閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯優(yōu)化

馬春雷，王月明，焦 凱

（華電國際濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261000）

閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯優(yōu)化

馬春雷，王月明，焦 凱

（華電國際濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261000）

對(duì)670 MW火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯進(jìn)行分析、驗(yàn)證，確定合理試驗(yàn)邏輯。通過多次在線試驗(yàn)，

確定每個(gè)閥門試驗(yàn)完成時(shí)間，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免非正常停運(yùn)事故的發(fā)生。

閥門活動(dòng)試驗(yàn)；控制邏輯；時(shí)間判據(jù)

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)及安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。高、中壓主汽門，高、中壓調(diào)節(jié)汽門連續(xù)長期工作在高溫高壓潮濕的環(huán)境中，閥門易發(fā)生蠕變和氧化，甚至導(dǎo)致卡澀，油動(dòng)機(jī)、電磁閥、卸荷閥和位移傳感器等也會(huì)有故障出現(xiàn)。這些都是威脅機(jī)組安全運(yùn)行的重要因素，控制不好就可能造成機(jī)組負(fù)荷突變甚至汽輪機(jī)超速飛車。為預(yù)防和控制此類事故的發(fā)生，要求運(yùn)行中的汽輪機(jī)組定期進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)［1］。

汽輪機(jī)組閥門活動(dòng)試驗(yàn)，主要目的是檢查運(yùn)行中機(jī)組各個(gè)閥門的控制功能是否滿足規(guī)定要求，及對(duì)運(yùn)行中各個(gè)主要參數(shù)的影響。參與試驗(yàn)的閥門主要有高壓主汽門、高壓調(diào)節(jié)汽門、中壓主汽門和中壓調(diào)節(jié)汽門，這些閥門在實(shí)際運(yùn)行中的質(zhì)量直接關(guān)系到汽輪機(jī)組的安全性能和調(diào)節(jié)性能。每周對(duì)運(yùn)行中的每臺(tái)機(jī)組進(jìn)行一次閥門活動(dòng)試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中閥門的某些缺陷，采取緊急消缺措施，確保閥門的嚴(yán)密、快關(guān)等性能，達(dá)到機(jī)組安全運(yùn)行的性能［2-3］。

定期閥門活動(dòng)試驗(yàn)可以有效保證機(jī)組的安全運(yùn)行，由于試驗(yàn)方案的不完善導(dǎo)致機(jī)組非停事故時(shí)有發(fā)生。例如，2004年3月，陽城某350 MW機(jī)組在進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)期間，由于中壓主汽門關(guān)反饋返回超時(shí)，引起一系列聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致汽輪機(jī)跳閘，保護(hù)觸發(fā)鍋爐MFT。珠江某電廠引進(jìn)型300 MW機(jī)組，由于2只中壓調(diào)節(jié)汽門控制信號(hào)接反，在進(jìn)行中壓主汽門活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，致使左側(cè)中壓主汽門和右側(cè)調(diào)節(jié)汽門同時(shí)關(guān)閉，截?cái)嗔酥袎焊走M(jìn)汽，高中壓轉(zhuǎn)子推力失去平衡，導(dǎo)致推力瓦燒損事故的發(fā)生。2012年3月，山東某電廠進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)期間，1號(hào)主汽門離開開位置時(shí)，閥門停不住，也沒有返回，持續(xù)關(guān)閉至全關(guān)，主汽門全關(guān)信號(hào)發(fā)出；1號(hào)主汽門關(guān)閉后，約5 min，2號(hào)主汽門全關(guān)信號(hào)發(fā)出，2個(gè)主汽門全關(guān)信號(hào)均發(fā)出，發(fā)電機(jī)油開關(guān)跳閘，鍋爐MFT［4］。

閥門活動(dòng)在線試驗(yàn)作為DEH控制器的重要功能組成部分，閥門試驗(yàn)控制邏輯完善與否直接關(guān)系到試驗(yàn)的成敗和機(jī)組的安全。經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)邏輯的分析，將每個(gè)閥門試驗(yàn)邏輯增加時(shí)間判據(jù)和閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警，通過增加時(shí)間判據(jù)來及時(shí)終止試驗(yàn)并發(fā)出報(bào)警信息。完善后的試驗(yàn)邏輯經(jīng)過靜態(tài)試驗(yàn)并投入閥門活動(dòng)試驗(yàn)中，均到達(dá)預(yù)期效果，可以有效避免汽輪機(jī)組在進(jìn)行定期閥門活動(dòng)試驗(yàn)過程中，由于就地設(shè)備故障影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行［5］。

1 閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯

1.1 原閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯

670 MW火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)原閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯：

a.高壓主汽門關(guān)至85%后，自動(dòng)開啟至試驗(yàn)前位置；

b.高壓調(diào)節(jié)汽門關(guān)至5%后，自動(dòng)開啟至試驗(yàn)前位置；

c.中壓主汽門試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出1 s后，自動(dòng)開啟至試驗(yàn)前位置；

d.中壓調(diào)節(jié)汽門關(guān)至85%后，自動(dòng)開啟至試驗(yàn)前位置。

本文以高壓主汽門TV1閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯（見圖1）為例，闡述閥門活動(dòng)試驗(yàn)過程。邏輯以RCM功能塊控制閥門在線試驗(yàn)的開始與結(jié)束，當(dāng)功能塊TV TEST PERMISSIVE發(fā)1，RCM功能塊發(fā)1，閥門活動(dòng)試驗(yàn)開始。當(dāng)高壓主汽門關(guān)至85%后，功能塊H／／L低限發(fā)1，經(jīng)TD-DIG功能塊延時(shí)0.1 s發(fā)1，復(fù)位RCM功能塊，RCM功能塊發(fā)0，閥門自動(dòng)開啟至試驗(yàn)前位置，TV1閥門活動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束。當(dāng)閥門開到86.5%時(shí)，功能塊H／／L高限發(fā)1將SR功能塊復(fù)位置0，為下次閥門活動(dòng)試驗(yàn)做準(zhǔn)備。

圖1 主汽門TV1閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯

1.2 完善后閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯

670 MW火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)閥門活動(dòng)試驗(yàn)修改后邏輯［6］：

a.高壓主汽門關(guān)至85%或試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出17 s后，自動(dòng)開啟。如試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出17 s內(nèi)閥門始終未關(guān)至85%，觸發(fā)“閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗”光字牌報(bào)警；

b.高壓調(diào)節(jié)汽門關(guān)至5%或試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出2 s后，自動(dòng)開啟。如試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出2 s內(nèi)閥門始終未關(guān)至5%，觸發(fā)“閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗”光字牌報(bào)警；

c.中壓主汽門試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出1 s或中壓主汽門開行程反饋消失后，自動(dòng)開啟；

d.中壓調(diào)節(jié)汽門關(guān)至85%或試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出15 s后，自動(dòng)開啟。如試驗(yàn)關(guān)指令發(fā)出15 s內(nèi)閥門始終未關(guān)至85%，觸發(fā)“閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗”光字牌報(bào)警。

本文在閥門活動(dòng)試驗(yàn)原有邏輯的基礎(chǔ)上增加了關(guān)閉閥門時(shí)間判據(jù)和閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警邏輯。以高壓主汽門TV1閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯（見圖2）為例，當(dāng)閥門由于本身卡澀、位移傳感器LVDT或行程開關(guān)故障等原因，無法達(dá)到試驗(yàn)開度或者達(dá)到試驗(yàn)開度而無法正?；謴?fù)時(shí)，達(dá)到設(shè)定時(shí)間，通過時(shí)間條件（圖下側(cè)矩形塊中TI-DIG功能塊延時(shí)17 s發(fā)1，復(fù)位RCM功能塊，取消閥門關(guān)閉指令），退出閥門試驗(yàn)邏輯，閥門活動(dòng)試驗(yàn)終止。同時(shí)，通過上側(cè)矩形塊發(fā)出閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警，通知運(yùn)行值班人員和檢修人員進(jìn)行故障排除。

閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警邏輯為當(dāng)閥門活動(dòng)試驗(yàn)開始，TI-DIG發(fā)1個(gè)時(shí)間為17 s的脈沖信號(hào)，并將閥門低限取反發(fā)1，經(jīng)過第2個(gè)TI-DIG功能塊延時(shí)16 s發(fā)1，送出閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警。

圖2 修改后主汽門TV1閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯

1.3 閥門活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間判據(jù)確定

閥門活動(dòng)試驗(yàn)的時(shí)間判據(jù)是邏輯完善的重要組成部分，調(diào)取最近4次閥門活動(dòng)試驗(yàn)各個(gè)閥門關(guān)閉開啟時(shí)間進(jìn)行分析，確定對(duì)應(yīng)閥門試驗(yàn)邏輯的時(shí)間判斷條件。T1為閥門由試驗(yàn)命令發(fā)出到試驗(yàn)要求位置的時(shí)間（全過程時(shí)間）。T2為閥門由試驗(yàn)命令發(fā)出到閥門返回試驗(yàn)初始位置（見表1），最終確定每個(gè)閥門時(shí)間判據(jù)的最終時(shí)間。

為便于試驗(yàn)邏輯的進(jìn)一步完善，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中機(jī)組各閥門的工作狀態(tài)，制定嚴(yán)密的監(jiān)視計(jì)劃，適時(shí)對(duì)試驗(yàn)時(shí)間條件進(jìn)行更改，避免影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。

a.記錄每周進(jìn)行閥門活動(dòng)試驗(yàn)過程中，每個(gè)閥門達(dá)到試驗(yàn)開度的時(shí)間和完成時(shí)間。

b.以月為單位做閥門試驗(yàn)活動(dòng)時(shí)間曲線，更改時(shí)間判據(jù)。

表1 閥門活動(dòng)時(shí)間s

c.每次大小修或閥門檢修后，根據(jù)修后閥門活動(dòng)特性更改時(shí)間判據(jù)。

2 邏輯完善后的試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證邏輯修改后的完整性和可行性，在機(jī)組冷態(tài)情況下進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)下，機(jī)組負(fù)荷、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、掛閘信號(hào)等不滿足試驗(yàn)條件。因此，采取如下措施來完成試驗(yàn)［6］。

a.機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)下，凝汽器真空、MFT、油開關(guān)等信號(hào)均為跳閘狀態(tài)，應(yīng)解除相應(yīng)的跳閘保護(hù)，保證汽輪機(jī)能夠掛閘。

b.大機(jī)閥門活動(dòng)試驗(yàn)要求在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)狀態(tài)下才能進(jìn)行，而DEH以三取二的方式獲得發(fā)電機(jī)并網(wǎng)信號(hào)，所以應(yīng)短接任意2路發(fā)電機(jī)并網(wǎng)信號(hào)。

c.DEH邏輯組態(tài)中還對(duì)機(jī)組負(fù)荷、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行了限制，所以需對(duì)功能塊參數(shù)（見表2）進(jìn)行在線修改。

表2 轉(zhuǎn)速負(fù)荷限制參數(shù)修改

以TV1為例，對(duì)生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行模擬。

a.閥門卡澀故障，閥門活動(dòng)試驗(yàn)開始，機(jī)務(wù)人員用調(diào)制器將閥門指令強(qiáng)制在90%，觀察邏輯，17 s后，RCM功能塊置0，試驗(yàn)終止，閥門指令恢復(fù)到試驗(yàn)前狀態(tài)，閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警發(fā)出。

b.行程開關(guān)故障，閥門活動(dòng)試驗(yàn)開始，將主汽門關(guān)反饋短接，17 s后，RCM功能塊置0，試驗(yàn)終止，閥門指令恢復(fù)試驗(yàn)前狀態(tài)，閥門活動(dòng)試驗(yàn)失敗報(bào)警發(fā)出。

在機(jī)組投入正常運(yùn)行后后，觀察閥門活動(dòng)試驗(yàn)全過程，分析發(fā)現(xiàn)完善后的邏輯沒有對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行造成影響。

3 結(jié)束語

對(duì)670 MW汽輪機(jī)機(jī)組閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯進(jìn)行完善，增加閥門活動(dòng)試驗(yàn)的時(shí)間判斷條件及光字牌報(bào)警。當(dāng)就地閥門卡澀，位移傳感器LVDT或行程開關(guān)故障時(shí)，通過時(shí)間條件退出閥門試驗(yàn)邏輯，閥門投入正常工作狀態(tài)，并通過光字牌報(bào)警通知運(yùn)行值班人員注意。經(jīng)過修改后的閥門活動(dòng)試驗(yàn)邏輯在機(jī)組投入運(yùn)行后，對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行未造成不良影響，有效避免了汽輪機(jī)機(jī)組在進(jìn)行定期閥門活動(dòng)試驗(yàn)過程中，由于就地設(shè)備故障影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］ 劉 利，張 敏.汽輪機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程ASME PTC6.2的特點(diǎn)及適用范圍［J］.東北電力技術(shù)，2011，32（12）：45 -48.

［2］ 趙偉光，陳顯輝，羅碧星.國產(chǎn)超（超）臨界汽輪機(jī)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（4）：1 -6.

［3］ 黃 來，張柏林.國產(chǎn)引進(jìn)型600 MW超臨界汽輪機(jī)組閥切換試驗(yàn)分析［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2010，52（3）：215-217.

［4］ 徐志強(qiáng)，宋英東.國產(chǎn)引進(jìn)型600 MW汽輪機(jī)順序閥投運(yùn)情況調(diào)查及分析［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2008，50（5）：374-377.［5］ 許天寧，郭 健，劉勇奇.汽輪機(jī)汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)方法探討與實(shí)踐［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（10）：47-49.

［6］ 原小寧.350 MW汽輪機(jī)組閥門活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)跳閘的原因分析［J］.熱電技術(shù)，2007，30（2）：40-43.

Turbine Valve Test Logic Perfection

MA Chun?lei，WANG Yue?ming，JIAO Kai
（Huadian Weifang Power Generation Co.，Ltd.，Weifang，Shandong 261000，China）

Discussion on the valve activity test of 670 MW thermal power unit is made.Each valve is determined by many times through online tests.The improved control logic can keep the unit run steadily and avoid tripping when the unit is under regular valve activity experiment.

Valve activity test；Logic；Time criterion

TM621；TK263

A

1004-7913（2015）01-0044-03

馬春雷（1978—），男，學(xué)士，工程師，從事汽輪機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試檢修工作。

2014-10-10）