某燃機電廠高旁閥門反饋裝置故障異常分析

李 光

上海奉賢燃機發電有限公司 上海201403

0 引言

某電廠建設有兩臺F級一拖一多軸布置的燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產機組。機島設備采用上海電氣電站集團引進德國西門子技術生產的SGT5-4000F(4+)型燃氣輪機；汽輪機上海汽輪機廠生產的超高壓、三壓、再熱、反動式、雙缸雙排汽、LZC140-13.0/1.2/555/550型抽汽凝汽式汽輪機，設置一套CCI的100%容量的高壓、中壓和低壓三級汽輪機旁路系統。

1 事件經過

2019年5月19日，1號機組調峰啟動，6：03燃機并網，6：35汽機并網。6：41，高旁反饋由4.1%跳變至21.7%，并緩慢變化至111%，失去監視；主蒸汽壓力波動，汽輪機高壓調門、中壓調門開度波動，7：24，手動打閘停汽機；8：04，主蒸汽壓力高，手動打閘停燃機。

2 檢查分析

2.1 高旁閥反饋開度突變階段6：41高旁閥反饋開度由4%突變至21%，當時閥門指令為1.6 %，高旁開關量反饋顯示閥門關到位。由此可見，閥門反饋裝置出現了故障。

現場檢查發現高旁反饋連桿脫落，彈簧飛出，導致閥位反饋失真。脫開后反饋桿置于固定槽上方，在閥門開啟時跟隨上升，閥門關閉時，不跟隨下降，且顯示反饋數值大于閥門最大位置，導致在高旁閥反饋一直顯示111%，不能實際反饋閥門實際開度。

檢查反饋桿，未發現明顯碰撞痕跡，平順的向外彎曲型變量約4 mm，凸輪邊緣磨損嚴重。閥門正常動作為垂直方向動作，而反饋裝置的卡槽與反饋桿不是完全垂直，在閥門開關動作及管道振動的過程中，對反饋桿存在一定的橫向推力，長期的作用，導致高旁反饋桿變形，最終頂部凸輪從反饋槽中脫出。

2.2 汽機調門開度異常波動階段 在這個期間，高旁閥指令處于2個狀態，閥門在自動控制下緩慢上升后突然關閉，交替反復。緩慢上升是由于主蒸汽壓力大于高旁壓力設定值，高旁閥處于自動狀態，指令在積分的作用下逐漸上升。閥門打開后主汽壓力迅速下降，小于高旁壓力設定值，導致指令突降，壓力回升，關反饋到位。為穩定汽機進汽壓力，汽機高壓調節門、中壓調節門進行自動調節，循環反復，造成汽機調門開度、壓力、流量等參數異常波動。

2.3 機組解列階段 因高壓旁路反饋失去，高旁閥開關幅度大，在高旁閥迅速開啟后，主蒸汽進入再熱冷端，導致再熱蒸汽壓力上升，中壓旁路開啟、中壓調門快速打開，大量消耗鍋爐蓄能，導致主蒸汽壓力、再熱蒸汽壓力快速下降，高壓調門、中壓調門先后進入壓力控制模式，快速關閉，導致汽機負荷快速下降，手動打閘汽機；汽機解列，關閉高旁閥后，高壓主蒸汽壓力迅速上升，為避免鍋爐超壓，手動打閘燃機。

3 暴露的問題

3.1 高旁閥門反饋桿會在外力長期作用下變形脫落，高旁反饋失效，閥位失去監視，是本次異常事件發生的誘因。

3.2 運行值班員監盤不力，在啟動升負荷階段未能及時發現高旁閥閥位反饋異常，未能及時將高旁閥門控制切至手動狀態，有效控制故障。

4 處理情況

4.1 對反饋裝置進行了修復，并設計了防脫落裝置：手工加工墊片，減小了反饋連桿及反饋裝置底座間的間距，使反饋連桿無脫出凹槽。裝復后進行了閥門試驗，閥門動作正常。

4.2 制定旁路故障專項處置措施，規范應急操作流程；優化高壓旁路控制邏輯，在故障狀態時自動將高旁切至手動；優化高旁減溫水控制邏輯，避免減溫水誤噴。