關于哈汽150MW汽輪機調節(DEH)系統掛閘主汽門瞬間擺動缺陷的分析

胡長偉

(京能赤峰能源發展有限公司,內蒙古赤峰 024000)

關于哈汽150MW汽輪機調節(DEH)系統掛閘主汽門瞬間擺動缺陷的分析

胡長偉

(京能赤峰能源發展有限公司,內蒙古赤峰 024000)

當今世界已經進入了21世紀,人類社會已發展到前人難以想象的高度文明階段。電力工業隨之同步發展壯大,而作為火力發電廠中重要設備的汽輪機調節保安系統是否能穩定運行變得至關重要,本文主要通過哈爾濱汽輪機廠生產的150MW汽輪機在掛閘瞬時主汽門方面存在的問題及缺陷做出闡述及改進意見

DEH 危急遮斷 掛閘 開關電磁閥 AST 主汽門 卸荷閥

1 引言

汽輪機是火力發電廠中的重要設備,在高溫高壓蒸汽作用下高速旋轉,完成熱能到機械能的轉換。汽輪機驅動發電機轉動,將機械能轉換成電能,電力網將電能輸送給各個用戶。電力生產對發電用的汽輪機控制系統提出了兩個基本要求:一是保證能夠隨時滿足用戶對電能的需求,二是使機組能夠維持一定的轉速,保證供電的頻率和機組本身的安全。

2 汽輪機調節保安系統動作原理

2.1 汽輪機危機遮斷系統幾個主要部分

(1)卸荷閥;卸載閥裝在執行機構控制塊上,它主要作用是當機組發生故障必須緊急停機時,在危急遮斷裝置動作使自動停機危急遮斷油(AST油)泄去,可使執行機構活塞桿下腔的壓力油經卸載閥快速釋放,在閥門彈簧力的作用下,使主汽閥閥門關閉。(2)開關電磁閥;開關電磁閥位于油動機集成塊上,它在得電動作時將油動機卸荷閥上腔的自動停機危急遮斷控制由于有壓回油母管接通,油動機卸荷閥的滑閥在底部的壓力油作用下迅速打開,使油動機油缸活塞下腔的壓力油被排往有壓回油母管,主汽門在操縱座彈簧力的作用下迅速關閉,該電磁閥在失電狀態時,卸荷閥上部的AST控制油得以保持,卸荷閥關閉,油動機油缸活塞下腔油壓得以建立,這樣,油動機油缸在油壓作用下克服操縱座的彈簧力,使主汽門打開。(3)危急遮斷(AST)電磁閥組件;四個串并聯布置的AST電磁閥(20—1.2.3.4./AST)是由DEH控制器的自動停機危急遮斷保護部分所控制,正常運行時這四個AST電磁閥是得電關閉的,封閉了AST母管的泄油通道,使各主汽門執行機構和調節閥門執行機構活塞桿的下腔建立起油壓,當機組發生危急情況時,AST信號輸出,這四個電磁閥就失電打開,使AST母管油液經無壓回油管路排至EH油箱。這樣各主汽門執行機構和各調節閥門執行機構上的卸荷閥就快速打開,使各個汽門快速關閉。

2.2 掛閘及跳閘工作原理

掛閘時高壓自動關閉器執行機構接受DEH控制系統來的控制信號,其開關電磁閥(該電磁閥為二位四通常閉電磁閥)在得到DEH控制系統發出的控制信號后,該電磁閥動作,使其排油通道關閉,掛閘成功。而跳閘時該油動機的油缸旁,有一個卸荷閥,當汽輪機發生危急情況時自動停機危急遮斷油(AST油)卸去后,卸荷閥快速打開,迅速卸去執行機構活塞桿下腔的壓力油,則主汽門在彈簧力的作用下迅速關閉,因此危急遮斷控制(ETS)的作用就是在ETS系統檢測到機組超速達到110%額定轉速或其他安全指標達到安全界限后,通過AST電磁閥關閉所有的主汽閥和調節汽閥,實行緊急停機。

3 調節保安系統在汽輪機掛閘跳閘過程的缺點及改進方案

機組掛閘過程及存在的不足:系統設有一套危急遮斷器滑閥遠方掛閘裝置,供危急遮斷滑閥遠方掛閘使用。機組在進行遠方掛閘時,其程序如下:按下掛閘按鈕,掛閘組件上的掛閘電磁閥得電打開,將危急遮斷器滑閥上腔的掛閘油泄去(該掛閘油是壓力油經過一個∮6節流孔后形成的),危急遮斷器滑閥在其底部壓力油油壓的作用下由下止點上升到上止點,這樣,就將低壓保安油的排油口封住,封住了高壓抗燃油危急遮斷系統的自動停機危急遮斷母管(AST控制油母管)的排油口,EH系統就可以投入使用。當危急遮斷滑閥掛閘油壓跌落到0.45MPa時,位于掛閘油路上的63/RS壓力開關觸點閉合,發出信號給DEH控制系統,使掛閘電磁閥失電,危急遮斷滑閥上腔油壓得以恢復至1.96MPa。這樣,汽輪發電機組的掛閘程序完成。而汽輪機的主汽門的開關電磁閥接受到了掛閘信號后帶電打開,使執行機構活塞桿下腔的壓力油經卸載閥快速釋放,在閥門彈簧力的作用下,使主汽閥閥門雖然在掛閘狀態依然關閉,但是汽輪機判斷掛閘成功的依據是取AST母管上的3個壓力開關(3取2),該壓力開關定值是9.8MPa,即只有當AST母管上得油壓達到9.8MPa以上時系統才認為掛閘成功,此時AST母管油壓從9.8MPa到額定值的時間很短,因此即使開關電磁閥帶電時,此時的執行機構下腔油壓使得主汽門已經被開啟了一部分了,所以我們在實際過程中會看到機組掛閘而主汽門未開啟時出現了開關擺動。

解決機組掛閘過程及存在的不足方案;針對這種情況考慮ATS母管油壓建立的問題,正是因為其油壓建立太快,而主汽門的開關電磁閥還沒來得及將卸荷閥上腔的油壓卸掉,因此可將高壓油至AST遮斷母管注油的截流孔板的直徑變小,從而降低AST母管油壓建立的速度,讓開關電磁閥帶電后能及時的將主汽門油動機高壓油卸掉,從而能解決掉此類問題,但是不足的是,這樣做可能會使得遮斷母管油壓建立過慢,進而影響機組的掛閘時間。

4 結語

綜上所述,單一通過改變高壓油至ATS遮斷母管注油的截流孔板雖然能起到避免汽輪機主汽門在機組掛閘瞬間擺動的情況,缺點就是使得機組的掛閘時間大大增加,機組恢復的速度會受到一定程度的影響。而通過在AST母管增設單獨的壓力開關來控制主氣門的開關電磁閥,理論上也很難實現,所以建議上述兩點綜合改進,即在適當改小高壓油至ATS遮斷母管注油的截流孔板的孔徑(在不影響AST母管建立油壓速度的前提下),同時在AST母管增設一到兩個壓力開關用來單獨控制主氣門的開關電磁閥是否帶電,從而避免了主汽門在機組掛閘的時候出現波動。

[1]胡念蘇.汽輪機設備及其系統[M].中國電力出版社,2003(7).

[2]沈士一,康松,莊慶賀,龐立云.汽輪機原理[M].中國電力出版社,1992(6).

[3]哈爾濱汽輪機有限公司.135MW中間再熱式汽輪機說明說,2005.

[4]上海新華控制技術集團有限公司.135MW汽輪機數字電液調節系統說明書.