350MW機組因現場施工造成主汽門關閉的事故簡要分析

王桂華

（大唐濱州發電有限公司,山東 濱州 256600）

350MW機組因現場施工造成主汽門關閉的事故簡要分析

王桂華

（大唐濱州發電有限公司,山東 濱州 256600）

某廠2×350MW超臨界燃煤“上大壓小”熱電聯產機組，鍋爐為上海鍋爐廠制造，類型為超臨界、一次中間再熱直流鍋爐；汽輪機均采用哈爾濱汽輪機廠生產的超臨界、一級調整采暖抽汽凝汽式汽輪發電機組，額定容量為350MW；DEH控制系統采用杭州和利時工程有限公司的MACSV6型汽輪機DEH控制系統，控制兩個高壓主汽門、四個高壓主汽調節閥、兩個再熱主汽門和兩個再熱調節汽閥。本文簡要分析由于汽機專業現場處理汽輪機左側高壓主汽門本體螺栓漏汽導致該門異常關閉；在后續運行人員汽壓手動調整過程中處置不當，導致鍋爐“儲水箱水位高高”保護動作，造成該機組非計劃停運。

主汽門;事故;分析

1 事故經過

1月14日15點19分,該廠2號機負荷314.3MW，主汽壓力24.2MPa，主汽門全開；A、B、D、E四臺磨煤機正常運行。15時19分，1號高壓主汽門突然全關，主汽壓力在短時間內驟然上升，最高到28.13Mpa并導致PCV安全閥動作，負荷下降至274.3MW。

15時21分，運行人員手動停止E磨煤機。為保證A、B磨煤機的穩定運行，在等離子未拉弧的前提下，運行人員分別投入A、B層等離子模式，兩臺磨煤機隨后均因“缺少點火源”跳閘；隨后機組負荷、主汽壓力緩慢下降。

15時26分，鍋爐儲水箱三個水位全部到達20m，并保持到跳機。15時28分，鍋爐主汽壓力11.63MPa，負荷為115MW(負荷低于30%)；蒸汽過熱度小于5℃、分離器出口壓力低于14MPa且鍋爐儲水箱水位高于17.5米，延時3s，2號機跳閘。跳閘首出為：“分離器儲水箱水位高”。

2 原因分析

2.1 1號高壓主汽門全關原因分析

該機組自投產以來，由于基建期設備安裝問題，汽輪機本體主汽門處頻繁高溫高壓蒸汽泄漏，并且該主汽門的LVDT設備長周期處于100多度的環境，LVDT與伺服閥接線端子箱內部高溫且濕度大，危及周圍熱控測點的測量。為消除此重大安全隱患，汽機專業辦理熱機工作票進行帶壓堵漏工作。由于風險分析、保護措施不到位，且工作人員為廠外人員，安全意識薄弱，操作過程中意外碰觸到該主汽門的DEH接線端子箱。

機組停運后，打開1號高壓主汽門就地接線端子箱發現內部有大量的水和蒸汽，接線端子排（帶自鎖功能）之間縫隙內積水嚴重；伺服閥由于長周期受到高溫高壓蒸汽侵蝕表面銹蝕較為嚴重。查閱DEH歷史曲線從15時19分8秒到30秒共22秒的過程中，發現2號機DEH系統未發出關閉1號主汽門伺服閥的控制指令，而且始終保持為100%，且此時EH油壓恒定為14.6MPa；而該LVDT行程反饋顯示開度則由95.84%快速降至零。根據此歷史曲線判斷1號主汽門關閉原因為：1號主汽門伺服閥指令信號（4-20mA）就地接線端子由于長時間受潮且高溫侵蝕嚴重，造成接線松動接觸不良，且伺服閥為單線圈方式接線無自保持功能，造成主汽門關閉。

2.2 A、B磨煤機跳閘原因分析

1號高壓主汽門伺服閥因失去控制信號關閉后，主汽壓力迅速上升。運行人員為防止鍋爐超壓超溫，進行手動減負荷操作。首先，手動停止最上層的E制粉系統，但降低主汽壓力的效果并不明顯；然后為保證鍋爐燃燒系統的穩定運行，運行人員分別將A、B層等離子手動投入“等離子模式”進行穩定燃燒，造成兩臺磨煤機相繼跳閘，跳閘首出均為：失去點火源。

分析DCS邏輯設置為：在A、B層等離子系統各點火器啟弧未成功的前提下，將等離子系統由“正常模式”切換到“等離子模式”，從而觸發“失去點火源”的跳閘磨煤機，導致磨煤機發生跳閘。

此后運行人員啟動A磨煤機失敗，只有D磨投運，鍋爐熱負荷及鍋爐主汽壓力迅速降低，鍋爐轉入濕態運行，主汽壓力低于14MPa時因儲水箱水位高保護動作鍋爐MFT。

3 技術改進措施

3.1 DEH伺服閥接線方式改為并聯連接

電液伺服閥的工作原理是，力矩馬達在線圈中通入控制電流后產生一個微小的扭矩，使彈簧管上的擋板在兩噴嘴間移動，進而控制伺服閥內部滑閥的移動，并且移動的距離和方向隨電流的大小和方向的變化而相應的變化；閥芯左移的同時通過反饋桿對力矩馬達產生的力矩和擋板的位移進行相反的作用力，形成負反饋。

和利時汽輪機DEH伺服單元SM461將主控單元通過模擬量輸出的閥位給定信號轉換為0～5V給定電壓；此給定的電壓與油動機行程LVDT電壓的差值經調節器（P、PI等）處理后，控制信號輸出到電液伺服閥，伺服閥油口開度隨之發生變化，使油動機向開或關方向運動，油動機行程最終跟隨閥位給定信號變化。

SM461卡件通過伺服I/O端子模塊內部的跳線設置，可以選擇恒壓型輸出或恒流型輸出。所謂恒壓型輸出是指輸出電壓不隨負載電阻的變化而變化，而恒流型輸出是指輸出電流不隨負載電阻的變化而變化。

此次使用的是美國威格士VICKERS伺服閥，型號為SM4-20(15)57-80/40-10-H607H，該閥是雙線圈控制，常用接線方式分別有以下幾種：單線圈連接、并聯連接、串聯連接、差動連接。并聯連接的輸入電阻為單線圈電阻的一半，當其中一組線圈燒壞后也能繼續工作，可靠性高。1號高壓主汽閥伺服閥采用單線圈連接，事故中該組線圈電流回路中斷是造成閥門全關的原因。此次事件由于就地接線端子松動，造成1號高壓主汽閥伺服閥控制信號瞬時丟失，EH壓力油進入主汽閥迅速減少，在彈簧力的作用下，主汽閥門關閉。因和利時汽輪機DEH伺服單元SM461僅僅能輸出一組DEH信號到就地伺服閥。為防止此類事故的發生，利用停機期間取消自鎖端子排，并將伺服閥接線改為雙線圈并聯連接，以此來提高設備運行的可靠性。

3.2 運行人員整體技術水平有待提高

運行人員對控制邏輯設置不熟練，設備性能不清楚。在鍋爐控制過程中，多臺磨煤機相繼跳閘，鍋爐熱負荷迅速下降，而給水流量沒有及時調整，鍋爐受熱面內蒸汽由干態變為濕態，造成儲水箱水位上升。運行人員在處理鍋爐參數突變時，應該同步的調節給水、風量、煤量，避免三個量的動態失衡。

4 總結

通過此次事故的分析，希望引起各廠在處理運行機組現場機務缺陷過程中清醒的認識到重視熱控設備的重要性，做好預防措施，防止危及機組正常運行事件的發生。同時，加強運行人員對運行機組突發事故的應急措施和處置方式的業務培訓。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.072