汽輪機組啟機異常的分析及處理

葉喜太

(大慶油田建設集團油建公司，黑龍江大慶163000)

蘇家屯金山電廠雙抽凝汽式汽輪機組在首次啟動過程中，總是出現(xiàn)主汽門動作過程不對或者主汽門的狀態(tài)異常等現(xiàn)象。另外，機組在整套啟動過程中，經常會出現(xiàn)掛閘異常或者掛不上閘等現(xiàn)象。因此，為了保證該機組安全穩(wěn)定運行，本文根據(jù)DEH原理和保安油路的結構［1］，檢查了汽門油動機、DEH控制組件接線、汽門電磁閥及機械部分，提出了解決方案。

1 調節(jié)保安系統(tǒng)工作原理

蘇家屯金山電廠雙抽凝汽式汽輪機組的調節(jié)保安系統(tǒng)可分為高壓調節(jié)抗燃油系統(tǒng)(14MPa)和低壓保安透平油系統(tǒng)(1.96 MPa)。機組配汽系統(tǒng)有2個高壓主汽門、2個中壓主汽門、4個高壓調速汽門、2個中壓調速汽門、1個低壓調速汽門及2個抽汽碟閥［2］。該系統(tǒng)除了ABB公司的DI卡件、DO卡件、AI卡件、AO卡件之外，主要由IMHSS03模件構成，DI卡件即數(shù)字量輸入卡件，主要負責將現(xiàn)場設備的各種狀態(tài)的信號轉換成計算機，以利于編程控制，這些狀態(tài)信號包括門的開狀態(tài)或者關狀態(tài)、電動機的運行狀態(tài)或者停止狀態(tài)等;DO卡件即數(shù)字量輸出卡件，主要負責對現(xiàn)場的設備發(fā)出指令，如電動機的啟動指令或者停止指令，閥門的開啟指令或者停止指令等;AI卡件即模擬量輸入卡件，主要負責把現(xiàn)場設備的行程狀態(tài)等信號轉換成計算機識別的語言，即4～20 mA的信號，這些信號包括調節(jié)閥門的開度反饋等;AO卡件即模擬量輸出卡件，主要負責對現(xiàn)場設備發(fā)出具體的行程指令，如調節(jié)閥門的具體開度，使閥門停止在0%～100%的任意開度等。系統(tǒng)主要由這4種類型的卡件組成，還有一些可以完成特殊功能的卡件，但都屬于上述4種類型之中，只不過是功能更為細化而已。

除了上述的卡件之外，DEH系統(tǒng)還包括一種特殊的卡件，用于控制汽輪機的油動機工作，即HSS模件，該模件把MFP模件與伺服閥連接起來，并由MFP提供燃料閥或汽機主汽門的位置控制，汽輪機汽門的位置主要是通過LVDT實現(xiàn)的，當油動機移動時，與它相關聯(lián)的變壓器鐵芯也會隨著移動，這就會在LVDT副邊產生一個正比于位置的差動電壓，進而使LVDT副邊的解調器能夠對油動機的移動產生響應。由于LVDT副邊是線性的，因此在變壓器副邊產生的電壓與汽門的滿量程相適應［3－4］，它的最大或最小差動電壓代表了閥的全開或全關。也就是說，必須把LVDT調整在線性范圍內，并且保證動作方向與汽門的動作方向一致，這樣才能保證汽輪機組汽門的精準控制，提高汽輪機的穩(wěn)定性。

2 主汽門異常處理

在汽輪機組的DEH閥門實驗過程中，主汽門的具體動作過程如下:在DEH操作盤上按下“掛閘”按鈕，汽輪機就地完成掛閘任務之后(建立薄膜閥油壓)，在沒有點擊“運行”按鈕之前，2個高壓主汽門和2個中壓主汽門處于關閉狀態(tài)，由于4個主汽門的開啟電磁閥在完成掛閘以后處于帶電狀態(tài)的，只有點擊“運行”按鈕之后，4個電磁閥才失電，這時4個主汽門才會開啟，而在本臺機組的試驗過程中，在汽輪機掛閘以后，沒有點擊“運行”按鈕時之前，2個中壓主汽門自動開啟。經分析，造成此種現(xiàn)象的原因主要有:開啟電磁閥是否存在異常;DEH模件是否正常;DCS控制柜接線是否存在錯誤或者異常;DEH模件內部跳線是否存在異常等［5－6］。因此，首先檢查2個中壓主汽門的開啟電磁閥是否完全正確，電磁閥是否能正常帶電和正常失電，在保證這些均沒有異常的情況下，再對DEH機柜的HSS模件進行檢查，對其外部接線的順序以及內部板件的跳線、各管角的電壓、電流等進行詳細檢查，每個油動機的接線如圖1所示。每個MOOG閥的HSS模件的跳線如圖2所示。

在對模件內部跳線檢查過程中，發(fā)現(xiàn)機柜HSS模件的內部跳線有錯誤，與跳線原理圖存在不一致現(xiàn)象，共有3個錯誤:1)在J21的組件中，把端子2和端子3用短接片連接，造成電路分支的錯誤;2)在J27的組件中，端子2和端子3的短接片存在損壞現(xiàn)象，不能完成短接功能;3)在J14的組件中，把端子3和端子4短接在一起了，損壞了電路原有的功能，造成在掛閘時2個中壓主汽門的開啟電磁閥不帶電，所以會出現(xiàn)掛閘以后中壓主汽門自動開啟現(xiàn)象，對其進行更正后再次進行閥門試驗，沒有異常現(xiàn)象發(fā)生。

圖1 油動機接線示意圖

圖2 HSS模件的跳線示意圖

3 掛閘異常的分析及處理措施

該類型機組的掛閘過程如下:在DEH操作盤上按下“掛閘”按鈕，復位試驗閥組將潤滑油引入危急遮斷裝置活塞側腔室，活塞上行到上止點，使危急遮斷器裝置的滑閥復位，通過危急遮斷裝置的杠桿將遮斷隔離閥組的機械遮斷閥復位，完成危機遮斷裝置的滑閥復位，接通高壓保安油的進油同時將高壓保安油的排油口封住，建立高壓保安油。將掛閘電磁閥帶電10 s左右，薄膜閥壓下，建立AST油壓，當壓力開關組件中的三取二壓力開關檢測到AST油壓已建立后，向DEH發(fā)出信號，DEH判斷掛閘過程完成。本臺機組在進行首次啟機過程中，當DEH操作盤按下“掛閘”按鈕之后，汽輪機組就地不能完成掛閘任務，具體現(xiàn)象:薄膜閥壓下以后，AST油壓不能正常建立，大約5 s左右薄膜閥抬起，DEH操作盤上顯示掛閘失敗。對整個掛閘過程進行深入細致的分析后，造成此種現(xiàn)象的原因有:掛閘電磁閥是否正常;AST電磁閥是否正常;保安油路是否存在泄油現(xiàn)象;危急遮斷器試驗閥組是否存在異常;薄膜閥及其機械部分是否存在異常;主汽門及其本身結構是否存在異常等。如果掛閘電磁閥不正常，就會導致不能正常建立薄膜閥油壓;如果AST電磁閥不正常，就會導致掛閘油壓建立不起來或者機組根本掛不了閘;如果保安油路存在泄油現(xiàn)象，就會導致保安油壓不能保持住，即使機組的低壓組件完成掛閘任務，也會因為無法保持油壓而導致高壓部分掛閘失敗;如果危急遮斷器試驗閥組存在異常，就會直接導致機組不能正常復位，根本無法完成掛閘任務;如果薄膜閥及其機械部分存在異常，那么就會影響薄膜閥油壓的建立，也就是掛閘的第一步就失敗了;如果主汽門及其本身結構存在異常，會導致EH油壓降低的現(xiàn)象，也就是EH油母管油壓不能滿足正常工作需要，當然也就無法完成掛閘任務了［7－8］。

3.1 低壓組件異常及分析

首先確認點擊“掛閘”按鈕以后，掛閘電磁閥能否正常帶電、失電，4個AST電磁閥能否正常帶電，檢查確認均沒有問題。在DEH操作盤點擊“掛閘”按鈕以后，掛閘電磁閥帶電10 s左右，掛閘油壓瞬間下降，保安油壓建立，等掛閘電磁閥失電后，掛閘油壓恢復正常，保安油壓不變，這說明低壓側已經完成掛閘。但是，AST油壓不能建立，在DEH邏輯中，掛閘是否成功，取決于3個AST油壓開關。當AST油壓建立以后，DEH認為掛閘成功，現(xiàn)在高壓側保持不住油壓，說明肯定有泄油的出口，造成泄油的原因可能有:危急遮斷器滑閥的K面不符合工藝要求，導致保持不住油壓;前箱里油路的3個節(jié)流孔尺寸有問題，保持不住油壓;AST電磁閥堵塞;薄膜閥的機械部分有問題。打開前箱檢查危急遮斷器滑閥及節(jié)流孔，同時對其進行相應的清潔處理，確保危急遮斷裝置正常工作。

圖3 中壓主汽門的控制原理

3.2 高壓組件泄油及分析

在確保機組的低壓側完成掛閘任務之后，對AST電磁閥進行清潔，保證油路的各個組件沒有堵塞，如果問題仍然存在，就說明高壓部分存在泄油現(xiàn)象，可以采用排除法找到泄油點。具體方案:首先把2個高主門強制關閉，觀察掛閘過程，看薄膜閥壓下以后AST油壓能否正常建立，從而可以判斷是什么部件在掛閘以后泄油;再依次試驗中主門、高調門和中調門，這樣才能找到造成油壓泄走的真正原因，以這種方案為指導，在強制中主門關閉的情況下發(fā)現(xiàn)一切正常，低壓側和高壓側均能建立油壓，掛閘過程正常，于是對中壓主汽門進行詳細的分析診斷，中壓主汽門的控制原理如圖3所示。

從圖3可以看出，保安油路有問題，2個中壓主汽門保安油管的逆止門(隔絕閥)不能關閉，使保安油都從這里泄漏，形成油循環(huán)，因此不會建立AST油壓，不會掛閘成功的。造成此現(xiàn)象的主要原因:廠家在做油循環(huán)打壓時，為了保證油路暢通且能夠加速循環(huán)而采取通用的辦法，但是實驗結束后，沒能及時恢復，所以導致該現(xiàn)象的發(fā)生;保安油管的逆止門有異物或逆止門不能正常工作，會導致高壓組件泄油。如果是第一種情況，恢復汽門油循環(huán)打壓前的狀態(tài)即可;如果不是這個原因，就必須對逆止門進行調整，對節(jié)流孔進行清潔，如果逆止門損壞的話，就必須更換新的逆止門，這樣就可以正常掛閘，保證機組能夠順利運行。

4 結論

1)在汽輪機組啟動過程中，當發(fā)生主汽門狀態(tài)異常或汽門不能正常開啟等故障時，首先檢查汽門油動機的接線是否正確，然后檢查對應DEH控制組件的內部接線、跳線是否正確，檢查汽門電磁閥及機械部分是否存在異常。

2)若機組啟動過程中發(fā)生掛閘異常等故障，應該對調節(jié)保安油系統(tǒng)進行詳細檢查，同時分析低壓組件及高壓組件是否完成掛閘任務。

3)運行人員必須熟練掌握DEH原理以及油動機的工作方式和原理，才能夠處理啟機過程和運行過程中發(fā)生的任何故障，保障機組安全穩(wěn)定運行。

4)對調節(jié)保安油系統(tǒng)進行分析時，注意觀察薄膜閥油壓和AST電磁閥等是否正常，同時注意油系統(tǒng)中一些逆止門是否正常工作。

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