某660MW上汽西門子汽輪機(jī)組ATT試驗(yàn)時(shí)故障跳閘原因分析 及優(yōu)化措施

陳豪

摘要：本文主要介紹某660MW超超臨界機(jī)組上汽西門子汽輪機(jī)運(yùn)行中ATT試驗(yàn)時(shí)故障跳閘事故過程、原因分析及優(yōu)化措施。期望能為同類型機(jī)組提供一定參考和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：超超臨界 上汽西門子 ATT試驗(yàn)

某火力發(fā)電廠660MW超超臨界上汽西門子汽輪機(jī)組某次汽門ATT試驗(yàn)時(shí)發(fā)生因EH油泵過載保護(hù)跳閘EH油壓低機(jī)組跳閘事故，通過故障現(xiàn)象對比分析故障跳閘原因，并提出優(yōu)化措施。

1 設(shè)備概況

1.1 設(shè)備情況簡介

本機(jī)組汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)有限公司和SIEMENS公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的660MW超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。其采用全周進(jìn)汽加補(bǔ)汽閥的配汽方式，高、中壓缸切向進(jìn)汽。高、中壓閥門布置在汽缸兩側(cè)，與汽缸直接連接。蒸汽由兩只高壓主汽門及高壓調(diào)門進(jìn)入單流的高壓缸，從高壓缸下部的兩個(gè)排汽口進(jìn)入再熱器，經(jīng)再熱器加熱后，由兩只中壓主汽門及調(diào)門進(jìn)入雙流的中壓缸，由中壓外缸頂部的中低壓連通管進(jìn)入兩只雙流的低壓缸。

1.2 西門子汽輪機(jī)ATT試驗(yàn)簡介

上汽西門子ATT試驗(yàn)指汽機(jī)閥門自動(dòng)測試程控（Automatic turbine tester for valves），也即汽門活動(dòng)性試驗(yàn)，運(yùn)規(guī)要求運(yùn)行機(jī)組每兩月進(jìn)行一次，其主要目為驗(yàn)證汽輪機(jī)各汽門能正常開關(guān)以保證發(fā)生故障跳閘時(shí)能快速關(guān)閉而不卡澀，以防發(fā)生汽輪機(jī)超速事故及汽門液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)電磁閥動(dòng)作正常無卡澀。

1.2.1 ATT試驗(yàn)原理及步驟（以A側(cè)高壓汽門組為例）

如圖1中1為高壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)，2為電液伺服閥，3、4為跳閘電磁閥1、2，5為單向截止閥（共四個(gè)）。如圖1正常運(yùn)行時(shí)跳閘電磁閥1、2均得電使跳閘電磁閥左側(cè)模塊導(dǎo)通油動(dòng)機(jī)卸油回路隔絕，調(diào)門開度由電液伺服閥調(diào)節(jié)進(jìn)回油量控制。而主汽門與調(diào)門油動(dòng)機(jī)區(qū)別主要在于主汽門無電液伺服閥而是控制電磁閥，其失電進(jìn)油得電卸油但無法控制進(jìn)回油量，故主汽門只能全開全關(guān)。

ATT試驗(yàn)步驟：

1、穩(wěn)定負(fù)荷在400MW以下，確認(rèn)DEH系統(tǒng)正常，各汽門動(dòng)作正常，主機(jī)運(yùn)行工況穩(wěn)定，各輔助系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2、通過A側(cè)調(diào)門閥限緩慢關(guān)閉調(diào)門，此時(shí)圖1中電液伺服閥右側(cè)模塊導(dǎo)通油動(dòng)機(jī)右側(cè)腔室卸油，調(diào)門緩慢關(guān)閉，同時(shí)B側(cè)高調(diào)門緩慢開啟，維持機(jī)組參數(shù)穩(wěn)定。

3、A高壓調(diào)門關(guān)閉后，進(jìn)行A高壓主汽門試驗(yàn)，確認(rèn)A高壓主汽門兩個(gè)跳閘電磁閥依次失電且控制電磁閥得電，此時(shí)油動(dòng)機(jī)右側(cè)腔室卸油加上閥門外加彈簧力使A高壓主汽門快速全關(guān)。按照西門子汽輪機(jī)說明書主汽門關(guān)閉時(shí)間應(yīng)小于300ms后給出試驗(yàn)成功反饋，A高壓主汽門試驗(yàn)完成。

4、同理，在A高壓主汽門關(guān)閉的情況下，進(jìn)行A高壓調(diào)門試驗(yàn)，將A高壓調(diào)門通過閥限開至100%，確認(rèn)A高壓調(diào)門兩個(gè)跳閘電磁閥依次失電且電液伺服閥右側(cè)模塊導(dǎo)通，相應(yīng)的A高壓調(diào)門快速關(guān)閉，確認(rèn)ATT“OK”，A高壓調(diào)門試驗(yàn)完成。

5、在A高壓調(diào)門跳閘電磁閥1、2均得電恢復(fù)后，A高壓調(diào)門仍通過閥限保持全關(guān)位置。

6、A高壓主汽門跳閘電磁閥2得電且控制電磁閥失電使A高壓主汽門全開，A高壓調(diào)門通過閥限開始緩慢打開，B高壓調(diào)門開始緩慢關(guān)小，直到恢復(fù)到試驗(yàn)前的狀態(tài)。

同理，其他汽門組試驗(yàn)重復(fù)步驟2至5。

2 事件經(jīng)過

事故前工況：機(jī)組負(fù)荷410MW，DEH壓力控制在“限壓方式”，兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，主機(jī)B EH油泵運(yùn)行，電流23A，油泵出口壓力為16.3MPa，EH油母管壓力16.26MPa。

12：47 開始ATT試驗(yàn)。

13：11：30 當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到B側(cè)中壓汽門組時(shí)（程控走步至52步），發(fā)現(xiàn)B中壓調(diào)門跳閘電磁閥1得電后，B中壓調(diào)門指令為100%，而反饋指示仍為0%；且備用A EH油泵自啟， 母管壓力最低跌至11.2MPa（備泵自啟為小于11.5MPa）。二臺(tái)EH油泵運(yùn)行時(shí)母管油壓為14.3MPa， A EH油泵出口油壓為14.7MPa，電流56A；B EH油泵出口油壓為14.7MPa，電流60A。

13：14 巡檢確認(rèn)B中壓調(diào)門全關(guān)。

13：16 操作員手動(dòng)退出ATT試驗(yàn)及設(shè)置B中壓調(diào)門閥限指令到零均無效（被屏蔽）。

13：20 聯(lián)系檢修人員強(qiáng)制關(guān)閉B中壓汽門組，準(zhǔn)備關(guān)閉B中壓汽門組EH油隔離閥。

13：27：20 A EH油泵電機(jī)跳閘。

13：28 B EH油泵電機(jī)跳閘。

13：28：16 汽機(jī)跳閘（首出EH油壓低）、MFT動(dòng)作及發(fā)電機(jī)跳閘。

3 原因分析

此次事故發(fā)生在B中壓調(diào)門跳閘電磁閥1失電調(diào)門全關(guān)后恢復(fù)過程，此時(shí)電液伺服閥油動(dòng)機(jī)右側(cè)腔室進(jìn)油B側(cè)中壓調(diào)門開啟，但實(shí)際由于該跳閘電磁閥閥門卡而未完全回座（更換該閥后B中壓調(diào)門能正常開關(guān)），而伺服閥指令又開，從而導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)進(jìn)回油導(dǎo)通造成 EH 油壓泄去。該類型汽輪機(jī)組調(diào)速汽門油動(dòng)機(jī)油管路較主汽門粗，進(jìn)回油導(dǎo)通后油流量（150L/min左右）約為主汽門的8倍左右，且遠(yuǎn)超單臺(tái)EH油泵最大設(shè)計(jì)流量（45L/min）致使EH油壓低備用油泵自啟，兩臺(tái)EH油泵運(yùn)行仍發(fā)生電機(jī)過載，造成EH油壓低跳機(jī)。

4 優(yōu)化措施

1、ATT試驗(yàn)EH油壓低由調(diào)門引起時(shí)，通過人工強(qiáng)制退出走步，將調(diào)門閥限設(shè)置為零，使油路切斷。2、ATT試驗(yàn)EH油壓低由主汽門引起時(shí)，通過人工強(qiáng)制退出走步，將主汽門控制電磁閥得電，使油路切斷。3、ATT 試驗(yàn)一旦發(fā)生 EH 油壓下降，閥門開度異常，作為后備手段，巡檢就地關(guān)閉該汽門組 EH 油隔離閥。4、在調(diào)門邏輯中增加：當(dāng)調(diào)門跳閘電磁閥均得電，閥位指令大于8%且閥門關(guān)閉時(shí)且EH母管壓力<150bar，則延時(shí)10s將試驗(yàn)調(diào)門指令清零（此優(yōu)化已包含跳閘電磁閥卡澀、斷線、插裝閥卡澀等各種情況）。

5 結(jié)束語

本次跳閘原因主要為ATT試驗(yàn)時(shí)B中壓調(diào)門跳閘電磁閥雖得電但發(fā)生卡澀，而電液電磁閥由于該調(diào)門指令100%與反饋0%的偏差而開啟，造成油泵過載保護(hù)，EH油壓低跳閘。通過優(yōu)化后機(jī)組ATT試驗(yàn)故障時(shí)均未發(fā)生類似故障，說明該優(yōu)化措施有效。

參考文獻(xiàn)：

[1] 西門子汽輪機(jī)ATT試驗(yàn)說明書，上海汽輪機(jī)廠.

[2] 鄭渭建，謝尉揚(yáng)，顧偉飛，西門子超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)ATT試驗(yàn)存在的問題及其防范措施.

（作者單位：浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司）