65 MW汽輪機組中壓主汽門異常在線處理

劉 恒，王楊華，魏 飛

（安陽鋼鐵集團有限公司，河南安陽 455004）

前言

安鋼N65-13.2/538/538型汽輪機調速控制系統采用DEH控制系統，以磷酸脂抗燃油為工作介質。主汽門是汽輪機保安控制系統重要的保護裝置，它起到快速切斷機組進汽，防止出現超速等嚴重設備事故。以往主汽門出現問題就被迫進停機處理，如果能在線處理對設備長周期運行提供保駕護航顯得尤為重要。本文就針對安鋼65 MW超高壓汽輪機組中壓主汽門異常在線處理過程做一論述。

1 運行中遇到的問題

該機組為一次中間再熱，有兩個高壓主汽門，兩個中壓主汽門，每個主汽閥均配有一套獨立的操縱機構及驅動機構。運行期間突然出現單臺中壓主汽門門由全開位關回至正常閥位的1/3處，滿負荷狀態下再熱壓力上升0.1 MPa，高壓缸排汽溫度上升10℃。降低機組負荷至50%，再熱壓力下降至1.2 MPa時，主汽門自動開回至正常閥位的2/3處。

日前在環保和效益面前，燃煤氣汽輪發電機組在非緊急事故下不允許停機檢修，調速汽門控制系統故障有過在線處理的經驗，但主汽門故障在線處理運行至今未曾有過，下面就本機組遇到的這一問題在線處理過程做一論述。

2 中壓主汽門異常動作分析

單臺中壓主汽門運行期間出現上述異常動作情況，結合幾個主要原因進行故障排查及處理：

2.1 主汽門位移指示故障

可以直觀通過現場位移指示來判斷主汽門是否動作，以及結合再熱壓力及高壓缸排汽溫度上升，綜合判斷可斷定位移指示正確。

2.2 運行部件松脫

運行部件松脫造成主汽門關至全關位以及不可能再開啟，由于該主汽門高負荷下行程在1/3處，低負荷下在2/3處，可以排出運行部件松脫原因，也可以通過現場直觀排查排除運行部件松脫原因。

2.3 試驗電磁閥帶電

試驗電磁閥為失電運行，長期帶電會造成主汽門緩慢關至關位，與主汽門行程變動現象不照，另外通過電磁閥磁頭是否有吸合力或通過熱控測量電磁閥控制線電壓即可排除電磁閥是否帶電。

2.4 油路問題

排除以上三點，結合主汽門動作現象，主汽門異常動作只有出現在油路上，下面結合原理圖1做一說明：

（1）通過圖1可以看到AST油壓丟失或降低可造成主汽門關閉，這樣會出現四個主汽門動作現象一致的情況，但實際上只有單臺中壓主汽門出現異常，可以排除系統AST油壓丟失或降低的可能。

（2）另一個原因油動機油缸內漏嚴重造成主汽門動作，查看現場工藝，系統有壓回油壓力及系統油壓無明顯化，結合新上設備，暫時排除油缸內漏可能性。

（3）最后主汽門異常動作主要集中油動機油缸進油壓力低上，油缸進油壓力低主要有三點：一卸載閥工作不到位造成造成進油壓力低，二電磁閥卡澀造成油缸不進油，三是電磁閥后節流孔堵塞，四外部來油問題。

圖1 原理圖

圖2 為外部結構示意圖可以看到主汽門油動機帶有AST油壓測壓點及油缸工作油壓測壓點，為此通過安裝壓力表進行直觀表壓讀數，AST油壓為正常工作油壓14 MPa，油缸工作油壓為3 MPa,正常情況下油缸工作壓力不低于8 MPa。結合有壓回油壓力及系統油壓無明顯變化，可初步判斷排除外部來油及卸載閥問題，最后問題集中在電磁閥及電磁閥后節流孔上。

圖2 外部結構示意圖

3 故障在線處理

從控制原理圖上可以看出關閉油動機來油截止閥可以在線拆卸電磁閥，并可取出電磁閥后的節流孔。AST油由壓力油經0.8 mm節流孔形成，整個EH油調節系統有4個主汽門，單獨關閉一個油動機截止閥后會降低系統AST油壓，降低值約在15%，理論上AST油壓將至12 MPa左右，遠高于AST油壓停機值7.5 MPa，風險可控。在線處理的過程中如下：

（1）由熱控對控制邏輯排查，排除單個主汽門關閉會聯鎖造成機組停機可能，否則應修改邏輯避免單個主汽門關閉引起機組停機。解除保安油壓低聯鎖。

（2）關閉該主汽門對應的中壓調節汽閥，調節汽閥應通過控制程序限位指令使調節汽閥緩慢關閉，最后使調節汽閥行程上下限位限制在0位，該側負荷完全退出。機組負荷應限制在70%以下避免對側調節汽閥超負荷造成沖刷及高壓缸排汽溫度上升過高。

（3）中壓調節汽閥緩慢關閉過程中，該中壓主汽門行程開至接近全開位，由熱控強制活動試驗電磁閥常帶電，使主汽門緩慢關閉。

（4）電磁閥常帶電若不能關閉可以判斷是電磁閥問題，不建議現場通過人為手動推壓電磁閥尾部的外伸端，使電磁閥動作主汽門緩慢關閉，一旦有松脫，主汽門快速開啟對現場人員及系統油壓會造成很大影響。

（5）手動緩慢關閉油動機來油截止閥，一旦發現油動機下移，停止操作，待油動機緩慢關閉后，全關截止閥。若通過試驗電磁閥使油動機全關，可直接關閉截止閥。

（6）截止閥關閉過程中密切注意系統油壓及AST油壓，油壓低于12 MPa可考慮啟動備泵兩臺泵同時運行，實際關閉過程中系統油壓無明顯下降，AST油壓降為12.3 MPa。

（7）一切拆卸工作應在油動機截止閥關閉后，通過測壓點確認油動機伺服系統油壓降為0后方可進行，拆卸過程中不得對系統油壓造成影響。同時做好跑油及時清理，避免落入高溫閥座上。

（8）拆卸后發現電磁閥后節流孔有金屬顆粒度堵塞，并對電磁閥進行得失電動作試驗能聽到明顯的電磁閥動作聲音，說明電磁閥動作可靠。通過清洗疏通節流孔回裝后主汽門動作正常。

（9）油動機恢復過程應緩慢開啟油動機來油截止閥，一旦發現油動機上移，停止操作，待油動機緩慢全開后，全開截止閥。此過程系統油壓應保持穩定不得沖油過快造成油壓降低，各油動機伺服系統結合面無滲油。

（10）油缸充滿油后，測定油缸全開行程工作壓力為14 MPa。接除電磁閥強制帶電后可做主汽門活動試驗，試驗行程控制在15 mm。

（11）確認AST油壓恢復至14 MPa，投入保安油壓低聯鎖。

（12）恢復主汽門對應的中壓調節汽閥，調節汽閥應通過控制程序限位指令使調節汽閥緩慢開啟至正常閥位，調節汽閥上下限位恢復至100位和0位。

（13）拆卸出的零部件、電磁閥閥等需要用無水乙醇進行清洗。密封圈材質應為氟橡膠，安裝要到位，嚴禁錯邊或壓邊。拆卸人員做好個人防護避免皮膚接觸油品。

4 防范改進措施

鑒于拆卸過程中發現的金屬顆粒，應該是新機組投運后系統沖洗不徹底造成，為此采取以下防范改進措施

（1）結合主汽門油動機結構和調節汽閥油動機結構相似，調節汽閥油動機安裝有5 μm的濾芯，結合廠家定做主汽門油動機過濾濾筒并安裝5 μm精度的濾芯。

（2）化驗油質金屬顆粒度為NAS9級，采購外置EH油專用濾油機進行24 h連續過濾，使EH油指標恢復到顆粒度NAS3級，酸值0.02mgKOH/g，含水量0.01%，。

（3）主汽門活動試驗由原每月一次該為每周一次，避免主汽門長期不動作造成機械上的卡澀或油路上的堵塞。

5 結束語

主汽門的可靠性對汽輪機組的安全運行起著重要作用，尤其在當前環保壓力，對主汽門異常在線處理進行了首次嘗試，從故障原因分析著手，辨識在線處理風險并做好相關防范措施，確保了機組長周期安全穩定運行。

[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]肖增弘.徐豐.汽輪機數字式電液調節系統[M].北京：中國電力出版社.2003.