330MW機組中壓主汽門突然關閉原因分析及預防措施

楊小波

針對我廠2號機組汽輪機A側中壓主汽門突然關閉的一次事故，進行了原因分析，采取了行之有效的控制措施，避免了設備損壞，確保了機組安全穩定運行。對此，提出了防止中壓主汽門突然關閉運行技術措施。

大唐寶雞熱電廠2號機汽輪機為北京北重汽輪電機有限公司制造，型號為NC330-17.75/0.4/540/540，型式為亞臨界、單軸、三缸、兩排汽、一次中間再熱、采暖抽汽凝汽式汽輪機。主蒸汽由爐側經一根主蒸汽管進入機前兩根蒸汽管，然后經兩個高壓主汽門、四個高壓調速汽門進入高壓缸。做完功的蒸汽進入鍋爐再熱器。再熱后通過兩個中壓聯合汽門進入中壓缸，中壓缸做功后一路進入低壓缸，另一路從中壓缸下部排汽口排出，送往熱網加熱器。

調節系統為新華公司的DEH-V全數字電液調節系統。通過EH油液壓系統對汽輪機高壓主汽門和高壓調門，中壓主汽門和中壓調門進行單獨控制，可實現機組單閥和順序閥控制，實現機組在多種控制方式下的安全經濟運行。

故障現象

2016年11月13日，2號機組運行工況負荷234MW，主汽溫度：539℃，再熱汽溫538℃，主汽壓力：13.7MPa，閥門控制方式為單閥控制，AGC投入。運行人員檢查發現DEH畫面A側中壓主汽門反饋到零，A側中壓主汽門關閉報警字幕彈出，就地檢查A側中壓主汽門機械指示到零，確已關閉，檢查EH油壓14.2MPa穩定，EH油泵電流23.5A，無波動。調閱曲線發現機組振動，高、低壓缸脹差以及A側再熱汽溫度均有異常變化，表1所示。

表1中可以看出，汽輪機高壓缸前、后軸承振動以及中壓缸前軸承振動均不同程度的升高，其中中壓缸前瓦X方向振動增幅最大，為20.68um。高壓缸脹差增大0.26mm，中壓缸脹差減小0.09um，這些都是由于單側進汽引起汽輪機不平衡引起。由于閥門關閉，蒸汽不流通，A側再熱汽溫度緩慢下降37℃。

原因分析

可能造成A側中壓主汽門異常關閉的原因：

指令誤發卸荷電磁閥動作造成閥門關閉。通過調閱DEH歷史曲線，可以看出A側中壓主汽門第一次異常關閉時，關指令未發，閥門關閉時間用時4s，在隨后的試驗中閥門試驗中以及大修后閥門試驗中，A側中壓主汽門的關閉時間均小于1s。查閱A側中壓主汽門調試報告，測試關閉時間為115ms；初步分析排除指令誤發卸荷電磁閥動作造成閥門關閉的可能。

（2）卸荷電磁閥故障造成閥門關閉。卸荷電磁閥為二位二通電磁閥，電磁閥開、關信號均為10s定長脈沖，正常運行時不帶電。開信號發時，電磁閥動作封閉卸荷閥上部回油油路，油動機高壓油腔建立油壓（高壓油去卸荷閥上腔節流孔0.8mm），閥門開啟；關信號發時，電磁閥動作卸荷閥上部油腔油路與壓力回油油路相通，卸荷閥動作，高壓油路與壓力回油油路相通，油動機高壓油腔油壓失去，閥門關閉。

故障發生后，隔離高壓油進油后，檢修人員拆下電磁閥檢查，未發現明顯卡澀，也未發現較大顆粒物（近期油質化驗報告顆粒度等級合格）。

（3）試驗電磁閥故障造成閥門關閉。試驗電磁閥用于關閉閥門（10%）以進行定期的閥桿活動試驗，電磁閥動作時常帶電，把油缸高壓腔的油通過一個節流孔（0.8mm）排向回油。改變節流孔的大小可以改變閥門活動試驗的速度，如果試驗電磁閥誤動作一直處于打開狀態，可能會造成閥門在3-5s左右關閉。

通過查閱異常發生時刻歷史趨勢，未進行閥門活動試驗，指令未發。且在A側中主關閉且隔離高壓油進油后對試驗電磁閥進行檢查，未發現試驗電磁閥動作。

（4）主汽門油動機閥門結合面產生間隙。2號機A側中壓主汽門開啟緩慢，如果油路、彈簧正常的情況下，說明開啟閥門所需要克服的力增加，閥門殼體與活塞結合面的摩擦力增大，此種情況下，結合面產生間隙可能造成高壓油腔壓力下降，存在造成閥門關閉的可能。我廠2號機組剛經過A修，主汽門均經過大修，未發現結合面嚴重摩擦，故該原因造成的閥門誤關可能性較小。

（5）油路各接口密封墊泄漏或節流孔堵塞。液壓回路中的密封圈主要有，高壓油進油隔離閥圈、試驗電磁閥密封圈、卸荷電磁閥密封圈，節流孔密封圈、液壓塊內部密封圈等，一般情況下只有發生大量外泄時才會造成閥門關閉，異常發生時檢查液壓塊附近未發現油泄漏現象。

當高壓油進油節流孔（1.2-1.5mm）發生堵塞，使高壓油進油壓力下降而造成主汽門緩慢關閉，在詢問廠家后告知有類似經驗，可能存在節流孔前端因累計絮狀物造成節流孔堵塞，閥門關閉后因為振動或其它原因，往往堵塞物在解體后找不到。

綜上所述，初步懷疑高壓油進油節流孔發生堵塞，是造成本次2號機組A側中壓主汽門異常關閉的原因。

故障處理

按如下步驟和方法處理故障：

（1）申請調度，退出AGC控制，減負荷至180MW，熱網抽汽量小于150t/h。

（2）聯系熱控將A側中壓主汽門指令置于0%。

（3）密切監視機組振動、軸移、脹差的變化。

（4）為了防止關閉閥門突然開啟，造成對機組的沖擊，應關閉油動機EH油進油隔離門。

（5）為了防止管道積水，定期開啟關閉閥門門前疏水門。

（6）聯系熱控緩慢給指令將A側中壓調門關閉。

（7）檢修人員對EH油油路進行清洗，消除故障。

（8）開啟油動機EH油進油隔離門。

（9）聯系熱控開啟A側中壓主氣門。

（10）進行全開、全關閥門活動試驗。

試驗后，開啟閥門。

（11）聯系熱控逐漸給指令緩慢開啟A側中壓調門，密切監視機組振動、軸移、脹差的變化。

（12）申請調度，投入AGC控制，恢復原運行方式。

預防措施

針對以上情況，提出了防止汽輪機主汽門或調門突然關閉的運行技術措施，具體內容如下：

（1）運行人員接班檢查及正常巡回檢查時檢查各高、中壓主汽門及調門開度是否正常。（2）運行中注意監視調門動作情況，注意監視調門指令與反饋一致，就地檢查LVDT接線良好，機械指示動作正常。

（3）運行中加強對EH油泵電流的監視，EH油泵電流是反映其流量的重要指標，監測它可以提前發現系統中是否存在壓力降低的風險。

（4）保持EH油再生裝置連續運行，定期化驗EH油質合格。

（5）定期檢查EH油管路接頭、焊口及密封件，防止密封件損壞和接頭松脫等故障發生。

（6）單閥方式控制時，加負荷注意及時調整主汽壓力，控制高調門開度小于70%，必要時限制加負荷速率（若開度大于70%閥門線性差，會出現開度波動過大現象），開度大于70%立即提高主汽壓力或降低機組負荷，嚴禁高調門全開。

（7）單閥方式控制時，注意監視四個高調門DEH畫面及就地開度是否一致，發現某個

高調門開度與其它偏差大時匯報主管，聯系設備部汽機和熱控共同檢查，做好記錄。

（8）當單個調門卡澀或關閉時，聯系熱控退出振動大保護，根據機組主蒸汽壓力及振動

上升情況迅速減負荷、減燃料。汽機切至DEH閥位控制方式，將故障調門指令強制為0，降低主汽壓力，手動逐漸開大閥位，將其它三個調節閥全開或者切換為單閥控制。

從我廠2號機組A側中壓主汽門突然關閉的事故中，認真分析了原因，總結出了汽輪機主汽門或調門突然關閉的運行技術措施，從運行的日常維護以及發生此類事故時的處置方法都提出了相應要求，具有一定的借鑒意義。endprint