汽輪機直流潤滑油泵控制回路改造

摘要：廣州某發電廠#3發電機在機組臨時停機轉子惰走過程中（汽機交流潤滑油泵在運行），潤滑油壓降至102KPa時汽機直流潤滑油泵聯動，潤滑油壓回升至127KPa，之后集控值班員手動停止直流潤滑油泵，汽機潤滑油壓突降到32KPa，直流潤滑油泵無法聯動，同時集控值班員手動合上直流潤滑油泵緊急啟動按鈕仍然無法啟動。本文基于對汽機直流潤滑油泵二次回路分析的基礎上，對直流潤滑油泵二次回路進行改造，達到預期效果。

關鍵詞：汽輪機直流潤滑油泵 二次回路 控制 接觸器 改造

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

廣州某發電廠汽輪機由哈爾濱汽輪機廠設計制造，型號N300-16.7/537/537，設計額定功率為300WM，汽輪機潤滑油系統由主油泵-射油器供油方式，主油泵由汽輪機主軸直接驅動，其出口壓力油驅動射油器工作。潤滑油系統主要用于向汽輪發電機組各軸承提供潤滑油，向汽輪機危急遮斷系統供油，向發電機氫密封裝置提供油源，以及為主軸頂起裝置提供入口油。另配有交流潤滑油泵、直流潤滑油泵各一臺，供機組啟停使用。交流潤滑油泵、直流潤滑油泵均設有低油壓保護投入把手[1-2]，直流潤滑油泵在集控室設有緊急啟動按鈕一個。

1 事故發生情況

廣州某發電廠#3發電機在機組臨時停機轉子惰走過程中（汽機交流潤滑油泵運行），潤滑油壓逐漸降至102KPa時汽機直流潤滑油泵聯動，潤滑油壓升至127KPa，之后集控值班員手動停止直流潤滑油泵。汽機潤滑油壓突降到32KPa，直流潤滑油泵無法聯動，同時集控值班員手動合上直流潤滑油泵緊急啟動按鈕仍然無法啟動。三分鐘后主機潤滑油壓壓力降至29KPa，集控值班員緊急破壞真空，啟動頂軸油泵，轉子惰走44分鐘后降至零轉，投入盤車。

2 事故原因分析

針對事故中，在集控值班員停止直流潤滑油泵后，汽機潤滑油壓力突降至32KPa時，無法聯動直流潤滑油泵，手動合上緊急啟動按鈕ES，汽機直流潤滑油泵仍無法緊急啟動的原因，對汽機直流潤滑油泵控制回路（如下圖2-1）進行分析。

2-1、正常情況啟動：由DCS發出合閘脈沖信號LU0002RD→合閘繼電器HJ的控制線圈接通→合閘繼電器HJ的常開接點HJ-1閉合→合閘繼電器1HJ的控制線圈接通→合閘繼電器1HJ的斷開延時的常開接點1HJ-2閉合→經過跳閘繼電器1TJ常閉接點1TJ-2→直流潤滑油泵接觸器C的控制線圈接通→接觸器C觸點C-1閉合→直流潤滑油泵啟動。

在直流潤滑油泵接觸器C接通后，直流潤滑油泵接觸器C的常開接點C-2閉合，使接觸器C自保持，同時中間繼電器ZJ得電接通，中間繼電器ZJ的常開接點ZJ閉合，使合閘繼電器1HJ接通并保持，合閘繼電器1HJ延時斷開常開接點1HJ-1、1HJ-2保持閉合[3]。

2-2、正常情況跳閘：由DCS發出跳閘脈沖信號（LU0002TD）→跳閘繼電器TJ的控制線圈接通→跳閘繼電器TJ常開接點TJ-1閉合→跳閘繼電器1TJ的控制線圈接通（由于合閘繼電器1HJ的延時斷開常開接點1HJ-1閉合→跳閘繼電器1TJ常開接點1TJ-1閉合→使跳閘繼電器1TJ短時自保持）→跳閘繼電器1TJ常閉接點1TJ-2斷開→使直流潤滑油泵接觸器C的控制線圈失電→交流接觸器C-1觸點斷開→直流潤滑油泵跳閘。

2-3、應急啟動：在直流潤滑油正常情況下無法啟動或者低油壓保護無法聯動的情況下可以通過：按緊急合閘按鈕ES→合閘繼電器1HJ控制線圈接通→合閘繼電器1HJ的斷開延時的常開接點1HJ-2閉合→經過跳閘繼電器1TJ常閉接點1TJ-2→直流潤滑油泵接觸器C的控制線圈接通→交流接觸器C觸點C-1閉合→直流潤滑油泵啟動。

2-4、此次事故中在停止直流潤滑油泵后無法再次啟動的原因分析：在停機轉子惰走過程中（汽機交流潤滑油泵運行），潤滑油壓逐漸降至102KPa時汽機直流潤滑油泵聯動，潤滑油壓升至127KP，而汽機低潤滑油壓聯動直流潤滑油泵保護沒有復歸，造成DCS仍發出直流潤滑油泵的合閘指令（LU002RD）。分析直流潤滑油泵控制回路得知：在集控值班員停運直流潤滑油泵后，因直流潤滑油泵的合閘指令（LU002RD）長期存在，合閘繼電器1HJ未能失電復歸，其延時斷開接點1HJ-1、1HJ-2仍處于閉合狀態。跳閘繼電器1TJ通過：合閘繼電器1HJ的延時斷開接點1HJ-1→跳閘繼電器1TJ的常開接點1TJ-1構成通路，使得跳閘繼電器1TJ出現自保持，使跳閘繼電器1TJ常閉接點1TJ-2斷開。因此在潤滑油壓降至32KPa時無法聯動直流潤滑油泵，同時按下緊急啟動按鈕ES也無法啟動直流潤滑油泵。通過分析，正是因為二次回路存在先天的設計不足，是造成此次事故的主要原因。鑒于直流潤滑油泵二次回路的缺陷，對該回路重新設計改造成為了亟待解決的首要問題。

3 直流潤滑油泵控制回路改造

鑒于直流潤滑油泵二次控制回路中當合閘指令（LU002RD）長期存在時，手動跳開直流潤滑油泵后會導致跳閘回路自保持，此時手動合閘及按下應急啟動按鈕ES均無法啟動汽機直流潤滑油泵。為防止類似事故再次發生，根據電廠安全生產要求，對直流潤滑油泵二次控制回路進行如下改造.（如圖3-1）

3-1、在汽機直流潤滑油二次控制回路中（接點3處）串接一對跳閘繼電器1TJ的常閉接點1TJ-3。這樣即使在合閘指令（LU002RD）長期存時，造成合閘繼電器1HJ的延時斷開接點1HJ-1閉合使跳閘繼電器1TJ出現自保持，也會因串入跳閘繼電器1TJ常閉接點1TJ-3的分開，使合閘繼電器1HJ也無法接通，進而合閘繼電器1HJ的延時斷開接點1HJ-1、1HJ-2有充足的時間分開。當合閘繼電器1HJ的延時斷開接點1HJ-1分開，使跳閘繼電器1TJ失電而使其常閉接點1TJ-3閉合復歸，從而再有合閘指令（LU002RD）的時，直流潤滑油泵能夠順利啟動，這樣僅僅是造成直流潤滑油泵延時啟動而不是拒動（直流潤滑油泵啟動延時的時間是合閘繼電器1HJ的延時斷開接點復位的時間）。

3-2、將原應急啟動按鈕ES更換成把手（型號為LW12-169/9022.4，如圖3-2），將汽機直流潤滑油泵控制回路中的應急啟動按鈕接點移至直流潤滑油泵接觸器C的前端。

當直流潤滑油泵正常情況下無法啟動、低油壓保護無法聯動或者需要緊急啟動的時候，將轉

換把手切至“應急投入”，使得相應的應急啟動按鈕ES的接點1-2、5-6接點接通，直流潤滑油泵在不經過任何閉鎖條件的情況下，直接經過接觸器C啟動。

3-3、直流潤滑油泵電氣回路改造后，經過實際多次模擬事故啟停試驗，已滿足在任何情況下均能啟動直流潤滑油泵需要。

4 結束語

雖然此次沒有引發重大事故，但是也引起我們對設備電氣回路因設計缺陷而存在潛在隱患的重視。并以此為契機，通過此次對汽機直流潤滑油泵控制及動力回路的改造，認真總結事故的原因，做好對其它類似設備電氣回路分析與改造，并結合實際認真做好改造后試驗工作，使得我們電氣回路改造能滿足設備啟停需求。

參考文獻：

[1] 《控制設備與系統》 作者 肖大雛 中國電力出版社

[2] 《電廠熱工自動控制與保護》 作者 王付生 中國電力出版社

[3] 《電氣二次回路識圖》 作者 王越明 王朋 王振龍 化學工業出版社