汽輪機自動主汽門故障排除

劉恒(安陽鋼鐵集團有限公司，河南安陽455004)

汽輪機自動主汽門故障排除

劉恒
(安陽鋼鐵集團有限公司，河南安陽455004)

【摘要】分析了汽輪機自動主汽門裝置及開關失靈的故障原因，提出了可行的處理措施，有效地地解決了問題,確保了機組安全穩定運行。

【關鍵詞】汽輪機；主汽門；措施

Troubleshooting of Malfunction in the Automatic Main Throttle Valve of Steam Turbine

Liu Heng
(Anyang Iron & Steel Group Co., Ltd, Anyang, Henan 455004, China)

【Abstracts】Causes of malfunction of the automatic main throttle valve and switch in steam turbine were analyzed and treatment measures were put forward, which effectively solved the problems after implementation and ensured safe and stable operation of the unit.

【Keywords】steam turbine; main throttle valve; measure

1　前言

汽輪機自動主汽門是汽輪機保安系統中重要的裝置，在正常停機和非正常停機時能起到有效快速切斷進汽，防止出現超速等嚴重設備事故。汽輪機作為高速旋轉的大型設備，確保自動主汽門動作可靠尤為重要。下面就結合一臺N25-8.83/535型汽輪機自動主汽門在調試的過程中出現的問題做一論述。

2　調試運行中遇到的問題

本臺汽輪機在調試運行階段，自動主汽門出現以下兩種情況：

(1)自動主汽門活動試驗裝置失靈，現場手動操作活動手輪進行活動試驗，自動主汽門不動作。進行電磁活動試驗時，自動主汽門關閉，活動行程大，造成甩負荷。

(2)機組接收到停機信號后，AST停機電磁得電而使自動主汽門關閉，3 s后AST停機電磁閥自動恢復到失電狀態，自動主汽門又由關閉狀態到自動打開狀態，給機組安全帶來嚴重隱患。

下面就本機組自動主汽門功能原理對以上兩個問題做以分析。其功能原理圖如圖1。

3　自動主汽門活動裝置失靈的原因分析及措施

汽輪機自動主汽門長期在高溫狀況下運行容易發生卡澀現象，一旦出現卡澀現象將嚴重威脅機組安全，其定期活動試驗顯得尤為重要。其活動試驗要求不能影響到機組負荷變化，活動行程要求小于15 mm。下面就遇到的兩種現象做一分析。

3.1手動活動自動主汽門不動作原因分析及措施

操作自動主汽門現場活動手輪進行主汽門活動試驗時，自動主汽門不動作，手動停機時，自動主汽門能正常關閉，由于是新投運設備，可以排除是自動主汽門或操縱座活塞桿卡澀所致。其主要原因還是由于啟動油量過大與試驗手輪的回油量不匹配造成啟動油壓不能降低而使自動主汽門不動作或動作幅度過小。由自動主汽門功能原理圖，通過排查，進入主汽門操縱座前啟動油來油未加裝節流孔造成，通過加裝直徑為4 mm節流孔，此問題得到了很好解決。活動手輪開1圈半活動行程為12 mm，活動手輪全開后，自動主汽門處在關閉狀態。

3.2電磁活動試驗活動行程偏大原因分析及措施

本機組自動主汽門電磁活動試驗嚴重不符合生產要求，由于是新投運的設備，同時只有在做活動試驗時突然關閉，由此判斷自動主汽門電磁活動行程偏大的原因是電磁活動試驗沒調整好，通過控制功能原理可以看出其主要原因有兩點：

一是自動主汽門活動試驗前提條件是在并網狀態下進行，由于安裝調試時間比較緊，全憑經驗對電磁活動試驗可調節流孔的大小進行調整，并未做實際模擬試驗，造成節流孔實際調整偏大，而在并網狀態下做活動試驗時，啟動油壓下降過快造成自動主汽門自動關閉，由自動主汽門關閉信號聯鎖發電機甩負荷。

另一個原因由于自動主汽門活動試驗電磁閥做活動試驗時，程序設置的是帶3 s，時間偏長，造成啟動油泄油時間過長，油壓下降過多而使自動主汽門自動關閉。綜合以上兩點，通過對可調節流孔重新調整減少啟動油的泄油量以及在程序上更改活動試驗電磁閥帶電時間為1 s，有效地控制自動主汽門電磁活動試驗行程約12 mm。

圖1　自動主汽門功能原理圖

4　自動主汽門關閉后又打開的原因分析及措施

汽輪機自動主汽門起到在機組危急的情況下快速切斷進汽來保護汽輪機的安全以及避免更大的設備事故的作用，其動作一定要安全可靠。本機組在調試中出現的自動主汽門在停機后又自動打開的現象是絕對不允許存在的。具體分析如下。

4.1動作現象

正常運行時，自動主汽門全開，啟動油壓為1.4 MPa，安全油壓1.4 MPa；當AST停機電磁閥帶電動作時，自動主汽門全關，啟動油壓降為0，安全油壓降為0.30 MPa；當AST停機電磁閥3 s后又處在失電狀態時，安全油壓恢復到原始值，啟動油壓也隨之恢復到原始值，自動主汽門又再次打開。

4.2原因分析

由于正常運行時復位油壓小于0.03 MPa，滿足工藝要求，基本上可以排除是存在復位油的情況。再通過自動主汽門動作現象及功能原理圖能很好地判斷出造成自動主汽門打開的根本原因在于在AST停機電磁閥動作時，安全油處在泄壓狀態，但其沒有完全泄掉，還存在較高油壓，由油壓可以直接看出，造成掛閘滑閥還處在自鎖狀態，掛閘滑閥處在通路狀態，一旦AST停機電磁閥恢復到失電狀態，安全油壓泄壓狀態解除，安全油壓恢復，啟動滑閥隨著保安油壓恢復自動打開，啟動油建立，自動主汽門打開。由此可見引起自動主汽門再次打開的根本原因在于安全油沒有完全泄掉，其主要原因有以下三點：

(1)AST停機電磁閥帶電時間短，使安全油來不及泄掉；

(2)掛閘滑閥卡澀，使滑閥一直處在通路狀態；

(3)安全油量相對于安全油泄油口卸油量偏大，造成泄壓不全。

4.3故障排除

依據以上分析，首先對AST停機電磁閥帶電時間參數進行重新設置,設置為停機動作帶電20 s,然后進行電磁掛閘打閘試驗，安全油壓降為0.25 MPa,試驗數次依然存在電磁打閘AST停機電磁閥失電后自動主汽門再次開啟情況，可以判斷出時間參數不是主要原因，同時廠家也不允許AST停機電磁閥在停機期間長期帶電，因此還得從別處繼續查找原因。

考慮油循環期間在油質還未化驗合格的情況，為了趕施工進度，掛閘系統提前進油，因此滑閥卡澀成為本次考慮的重點。可是通過對滑閥的拆卸清理，并未發現明顯固體顆粒及卡澀現象。最后把原因定性到安全油量相對于泄油量偏大。

4.4處理措施

通過對原因的分析，確定處理措施：一是擴大泄油口和泄油管徑；二是減少安全油量。措施一由于考慮到要在設備上開口存在一定難度，只好暫時放棄。措施二通過拆卸滑閥時發現保安油滑閥上有4個直徑為2.0 mm的節流孔，最終決定通過用一根直徑為1.8 mm的銅絲對稱地堵住兩個，以減少安全油量，正常運行時安全油壓由以前1.4 MPa變為1.2 MPa，滿足系統安全油壓大于1.0 MPa的要求。啟動掛閘組合件結構如圖所圖2所示。

圖2　啟動掛閘組合件結構圖

再次做打閘試驗結果如下：AST停機電磁閥動作后安全油壓迅速降為0，運行至今未發現自動主汽門停機后有再次開啟現象。

4.5鞏固措施

處于安全角度考慮除了采取減少節流孔以減少安全油量措施外，還采取以下措施加以鞏固：

（1）把回油管徑由18 mm改為20 mm管徑；

（2）把AST停機電磁閥動作帶電時間由3 s改為6 s；

（3）考慮系統油比較臟，加強系統油過濾。

5　結束語

汽輪機組的自動主汽門在運行中起著十分重要的作用，應給予足夠的重視，力求把系統的缺陷消滅在萌芽狀態，以確保機組的安全運行。

[參考文獻]

[1]王志偉.汽輪機運行[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2]翦天聰.汽輪機原理[M].北京：中國電力出版社，1992.

[3]華東電業管理局.汽輪機運行技術問答[M].北京：中國電力出版社，1997.

作者簡介：劉恒（1981-），男，2004年畢業于安徽工業大學熱能與動力工程專業，熱能工程師，現從事于熱能動力專業技術工作。

收稿日期：2015- 01- 08

【中圖分類號】TK26

【文獻標識碼】B

【文章編號】1006-6764（2015）04-0039-03