關(guān)于哈汽150MW汽輪機(jī)調(diào)節(jié)(DEH)系統(tǒng)掛閘主汽門瞬間擺動缺陷的分析

胡長偉

(京能赤峰能源發(fā)展有限公司,內(nèi)蒙古赤峰 024000)

關(guān)于哈汽150MW汽輪機(jī)調(diào)節(jié)(DEH)系統(tǒng)掛閘主汽門瞬間擺動缺陷的分析

胡長偉

(京能赤峰能源發(fā)展有限公司,內(nèi)蒙古赤峰 024000)

當(dāng)今世界已經(jīng)進(jìn)入了21世紀(jì),人類社會已發(fā)展到前人難以想象的高度文明階段。電力工業(yè)隨之同步發(fā)展壯大,而作為火力發(fā)電廠中重要設(shè)備的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是否能穩(wěn)定運(yùn)行變得至關(guān)重要,本文主要通過哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的150MW汽輪機(jī)在掛閘瞬時主汽門方面存在的問題及缺陷做出闡述及改進(jìn)意見

DEH 危急遮斷 掛閘 開關(guān)電磁閥 AST 主汽門 卸荷閥

1 引言

汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠中的重要設(shè)備,在高溫高壓蒸汽作用下高速旋轉(zhuǎn),完成熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。汽輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能,電力網(wǎng)將電能輸送給各個用戶。電力生產(chǎn)對發(fā)電用的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)提出了兩個基本要求:一是保證能夠隨時滿足用戶對電能的需求,二是使機(jī)組能夠維持一定的轉(zhuǎn)速,保證供電的頻率和機(jī)組本身的安全。

2 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)動作原理

2.1 汽輪機(jī)危機(jī)遮斷系統(tǒng)幾個主要部分

(1)卸荷閥;卸載閥裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制塊上,它主要作用是當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障必須緊急停機(jī)時,在危急遮斷裝置動作使自動停機(jī)危急遮斷油(AST油)泄去,可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞桿下腔的壓力油經(jīng)卸載閥快速釋放,在閥門彈簧力的作用下,使主汽閥閥門關(guān)閉。(2)開關(guān)電磁閥;開關(guān)電磁閥位于油動機(jī)集成塊上,它在得電動作時將油動機(jī)卸荷閥上腔的自動停機(jī)危急遮斷控制由于有壓回油母管接通,油動機(jī)卸荷閥的滑閥在底部的壓力油作用下迅速打開,使油動機(jī)油缸活塞下腔的壓力油被排往有壓回油母管,主汽門在操縱座彈簧力的作用下迅速關(guān)閉,該電磁閥在失電狀態(tài)時,卸荷閥上部的AST控制油得以保持,卸荷閥關(guān)閉,油動機(jī)油缸活塞下腔油壓得以建立,這樣,油動機(jī)油缸在油壓作用下克服操縱座的彈簧力,使主汽門打開。(3)危急遮斷(AST)電磁閥組件;四個串并聯(lián)布置的AST電磁閥(20—1.2.3.4./AST)是由DEH控制器的自動停機(jī)危急遮斷保護(hù)部分所控制,正常運(yùn)行時這四個AST電磁閥是得電關(guān)閉的,封閉了AST母管的泄油通道,使各主汽門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞桿的下腔建立起油壓,當(dāng)機(jī)組發(fā)生危急情況時,AST信號輸出,這四個電磁閥就失電打開,使AST母管油液經(jīng)無壓回油管路排至EH油箱。這樣各主汽門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和各調(diào)節(jié)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的卸荷閥就快速打開,使各個汽門快速關(guān)閉。

2.2 掛閘及跳閘工作原理

掛閘時高壓自動關(guān)閉器執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受DEH控制系統(tǒng)來的控制信號,其開關(guān)電磁閥(該電磁閥為二位四通常閉電磁閥)在得到DEH控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號后,該電磁閥動作,使其排油通道關(guān)閉,掛閘成功。而跳閘時該油動機(jī)的油缸旁,有一個卸荷閥,當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生危急情況時自動停機(jī)危急遮斷油(AST油)卸去后,卸荷閥快速打開,迅速卸去執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞桿下腔的壓力油,則主汽門在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉,因此危急遮斷控制(ETS)的作用就是在ETS系統(tǒng)檢測到機(jī)組超速達(dá)到110%額定轉(zhuǎn)速或其他安全指標(biāo)達(dá)到安全界限后,通過AST電磁閥關(guān)閉所有的主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥,實(shí)行緊急停機(jī)。

3 調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)在汽輪機(jī)掛閘跳閘過程的缺點(diǎn)及改進(jìn)方案

機(jī)組掛閘過程及存在的不足:系統(tǒng)設(shè)有一套危急遮斷器滑閥遠(yuǎn)方掛閘裝置,供危急遮斷滑閥遠(yuǎn)方掛閘使用。機(jī)組在進(jìn)行遠(yuǎn)方掛閘時,其程序如下:按下掛閘按鈕,掛閘組件上的掛閘電磁閥得電打開,將危急遮斷器滑閥上腔的掛閘油泄去(該掛閘油是壓力油經(jīng)過一個∮6節(jié)流孔后形成的),危急遮斷器滑閥在其底部壓力油油壓的作用下由下止點(diǎn)上升到上止點(diǎn),這樣,就將低壓保安油的排油口封住,封住了高壓抗燃油危急遮斷系統(tǒng)的自動停機(jī)危急遮斷母管(AST控制油母管)的排油口,EH系統(tǒng)就可以投入使用。當(dāng)危急遮斷滑閥掛閘油壓跌落到0.45MPa時,位于掛閘油路上的63/RS壓力開關(guān)觸點(diǎn)閉合,發(fā)出信號給DEH控制系統(tǒng),使掛閘電磁閥失電,危急遮斷滑閥上腔油壓得以恢復(fù)至1.96MPa。這樣,汽輪發(fā)電機(jī)組的掛閘程序完成。而汽輪機(jī)的主汽門的開關(guān)電磁閥接受到了掛閘信號后帶電打開,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞桿下腔的壓力油經(jīng)卸載閥快速釋放,在閥門彈簧力的作用下,使主汽閥閥門雖然在掛閘狀態(tài)依然關(guān)閉,但是汽輪機(jī)判斷掛閘成功的依據(jù)是取AST母管上的3個壓力開關(guān)(3取2),該壓力開關(guān)定值是9.8MPa,即只有當(dāng)AST母管上得油壓達(dá)到9.8MPa以上時系統(tǒng)才認(rèn)為掛閘成功,此時AST母管油壓從9.8MPa到額定值的時間很短,因此即使開關(guān)電磁閥帶電時,此時的執(zhí)行機(jī)構(gòu)下腔油壓使得主汽門已經(jīng)被開啟了一部分了,所以我們在實(shí)際過程中會看到機(jī)組掛閘而主汽門未開啟時出現(xiàn)了開關(guān)擺動。

解決機(jī)組掛閘過程及存在的不足方案;針對這種情況考慮ATS母管油壓建立的問題,正是因?yàn)槠溆蛪航⑻?而主汽門的開關(guān)電磁閥還沒來得及將卸荷閥上腔的油壓卸掉,因此可將高壓油至AST遮斷母管注油的截流孔板的直徑變小,從而降低AST母管油壓建立的速度,讓開關(guān)電磁閥帶電后能及時的將主汽門油動機(jī)高壓油卸掉,從而能解決掉此類問題,但是不足的是,這樣做可能會使得遮斷母管油壓建立過慢,進(jìn)而影響機(jī)組的掛閘時間。

4 結(jié)語

綜上所述,單一通過改變高壓油至ATS遮斷母管注油的截流孔板雖然能起到避免汽輪機(jī)主汽門在機(jī)組掛閘瞬間擺動的情況,缺點(diǎn)就是使得機(jī)組的掛閘時間大大增加,機(jī)組恢復(fù)的速度會受到一定程度的影響。而通過在AST母管增設(shè)單獨(dú)的壓力開關(guān)來控制主氣門的開關(guān)電磁閥,理論上也很難實(shí)現(xiàn),所以建議上述兩點(diǎn)綜合改進(jìn),即在適當(dāng)改小高壓油至ATS遮斷母管注油的截流孔板的孔徑(在不影響AST母管建立油壓速度的前提下),同時在AST母管增設(shè)一到兩個壓力開關(guān)用來單獨(dú)控制主氣門的開關(guān)電磁閥是否帶電,從而避免了主汽門在機(jī)組掛閘的時候出現(xiàn)波動。

[1]胡念蘇.汽輪機(jī)設(shè)備及其系統(tǒng)[M].中國電力出版社,2003(7).

[2]沈士一,康松,莊慶賀,龐立云.汽輪機(jī)原理[M].中國電力出版社,1992(6).

[3]哈爾濱汽輪機(jī)有限公司.135MW中間再熱式汽輪機(jī)說明說,2005.

[4]上海新華控制技術(shù)集團(tuán)有限公司.135MW汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)說明書.