330 MW 供熱機組運行中EGV 全關的分析及處理

于德志

（國家能源集團山東石橫熱電有限公司，山東肥城 271621）

0 引言

隨著全社會節能減排意識的不斷增強和城市發展的要求，火電廠供熱改造已經成為必要的選擇。通過合理的供熱改造，可以實現能源的合理利用，減少能量損失。但供熱改造后的機組在供熱運行當中，仍要承擔電網的調峰、調頻任務，電、熱負荷會隨之波動，在調節供熱參數過程中，會出現一些因供熱設備故障引起的機組運行異常情況，要及時分析原因，采取相應措施，避免事故擴大。

1 設備概況

1.1 系統介紹

某公司三期汽輪機系上海汽輪機廠制造的亞臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、凝汽式300 MW 汽輪機。為滿足地區供熱需要，于2010 年實施供熱改造，改造為抽凝機組，機組型號更改為C330-16.7/0.9/538/538。在汽輪機中低壓缸連通管上開孔，引出一根Φ820×16 供熱蒸汽管道，引出管道上設置供熱調節站，同時在聯通管上增設調整碟閥，為保證低壓缸的冷卻流量，即使蝶閥全關，仍有原連通管30%的蒸汽流量流過。供熱改造后可抽出額定壓力0.9 MPa、溫度353 ℃、抽汽量300 t/h的蒸汽作為熱網首站的汽源（圖1）。

圖1 供熱抽汽系統

機組冬季供熱時，供熱抽汽調節通過調節連通管壓力調節閥（EGV）和供熱抽汽調節閥（LEV）完成。EGV 采用液動執行機構，連接至大機抗燃油（EH）系統，接受汽輪機數字電液控制系統（DEH）來的信號，實現閥門控制，LEV 采用電動執行器控制，EGV 控制進入低壓缸的蒸汽流量，從而控制中壓排汽壓力，LEV 控制供熱抽汽壓力。

1.2 EGV 控制原理

EGV 集高溫蒸汽流量調節和快速開啟等功能于一體，按“液壓關、彈簧開”設計，為上海汽輪機有限公司配套供應。由蝶閥、連桿、油動機、彈簧、伺服閥、卸荷閥、位移傳感器LVDT、隔離閥、快開電磁閥等組成。液壓控制系統為EH 油控制，伺服閥采用MOOG 公司的雙噴嘴擋板式電液伺服閥，單側進油控制，即油動機驅使調閥向關閉位置移動，彈簧力驅使調閥向開啟位置移動，如圖2 所示。

圖2 EGV 油動機液壓控制原理

正常供熱過程中，當發出關閥指令時，經伺服閥轉換成液壓信號，高壓油經伺服閥進入油動機下腔室，控制油動機活塞克服彈簧力移動，經連桿帶動蝶閥使之旋轉關閉（圖3）。當發出開閥指令信號時，經伺服閥控制將油動機下腔室的油緩慢卸壓，在彈簧力的作用下蝶閥開啟（圖4）。若在供熱期間出現中壓排汽溫度達400 ℃或中壓排汽壓力1.4 MPa 異常情況時，邏輯強制EGV 閥門指令100%，伺服閥控制EGV 全開。在開關閥的過程中，線性位移傳感器（LVDT），將油動機活塞的機械位移轉換成電信號，并作為反饋信號與閥位指令電信號相疊加，以達到準確控制閥門位置的目的。當伺服閥內控制滑閥回到中間位置，切斷油動機下腔室與進油、回油通道，使蝶閥保持在穩定的閥位開度位置。

圖3 關閥

圖4 開閥

EGV 控制回路中設有快開電磁閥，機組掛閘后，該電磁閥帶電，控制卸荷閥動作開啟，快速卸去油缸活塞下部的抗燃油，在彈簧力的作用下迅速全開EGV，同時這也是保證機組在純凝汽工況（抽汽控制回路退出）運行時，EGV 始終保持全開。當抽汽控制回路投入，電磁閥失電，可通過伺服閥指令控制EGV 的開度，遇有汽輪機跳閘或超速保護控制單元（OPC）動作時，通過伺服閥強開EGV。

2 故障分析及處理

2.1 故障現象

2015 年12 月7 日19：00，5#機組負荷280 MW、蒸汽流量960 t/h、供熱抽汽量175 t/h、供熱EGV 開度63%、LEV 開度37%。19：02 逐步調整EGV 指令至48%，EGV 開度反饋在63%～40%范圍波動，至19：04 EGV 突然自關至1%，手動增加EGV開指令無法打開，機組負荷降至195 MW，中壓缸排汽壓力升至1.1 MPa，中壓缸排汽溫度達425 ℃，供熱抽汽量突增至299 t/h，供熱抽汽管道安全閥（2 個）起座，就地檢查閥門實際位置與指示值對應。期間運行人員根據機組情況立即進行減負荷、降壓、降主再熱汽溫等處理，降負荷至90 MW，調整對外供熱抽汽流量，暫維持機組低負荷運行狀態。

2.2 原因分析

針對事故狀況，對有可能造成機組運行EGV 關閉的因素進行分析，并根據EGV 調節原理，認為造成該閥關閉且無法開啟的原因主要有以下3 個方面。

2.2.1 閥體內部故障

EGV 正常調節時其閥板圍繞閥桿中心線作90°轉動，以實現閥門的開或關，為防止閥板偏心，閥板在閥桿軸端依靠固定銷軸向定位。若運行中調整EGV 開度，特別是在關小，一般開度＜50%時，閥板前后壓差逐漸增大，在閥板上的壓力變化較大，作用在閥板上的力加上油動機下腔室的油壓有可能超過彈簧力，使調門過關，LVDT 檢測閥門過關，即調門反饋低于調門指令，伺服閥動作。卸去油動機下腔室部分油壓，在彈簧力的作用下，調閥又迅速打開，造成調門在某一區域頻繁波動，如此反復變化，造成閥門內部部件變形或損壞，EGV 閥突然全關卡澀。

2.2.2 執行機構故障

執行機構出現故障的主要表現為：彈簧筒內彈簧由于長時間運行，內部部件脫落、移位，或者彈簧力不足，無法克服抗燃油壓力，造成調節閥關閉且無法開啟。

2.2.3 伺服閥內部卡澀故障

由于EGV 油動機所處環境溫度較高，一般機組負荷和供熱穩定時EGV 開度變動不大，甚至長時間不動，致使油動機內部抗燃油流動性較差，易形成死油，無法有效冷卻。油溫升高，加速抗燃油油質劣化，油質變差。如果油質較差，伺服閥的噴嘴和擋板的間隙、滑閥的工作間隙容易堵塞，造成滑閥只能處在或左或右的位置，油動機往往卡在全開或全關的位置而失去控制。

2.3 故障處理

由于機組處于運行狀態，閥體內部故障和執行機構故障只能在機組停機時處理，而EGV 伺服閥液壓油路配有高壓抗燃油（HP）進、出油手動隔離閥，可確保在伺服閥發生故障后，方便對伺服閥進行在線隔離、更換。對伺服閥進行在線更換后，EGV 恢復正常調節，故障消除。

3 防范措施

（1）對EGV 所處區域進行綜合治理，消除EGV 處保溫不良等原因造成的環境溫度超標現象。

（2）利用機組大小修機會對EGV 進行解體檢查，保證閥碟及傳動裝置狀態良好，避免出現傳動滯動及卡澀現象，同時解體檢查EGV 彈簧彈性良好，確認無彈性失效現象。

（3）機組供熱期間，正常運行時如EGV 開度連續8 h 未發生變化，應調整其開度，以避免EGV 油動機形成高溫區域死油，提高抗燃油的流動性。

（4）執行抗燃油定期檢驗制度，關注顆粒度和酸值變化，異常情況及時通知相關單位進行處理。

4 結束語

隨著機組供熱工作重要性的逐步顯現，供熱設備出現異常情況，不但會影響機組效益，還會帶來負面的社會影響，給企業增加不必要的損失，因此機組供熱設備的日常維護尤為重要，只有設備維護到位、防范措施得當，才能保證供熱設備長周期穩定運行。