汽輪發電機組DEH 故障掉閘的原因及處理

□范煥杰

一、引言

滄州華潤熱電有限公司一期工程建設有二臺2 ×300MW汽輪機發電機組，機組控制系統為ABB 分散控制系統。汽輪機為純電動調節方式，調節原理為電網負荷指令通過DEH系統轉化為汽輪機高調門的開度，控制進汽量，使汽輪機轉速與發電機負荷和電網頻率平衡。機組在啟動和正常運行過程中，DEH 接收CCS 指令或操作人員通過人機接口所發出的增、減指令，采集汽輪機發電機組的轉速和功率以及調節閥的位置反饋等信號，進行分析處理，綜合運算，輸出控制信號到電液伺服閥，改變調節閥的開度，以控制機組的運行。

二、機組掉閘原始經過

2014年10月04日夜班，#1 機組帶190MW 負荷，1A、1B汽動給水泵運行，1A、1B、1C、1D 四臺磨煤機運行，主汽壓力13.7MPa，主汽溫度539℃，再熱壓力2.1MPa，再熱溫度538℃;機組控制方式為AGC 控制，負荷指令190MW。因有低負荷進行1B 小機軸瓦檢查檢修工作，做好了并電泵停1B汽泵的操作方案。23:21 負荷降至200MW，值長令啟動電泵，逐步退出1B 汽泵運行，準備檢修工作。23:52 順利完成并電泵停小機工作，檢查機組參數正常，重要參數趨勢圖平穩無異常。23:55 分，#1 汽輪機TSI 監視系統中的ETS 跳閘首出“DEH 停機輸出”報警，#1 汽輪機組跳閘，值長提出注意機組超速和斷油危險點預控，必要時及時破壞真空確保主機安全停運的要求，并匯報有關領導，聯系技術部及檢修公司值班人員到現場。因主機高調門本身有CV1、CV2 閥位異常缺陷，不能正常關閉，機組人員做好了應對汽輪機跳閘轉速上升的事故預想。檢查汽機側的聯動情況，檢查高中壓主汽門關閉正常，各段抽氣電動門、逆止門關閉正常，高排逆止門關閉正常，高調門CV3、CV4 及中壓調門關閉正常，高調門CV1、CV2 未能正常關閉，閥位顯示各為9.7%、14.5%，檢查汽輪機轉速正常下降未發生突升異常，爐側設備聯動正常，00:38 汽輪機轉速下降至零，投入盤車裝置。

三、原因分析及處理

(一)跳閘原因檢查過程。現場檢查后發現:

1.機組跳閘后。鍋爐跳閘首出信號為“汽機跳閘”;汽機跳閘首出信號為“DEH 故障”。

2.調取歷史數據、檢查控制邏輯。確認事發時，除“DEH故障”外，汽輪機其它保護的相關監測參數和保護動作狀態未發生異變。確認“DEH 故障”的首出信號為“高壓保安油壓低”，除“高壓保安油壓低”外，與“DEH 故障”相關的其它保護監測參數和保護動作狀態未發生異變。

3.確認汽輪機跳閘最終首出信號應為“高壓保安油壓低”后。現場檢查就地油壓檢測壓力開關和測量管路未發現明顯的滲漏點;檢查油壓開關節點供電電源電壓未發現異常;高壓保安油油壓低信號為三取二配置，調取趨勢記錄，事發時三個油壓低信號同時發出針對“高壓保安油壓低”報警信號，汽機專業對EH 油系統進行了檢查:系統有無外漏點、EH 油泵工作是否正常、EH 油箱油位是否正常、各遮斷電磁閥是否動作等，均未見異常。

4.汽輪機掉閘時均會泄放高壓保安油。發出高壓保安油壓低信號，除了上述保護動作會泄放高壓保安油外，DEH控制系統的220VDC，24VDC 或48VDC 電源消失，或者是高壓遮斷電磁閥欠壓、失電釋放，也會泄放高壓保安油，引起汽輪機跳閘，但調取220VDC、24VDC 和48VDC 電源失電報警信號記錄未見異常。

5.檢查24VDC 或48VDC 電源供電回路及其失電跳閘回路未見異常。檢查220VDC 失電跳閘回路未見異常，檢查DEH 的220VDC 供電回路時發現:一是DEH 的220VDC 電源電壓有時可跌至196VDC;二是DEH 的220VDC 供電回路負端接地。

6.檢查發現DEH 兩路220VDC 電源之間的4 個耦合二極管中有1 個擊穿。管腳絕緣套管過熱變形，更換二極管后，220VDC 供電電壓恢復正常，但回路接地現象未消失。

7.檢查發現帶有#1、#2 高調閥超速限制電磁閥和供熱蝶閥速關電磁閥供電回路的熔電器熔斷。檢查#1、#2 高調閥超速限制電磁閥和供熱蝶閥速關電磁閥回路的直阻并未見異常。

8.檢查發現#1 高調閥超速限制電磁閥回路有一點虛接地。接地電阻變化不定，檢查電纜兩端未見異常;更換備用電纜芯后，該回路恢復正常。

9.檢查發現供熱蝶閥速關電磁閥回路有一點虛接地。接地電阻變化不定，檢查電纜兩端未見異常。甩開DEH 機柜內供熱蝶閥速關電磁閥接線后，DEH 的220VDC 供電回路接地現象消失，電壓恢復正常。

(二)跳閘原因分析結論。綜上檢查結果，結合過往發生的相關缺陷，分析認為:一是#1 高調閥超速限制電磁閥和供熱蝶閥速關電磁閥驅動回路電纜的敷設通道與曾在2013年起火的等離子點火動力電纜的敷設通道有交疊，可能致其電纜絕緣受損。在非特殊狀況下檢查電纜絕緣不會發現問題，但在電纜受力、移動、熱脹冷縮、粉塵污染和空氣濕度等多種可能因素作用下，會誘使電纜絕緣降低。從10月4日夜間大霧空氣濕度較大，不同位置兩用電負荷的電纜絕緣均降低，且電纜絕緣電阻變化不定等現象看，在過火電纜通道處，仍存在電纜絕緣受損問題。二是#1 機組臨修期間熱控專業除檢查處理控制電纜外，還校驗了#1 機高壓遮斷電磁閥(AST電磁閥)試驗壓力開關，在汽輪機掛閘后發現AST 電磁閥試驗壓力開關發出了油壓高信號(大于9.6MPa)，表明:高壓遮斷集裝模塊上的高壓保安油進油側AST 電磁閥7YV 或9YV 有可能泄漏，一旦高壓保安油排口側AST 電磁閥6YV或8YV 任意一個釋放或泄漏，即會引起高壓保安油跌落，也會造成機組跳閘。三是從220VDC 電源電壓有時跌至196VDC、有接地點、二極管擊穿、分支熔斷器熔斷等檢查結果看，可初步判斷:因電纜絕緣受損，事發時，DEH 的220VDC電源電壓瞬間跌落，致使高壓遮斷電磁閥(AST 電磁閥)欠壓釋放，泄放高壓保安油，造成#1 機跳閘。

(三)暴露的問題。一是2013年6月份#1 機組等離子電纜在集控樓10.2 米電纜夾層處著火，火災影響到了#1 機組主通道機側的大部分電纜。當時雖對涉及的所有控制電纜進行了絕緣檢查測試，并對絕緣測試有問題的電纜進行了更換，但保留了外皮已損傷的其他控制電纜，為本次事件的發生埋下了隱患。二是101A 大修前，在對1#機組存在的缺陷和隱患排查、梳理時，熱控專業對該隱患沒有引起足夠的重視。三是DEH220V 直流電源缺少絕緣監察裝置，無接地聲光報警。

(四)采取的措施。一是利用機組停運檢修時機，檢查、更換過火通道重要裝置的控制電纜，消除隱患;二是通過研討分析，合理分配DEH 的220VDC 電源用電負荷，實現220VDC 電源分開供電，降低AST 電磁閥異常釋放幾率;三是對熱控直流電源進行梳理，提高熱控直流電源裝置綜合故障報警等級;四是盡快擇機對#1 機高壓遮斷電磁閥(AST 電磁閥)進行檢查，進一步分析并制定防范措施，防止跳機事件的發生。

四、結語

一是機組DEH 故障掉閘需從首出信號開始，追根溯源進行排查;兒還是當首出信號為“高壓保安油壓低”這類時，需機務和熱控專業共同排查故障。三是控制電纜絕緣的檢查和監測應由定期工作予以保證。