管径 由于从润滑油母管至隔膜阀的管路比较长,若 管路内径太细,会影响低压遮断油压泄油速度,经 计算,选择将管径由 10mm×1mm改为 22mm× 3mm。 2.1.3.4 调整低压遮断油管管路接头 如果只增大低压遮断油的管径而不对管接头做 相应的调整,低压遮断油到隔膜阀时因变径而造成 压力损失,影响隔膜阀动作速度,因此将管接头从直 径8mm扩大到11mm。 经过上述4项改进,当手动打闸或低压危急遮 断器动作时,主汽门的关闭时间从 1.218s减小到 0.537s,符合 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 要求。据考查,经过改造后主汽门 的关闭时间在北重已投产的同类型机组中最短。 2.2 主油泵切换后,机组掉闸 2004-10-02,京达6号机首次冲车定速 3000 r/min,在进行主油泵切换后,机组突然掉闸,而 ETS (高压自动停机危急遮断系统)显示无任何跳闸信 号。经多次启动检查发现:当机组定速3000r/min, 切换为主油泵单独工作时,隔膜阀上部低压安全油 压由0.165MPa缓慢降至0.121MPa,随后隔膜阀动 表1 主汽门动作时间测试结果 设备名称 关闭时间/s 标准要求时间/s 1号高压自动主汽门 0.26 <0.50 2号高压自动主汽门 0.24 <0.50 1号中压自动主汽门 0.36 <0.50 2号中压自动主汽门 0.42 <0.50 内 蒙 古 电 力 技 术2007年第25卷第6期 29 作使机组掉闸。 根据上述现象分析认为:主油泵切换后隔膜阀 上部遮断油压存在泄露,致使低压遮断油压降低不 足以维持隔膜阀弹簧力使隔膜阀移动,造成低压危 急遮断系统动作,机组跳闸。 停机后,对低压危急遮断系统进行解体检查发 现,手动遮断滑阀在关闭的状态下仍存在较大的漏 流量,而且滑阀部套磨损严重、间隙较大。随后联系 制造厂更换新的手动遮断滑阀,并在静态情况下进 行了泄漏试验,试验合格。再次启动机组并定速,主 油泵切换后隔膜阀上部低压安全油压为 0.165 MPa,未发生跳闸现象,该问题得以解决。 2.3 低压危急遮断系统动作后,机组不掉闸 2005-08-11,在对海电 6号机进行机械超速试 验时,热工信号检测到低压危急遮断系统已动作、撞 击子击出,却不能够使机组跳闸。就地检查发现:低 压危急遮断系统动作后,隔膜阀上部的低压遮断油 压并未快速降低,而是基本没有变化。经过分析认 为,造成上述现象的原因有以下几点: (1)危急遮断油门挡板与撞击子之间的距离过 大,致使撞击子击出后打不到危急遮断油门挡板,从 而造成低压危急遮断系统不动作; (2)虽然撞击子击出使低压危急遮断系统动作, 但因隔膜阀上部低压遮断油路存在问题使隔膜阀不 动作,从而造成机组不停机。 停机进行检查,危急遮断油门挡板与撞击子之 间的距离为 2.8mm(厂家标准为 4~6mm),符合制 造厂要求,不存在问题。在随后进行的现场试验中发 现:机头手动遮断打闸停机时,隔膜阀上部低压遮断 油压并未降低。分析认为:只有隔膜阀上部低压遮断 油路存在堵塞现象,才会出现低压危急遮断系统动 作却不能使低压遮断油压快速泄掉的现象,进而造 成机组不跳闸停机。 经对低压遮断油路进行检查发现,隔离阀阀芯 存在卡涩现象,造成低压遮断油路不畅通。故对隔离 阀进行解体清理和清洗,处理后,隔离阀动作灵活可 靠。随后进行了机头手动遮断停机试验,试验结果正 常,10-13,在机组定速后强制打开隔离电磁阀进行 喷油试验,撞击子击出、低压危急遮断系统动作、汽 机跳闸,系统动作正常可靠。 2.4 机组正常运行中掉闸 2.4.1 低压危急遮断系统动作现象 2005-08-03,鄂绒电厂 1号机冲车定速于 3000r/min,在进行电气空载试验过程中机组突然 跳闸,ETS(高压自动停机危急遮断系统)发机组保 护跳闸信号。检查发现:低压危急遮断系统撞击子击 出信号发出。分析认为是由于低压危急遮断系统动 作,撞击子飞出造成机组运行过程中突然跳闸。可能 造成低压危急遮断系统动作的主要因素有以下三 点: (1)机组转速超过其危急遮断装置动作的转 速; (2)危急遮断装置弹簧松动不足以克服撞击子 击出的离心力; (3)危急遮断装置有附加离心力造成撞击子击 出。 由于机组是在 3000r/min进行试验过程中发 生上述现象的,因此排除了机组转速超过危急遮断 装置动作转速而造成危急遮断装置动作,使机组跳 闸的因素。 2.4.2 低压危急遮断系统的检查 对低压危急遮断系统进行检查时发现:危急遮 断装置弹簧紧力完全在厂家要求范围内,但危急遮 断装置撞击子处有润滑油流出。 经过现场试验发现,由于喷油试验电磁阀关闭 不严,造成润滑油泄漏至危急遮断装置撞击子处,在 转速3000r/min时,由于润滑油的附加离心力使撞 击子克服了弹簧紧力飞出,造成低压危急遮断系统 动作,使隔膜阀上部低压遮断油压泄掉,隔膜阀在 弹簧力的作用下向上动作,打开了高压抗燃油系统 中的安全油泄油口,油动机快速关闭了主汽门和调 节汽门,从而造成机组跳闸。 更换新的喷油电磁阀后,机组再次启动、定速, 随后带负荷、进入168h试运,再未出现过上述现 象。 3 结语 北重-ALSTOM330MW机组在京达、海三、鄂 绒等电厂基建试运期间,低压危急遮断系统出现过 多种故障,调试时,根据故障的特征,通过分析研 究、调整试验、技术改造,问题得到了及时处理,确 保了机组安全可靠地进入试运行阶段,按期投产发 电。 编辑:刘宇萍 内 蒙 古 电 力 技 术 2007年第25卷第6期30