東汽660MW超臨界機組汽輪機調節保安系統常見故障分析

魏俊姚

摘 要：介紹東汽660MW汽輪機組在投產調試及后續運行中出現的調節系統的各種故障，從而提出了針對性的解決措施，為類似汽輪機保安系統故障分析提供了可供參考的經驗，并且著重介紹了汽輪機保安系統中電液執行機構中節流孔及EH油質的重要作用。

關鍵詞：調節油系統 節流孔 EH油

中圖分類號：TM621文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）05-0-02

汽輪發電機組的任務是根據用戶的用電要求，提供質量合格的電能，而電能一般不能大量儲存，因此，汽輪機必須進行調節，以適應外負荷變化的要求。隨著機組功率的增加，現代汽輪機都是采用DEH數字式電液調節系統實現機組的調節與保護。DEH系統通過控制汽輪機主汽門和調節汽門的開度，來控制進汽量，實現對汽輪機的轉速、負荷的控制，同時在機組出現異常時，能自動改變運行工況，直至停機，保證機組安全，因此汽輪機調節系統的安全運行至關重要，本文主要研究了汽輪機調試過程及運行中調節系統的出現的故障。

一、設備簡介

托克托發電公司五期汽輪機為東方汽輪機廠生產制造，型號為NZK660-28/600/620-1型，型式為超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，設有2個高壓主汽門（MSV）、2個高壓調門（CV）、2個中壓聯合汽門（RSV-CRV）。MSV和RSV兩側閥門均配有活動試驗電磁閥。每個汽門均配有快關電磁閥，用于快關汽輪機進汽閥門，切斷機組進汽。有兩套跳閘回路：一路可以遠方使機械停機電磁閥帶電或直接拉下跳閘手柄，使機組跳閘;另一路為高壓遮斷模塊，通過4個電磁閥兩兩取或、而后取與構成的邏輯關系，在電磁閥失電時使機組跳閘，正常運行時可以在線進行單個電磁閥活動試驗。大小機共用一套EH油系統。機組于2016年9月份進行新投產調試，調試及運行期間出現多起故障，現進行分類說明。

二、調節系統主要故障及處理

1.節流孔未安裝或孔進不合適導致的故障

節流孔對于汽輪機的安全油起著非常重要的作用，一些節流孔承擔著補充安全油管道內的油量以保證節流孔前的油壓穩定并且維持管道內安全油流動性的功能，這種節流孔的作用主要是針對安全油而言的，可以建立并維持安全油壓，同時使安全油進行小幅度的流動，避免抗燃油出現“死油”的情況。這類節流孔對于汽輪機常用的OPC和AST安全油都同樣適用。節流孔漏裝或者孔徑不合適都會導致EH油壓建立不起來，或者EH油壓偏低的現象，這種故障的出現會導致汽輪機掛不上閘，或者油壓偏低導致機組跳閘，影響機組的安全、經濟運行。

1.1 EH油壓力偏低或油壓無法建立

EH油壓的穩定直接關系到汽輪機工作的質量和操作控制的成效，保證機組安全、穩定連續運行。托電9號機660MW超超臨界直流機組在EH油系統調試階段小機不掛閘，EH油壓偏低，油壓無法維持，經就地檢查發現小機EH油管道振動較大，回油管道溫度較高。后安裝檢查發現小機1號主汽門上電磁閥前節流閥缺失，未掛閘時將EH油通過小機1號主汽門泄回油箱，泄油量較大，油壓無法維持。后檢查發現由于廠家未給供貨，導致安裝時將此節流孔遺漏。后將小機1號主汽門上電磁閥前節流孔安裝后，EH油壓上升到正常。

因而當該類故障發生時，相關運行、檢修人員可以下根據節流孔的用途，逐個檢查EH油系統是否漏裝了節流孔，并檢查各個節流孔的孔徑是否正常。如果是漏裝節流孔導致調速油壓故障直接補裝節流孔，如果是孔徑變大導致，更換合適孔徑的節流孔便可以使調速油壓順利建立起來。

1.2機組無法掛閘

如果在汽輪機機組調試或正常起機過程中發生汽機無法掛閘的情況，首先檢查EH油壓是否偏低，檢查安全油壓力開關三取二信號是否返回，安全油壓是否正常，若不正常，需檢查高壓遮斷模塊中兩節流孔和低壓遮斷隔離閥組的旁路節流孔是否漏裝或孔徑較大。如在托電9機組調試過程中，EH油壓正常，但大機無法掛閘，安裝在檢查高壓遮斷模塊中兩節流孔時發現節流孔孔徑與設計不符，孔徑較大，將兩節流孔更換后機組掛閘正常，安全油壓正常。

1.3試驗過程中機組跳閘

東汽機組EH油系統日常中需做遮斷電磁閥5YV、6YV、7YV、8YV活動試驗，在第一次執行試驗工作時，機組跳閘。檢查發現在高壓遮斷模塊內部的節流孔孔徑較大，試驗過程中將導致安全油泄壓，機組跳閘。

1.4主汽門掛閘后開門緩慢

9機組調試過程中EH油壓偏低，安裝人員將主汽門上的節流孔換小，而后又發現主汽門開門速度緩慢的問題，后通過調節其他地方的節流孔以及適當調整主汽門的節流孔大小，在保證EH油壓前提下盡量維持主汽門開門速度，以保證機組跳閘后可以及時沖轉，保證機組安全。

2.油質不合格導致的故障

油質是汽輪機調節保安系統中最為關鍵的因素，質量不達標的調速油無法對汽輪機進行有效的控制，從運行經驗看，汽輪機運行中調節系統大部分故障都是由于油質不良導致的。油質不良包括油質不清潔及運行中油質惡化兩方面。正常運行中，抗燃油由于高溫氧化、水解等化學反應會產生酸性較強的脂類物質，腐蝕系統零部件，由于液壓調節元件的間隙都很小，腐蝕物形成的顆粒物污染會磨損、堵塞調節油系統中的關鍵部位，如電磁閥、伺服閥、節流孔等，導致主汽門、調門卡澀，高調門擺動，小機給水流量大幅度擺動等，這類現象也比較常見。對于新安裝機組由于前期濾油時間不夠，雖然抗燃油指標檢測合格，但基建過程中往往沖洗不是很徹底，運行中當流量發生波動時對管道發生沖擊，造成附著在管道內壁的顆粒脫落，使得伺服閥卡澀，但后期往往出現各種故障。

2.1高調門擺動

托電9號機組調試完畢正常投運后2號高調門出現擺動現象，懷疑EH油質不合格，但化驗結果合格，檢修人員更換2號高調門前供油濾網后不見好轉，后就地加裝精密濾油機濾油，并清理2號高調門伺服閥后，調門動作正常，這就是由于調試階段濾油時間不夠造成的，建議新建機組調試階段不能只檢查油質指標，濾油時間也很重要。

2.2 9號機小機調門擺動，給水流量擺動

9號機調試完畢后正常運行中，發現9號機汽溫擺動較大，水煤比頻繁擺動，檢查發現9號機給水流量頻繁擺動，小機調門擺動，做曲線檢查發現小機安全油壓下降，由于大、小機共用一套EH油裝置，懷疑油質不合格，導致伺服閥工作不正常。后清理伺服閥后正常。

2.3 主汽門做全行程試驗時打不開

托電9、10號機組在進行高壓主汽門全行程試驗過程中經常發生主汽門關閉后無法打開的問題，每次通過就地敲打電磁閥后開啟，更換試驗電磁閥后動作正常。后檢查電磁閥并無質量問題，原因仍是油質問題。目前，對于油中的水分和雜質，通常采用定期取樣化驗實施監督、不間斷濾油等方法改善。針對管道問題，利用大、小修對油系統管路進行大流量沖洗，在沖洗的同時安排人員對管道進行敲擊，提高沖洗效果，另外利用大小修對伺服閥及濾網進行清洗。

3.伺服閥故障

伺服閥是調節系統中最關鍵的部位，也是最容易出現故障的部位，其任務是把電氣量轉換為液壓量從而通過油動機控制調門開度，控制機組轉速及負荷。要求具有較高的精度，線性度、靈敏度和動態特性。伺服閥故障主要是由于油質不合格造成的，另外伺服閥自身問題也常引起調節系統故障，如伺服閥的內漏大，分辨率大和零區不穩定，均可能引起電調系統的擺動。除此之外，安裝過程中伺服閥裝反或者回油口未接通也會導致故障。托電7號機正常運行中調門卡澀，更換伺服閥后調門直接全開，原因就是伺服閥裝反。

4.其他小卡件故障

汽輪機調節油系統除重要的伺服閥、電磁閥、卸荷閥等重要組成設備外，還有一些細小的零件也會造成調節系統故障，如托電9號機調試過程中在進行甩50%負荷試驗結束后機組打閘動作正常，但DEH畫面仍顯示掛閘，后檢查發現為低壓遮斷模塊的打閘電磁鐵未動作，原因為試驗過程中3YV電磁閥上的二極管被擊穿，導致3YV失電，未動作。

5.熱工信號導致的故障

汽輪機調節系統工作不正常時，除了機務方面的檢查，如伺服閥卡澀，卸荷閥故障外，熱工信號也是重要檢查部位之一，如就地LVDT信號故障，反饋桿斷裂等。另外熱工干擾也是重要影響因素之一。如托電9號機小機首次沖轉過程中，在做1號低壓主汽門活動試驗時，小機轉速偏差大導致小機跳閘，檢查發現原因為熱工轉速干擾造成，熱工更換轉速探頭電纜后試驗仍因轉速偏差大，轉速干擾跳閘，后熱工通過在試驗電磁閥處加裝二極管，干擾消失，小機試驗正常。我們在日常工作中排除機務問題后及時聯系熱工進行排查，發現干擾可通過更換信號電纜，關鍵位置加裝二極管、電容、電阻等方法消除故障。

結語

機組在調試階段容易發生各類異常，特別對調節油系統，由于其精密性更容易發生故障，這些故障會嚴重影響機組的安全穩定運行，我們希望能在調試過程中發現問題，但有些問題也能避免，如油質問題，我們在調試階段不能單單靠指標就判斷油質合格，必須的沖洗時間不能縮短，另外在安裝過程中一定要加強對節流孔的重視。發生故障后，運行人員應及時對發生故障的現象和位置進行分析，并結合自身的工作經驗，在短時間內消除故障，防止調節發散，影響機組安全穩定運行。日常工作中加強EH油濾油工作，監視好EH油壓及安全油壓也是保證機組安全運行的重要措施。

參考文獻

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