1000MW汽輪機ATT風險及控制

俞鋒等

摘 要：本文主要介紹國華寧海電廠2×1000MW超超臨界燃煤機組獨特的DEH控制原理及動作過程；針對國內同類型機組汽輪機ATT時發生跳機事故所采取的對策及防范措施。

關鍵詞：汽輪機；ATT；電磁閥；跳機

Abstract： This article main contain the special control loop of the DEH of Guohua Power Generation in Ninghai 2×1000MW Units；This article also main contain the risk of the turbine ATT and how to prevent the risk when the turbine ATT .

Keywords： turbine； ATT； Electromagnetic valve；trip

前言

寧海電廠二期工程三大主機選型為上海鍋爐廠引進Alstom Power Boiler GmbH技術生產的SG3091/27.56-M54X型2×1000MW超超臨界參數變壓運行直流塔式鍋爐，配以100%BMCR的高旁和65%BMCR的低旁。汽輪機配以上海汽輪機廠2×1000MW超超臨界N1000-26.25/600/600（TC4F）型反動凝汽式汽輪機，發電機采用上海發電機有限公司THDF125/67型發電機并配以無刷勵磁系統[1]。

1.ATT釋義及試驗過程

所謂ATT，即汽輪機主汽門、調門補汽閥等活動性試驗，是大型汽輪機防止汽門卡澀、汽輪機超速飛車及汽輪機進水等惡性事故的主要措施，并納入了火電廠日常定期工作。以上汽引進Siemens 1000MW汽輪機（TC4F型）A主汽門、高調門試驗為例，過程如下：

（1）記錄高調門A的開度

（2）高壓調門A緩慢關閉

（3）高壓主汽門A1號快關電磁閥動作，高壓主汽門A關閉

（4）高壓主汽門A1號快關電磁閥恢復，高壓主汽門A打開

（5）高壓主汽門A2號快關電磁閥動作，高壓主汽門A關閉

（6）高壓調門A打開到10%

（7）高壓調門A1號快關電磁閥動作，高壓調門A關閉

（8）高壓調門A1號快關電磁閥恢復，高壓調門A恢復到10%開度

（9）高壓調門A2號快關電磁閥動作，高壓調門A關閉

（10）高壓主汽門A2號快關電磁閥恢復，高壓主汽門A打開

（11）高壓調門A2號快關電磁閥恢復，高壓調門A恢復到試驗前開度

（12）試驗完畢

2.寧海電廠TC4F汽輪機DEH油路介紹

寧電二期工程采用上汽引進的Siemens 1000MW汽輪機技術，每臺機組有2個高壓主汽門、2個中壓主汽門、 2個高調閥、2個中調閥、1個補汽閥（正常不參與調節，供油手動門關閉狀態），其中每個主汽門有2個跳閘電磁閥（并列運行方式），一個方向閥；每個調門有2個跳閘電磁閥（并列運行方式），一個伺服閥（如圖1所示）。跳閘電磁閥失電動作，方向閥得電動作；當任意跳閘電磁閥失電時，方向閥得電，主汽門或調門關閉。

主汽門、調門總計16個跳閘電磁閥，任一個跳閘電磁閥回路短路或斷線均將導致EH油系統短路。因為跳閘電磁閥回路在機組正常運行時常帶電，跳閘電磁閥回路短路或斷路時泄油口打開，EH進油與泄油短路直通，EH油系統母管壓力迅速下降，最終導致EH油壓低跳機。

3.同類型機組案例介紹

2012年5月浙江省內連續發生兩起因汽輪機ATT試驗時EH油壓低跳閘，引起機組非計劃停機的事故，給電廠及電網造成了一定的損失和沖擊，下面就其中一個案例做詳細分析：

3.1某廠660MW超臨界汽輪機，系上汽引進的Siemens汽輪機，型號N660-25/600/600，其控制系統與上汽1000MW級汽輪機DEH類似，在某日執行主汽門、調門ATT試驗時動作過程如下：

12：47依次進行#1高主、#1高調，#2高主、#2高調，#1中主、#1中調ATT試驗，均動作正常。

13：08 #2中主、中調門ATT試驗順控步序結束，開始恢復順控步序。51步通過，#2中主門已開啟；13：11進行52步開啟#2中調門，順控發指令關跳閘電磁閥2（該電磁閥為常開型，得電關），同時放開伺服閥閥限到105%，伺服閥指令為100%，此時反饋指示仍為0%，#2中調門沒有正常開啟。

13：11 EH母管壓力從161bar下跌到聯鎖啟備泵定值（<115bar），#1EH備用油泵自啟。EH母管壓力上升到143bar。

13：14立即派巡檢人員到#2中調門現場檢查是否漏油及確認調門實際位置，檢查未發現漏油，同時確認調門為全關狀態；然后繼續沿EH進油管路進行檢查有無泄漏。

13：16 運行操作員在DEH畫面手動退出ATT試驗程序無效。熱工人員現場核對跳閘電磁閥2已帶電。

13：18運行操作員強制設置#2中調門閥限為0%無效。

13：27 EH母管油壓降到跳機保護動作值（<105bar），汽輪機跳閘，鍋爐MFT保護動作[2]。

3.2原因分析

事后分析原因：#2中調門跳閘電磁閥2進行失電卸油關門動作試驗成功后，重新得電因卡澀（進入雜質）未回座，EH泄壓回路仍然導通；開啟伺服閥進油后，EH母管進回油導通，EH油母管壓力持續下降，導致EH低油壓保護動作，汽輪機跳閘。本月稍后發生的省內同類型1000MW機組ATT試驗時跳機，過程與此類似，同樣因試驗結束前恢復時因跳閘電磁閥得電卡澀引起進回油短路，EH油壓低跳閘。

4.防范對策

針對省內兄弟單位這連續兩起非停事故，寧海電廠上下高度重視，廠領導專門召開了關于我廠汽機ATT試驗分析討論會，就如何避免此類的風險進行了重點討論，并聯系上汽廠就如何完善汽機ATT試驗進行了交涉，形成紀要如下：

（1）調門進行ATT試驗時，如果快關電磁閥帶電復位后由于機械部分卡澀仍處于開啟泄油狀態，時調門無法正常開啟，調門閥位指令與反饋會產生較大偏差，因此調門控制回路會在伺服閥線圈上產生很大的電流信號，增加伺服閥的流量，由于DEH采用的T3000系統可以在線監測伺服閥線圈電流，可以將進行ATT試驗時伺服閥輸出電流持續異常偏高作為快關電磁閥的依據。即伺服閥線圈電流超過某一定值并持續2～3秒后，可以判斷快關電磁閥故障，并發出信號將伺服閥指令清零，關閉油動機進油，維持EH油壓穩定，避免EH油壓低跳機事故[3]；

（2）如果主汽門已開足調門未開出，可將調門的跳閘電磁閥手動開關一兩次，如仍無效，通知檢修處理；

（3）增加手動退出ATT按鈕；

（4）如判斷快關電磁閥故障，立即將對應的閥限設置為零，就地在EH油箱上關閉對應閥門油動機的供油手動門；

（5）加強EH油質的管理工作，定期化驗、濾油，保證油質在正常范圍內；

（6）如遇到其它參數或故障危及機組正常運行，按規程操作處理。

5.結語

以上防范對策在寧海電廠迅速實施，使得寧海電廠本就良好的安全生產形勢再上一個臺階，本年度至今寧電兩臺1000MW機組連續運行近兩年無非停，在國華電力乃至同類型機組中也不多見，應該說取得了比較好的安全生產局面。近年來我國汽輪發電機組越來越朝著大容量、高參數、自動化方向發展，超臨界、超超臨界機組電站在我國各地方興未艾。越來越多的先進技術在電站行業得到了利用，電站技術人員的勞動力也從中得到了大大的解放，但分屬各個電力集團、省公司、地方電廠等給行業間的交流帶來了弊端，電廠異常案例重復發生，希冀此文拋磚引玉，為我國電力行業間擴大交流添磚加瓦，使我國電力安全生產再攀高峰！

參考文獻

[1] 上海鍋爐廠技術協議，2007.

[2] 浙能安全生產視頻會議內容整理，2012.

[3] 上海電站設備有限公司上海汽輪機廠傳真，2012.6-15.

4.防范對策

針對省內兄弟單位這連續兩起非停事故，寧海電廠上下高度重視，廠領導專門召開了關于我廠汽機ATT試驗分析討論會，就如何避免此類的風險進行了重點討論，并聯系上汽廠就如何完善汽機ATT試驗進行了交涉，形成紀要如下：

（1）調門進行ATT試驗時，如果快關電磁閥帶電復位后由于機械部分卡澀仍處于開啟泄油狀態，時調門無法正常開啟，調門閥位指令與反饋會產生較大偏差，因此調門控制回路會在伺服閥線圈上產生很大的電流信號，增加伺服閥的流量，由于DEH采用的T3000系統可以在線監測伺服閥線圈電流，可以將進行ATT試驗時伺服閥輸出電流持續異常偏高作為快關電磁閥的依據。即伺服閥線圈電流超過某一定值并持續2～3秒后，可以判斷快關電磁閥故障，并發出信號將伺服閥指令清零，關閉油動機進油，維持EH油壓穩定，避免EH油壓低跳機事故[3]；

（2）如果主汽門已開足調門未開出，可將調門的跳閘電磁閥手動開關一兩次，如仍無效，通知檢修處理；

（3）增加手動退出ATT按鈕；

（4）如判斷快關電磁閥故障，立即將對應的閥限設置為零，就地在EH油箱上關閉對應閥門油動機的供油手動門；

（5）加強EH油質的管理工作，定期化驗、濾油，保證油質在正常范圍內；

（6）如遇到其它參數或故障危及機組正常運行，按規程操作處理。

5.結語

以上防范對策在寧海電廠迅速實施，使得寧海電廠本就良好的安全生產形勢再上一個臺階，本年度至今寧電兩臺1000MW機組連續運行近兩年無非停，在國華電力乃至同類型機組中也不多見，應該說取得了比較好的安全生產局面。近年來我國汽輪發電機組越來越朝著大容量、高參數、自動化方向發展，超臨界、超超臨界機組電站在我國各地方興未艾。越來越多的先進技術在電站行業得到了利用，電站技術人員的勞動力也從中得到了大大的解放，但分屬各個電力集團、省公司、地方電廠等給行業間的交流帶來了弊端，電廠異常案例重復發生，希冀此文拋磚引玉，為我國電力行業間擴大交流添磚加瓦，使我國電力安全生產再攀高峰！

參考文獻

[1] 上海鍋爐廠技術協議，2007.

[2] 浙能安全生產視頻會議內容整理，2012.

[3] 上海電站設備有限公司上海汽輪機廠傳真，2012.6-15.

4.防范對策

針對省內兄弟單位這連續兩起非停事故，寧海電廠上下高度重視，廠領導專門召開了關于我廠汽機ATT試驗分析討論會，就如何避免此類的風險進行了重點討論，并聯系上汽廠就如何完善汽機ATT試驗進行了交涉，形成紀要如下：

（1）調門進行ATT試驗時，如果快關電磁閥帶電復位后由于機械部分卡澀仍處于開啟泄油狀態，時調門無法正常開啟，調門閥位指令與反饋會產生較大偏差，因此調門控制回路會在伺服閥線圈上產生很大的電流信號，增加伺服閥的流量，由于DEH采用的T3000系統可以在線監測伺服閥線圈電流，可以將進行ATT試驗時伺服閥輸出電流持續異常偏高作為快關電磁閥的依據。即伺服閥線圈電流超過某一定值并持續2～3秒后，可以判斷快關電磁閥故障，并發出信號將伺服閥指令清零，關閉油動機進油，維持EH油壓穩定，避免EH油壓低跳機事故[3]；

（2）如果主汽門已開足調門未開出，可將調門的跳閘電磁閥手動開關一兩次，如仍無效，通知檢修處理；

（3）增加手動退出ATT按鈕；

（4）如判斷快關電磁閥故障，立即將對應的閥限設置為零，就地在EH油箱上關閉對應閥門油動機的供油手動門；

（5）加強EH油質的管理工作，定期化驗、濾油，保證油質在正常范圍內；

（6）如遇到其它參數或故障危及機組正常運行，按規程操作處理。

5.結語

以上防范對策在寧海電廠迅速實施，使得寧海電廠本就良好的安全生產形勢再上一個臺階，本年度至今寧電兩臺1000MW機組連續運行近兩年無非停，在國華電力乃至同類型機組中也不多見，應該說取得了比較好的安全生產局面。近年來我國汽輪發電機組越來越朝著大容量、高參數、自動化方向發展，超臨界、超超臨界機組電站在我國各地方興未艾。越來越多的先進技術在電站行業得到了利用，電站技術人員的勞動力也從中得到了大大的解放，但分屬各個電力集團、省公司、地方電廠等給行業間的交流帶來了弊端，電廠異常案例重復發生，希冀此文拋磚引玉，為我國電力行業間擴大交流添磚加瓦，使我國電力安全生產再攀高峰！

參考文獻

[1] 上海鍋爐廠技術協議，2007.

[2] 浙能安全生產視頻會議內容整理，2012.

[3] 上海電站設備有限公司上海汽輪機廠傳真，2012.6-15.