一起典型的導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間偏長(zhǎng)的原因分析及處理

盧 彬，關(guān) 君，陳 波，高 權(quán)，李 迪

（1.河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300；2.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司檢修分公司，北京 100068）

張河灣抽水蓄能電站是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，共安裝4臺(tái)立軸單級(jí)混流可逆式水泵水輪機(jī)組，機(jī)組單機(jī)容量250 MW，總裝機(jī)容量為1 000 MW。以一回500 kV線路接入河北南部電網(wǎng)，承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及事故備用等任務(wù)。我廠調(diào)速器系統(tǒng)生產(chǎn)廠家為ALSTOM，型號(hào)為NEYRPIC 1500，2套微機(jī)調(diào)節(jié)器NEYRPIC 1500互為熱備用，在運(yùn)行中一套發(fā)生故障另一套可自動(dòng)投入。導(dǎo)葉接力器生產(chǎn)廠家為ALSTOM，額定工作壓力6.4 MPa，導(dǎo)葉接力器最大行程420 mm，導(dǎo)葉接力器操作容量不小于744 600 N·m。

其1號(hào)機(jī)組在發(fā)電停機(jī)過程中，發(fā)生了一起因?qū)~關(guān)閉時(shí)間偏差最終導(dǎo)致流程超時(shí)機(jī)械停機(jī)故障。

1 故障情況概述

2017年11月26日，缺陷發(fā)生前張河灣電站1號(hào)機(jī)帶150 MW發(fā)電運(yùn)行， 18：56，1號(hào)機(jī)組帶150 MW負(fù)荷發(fā)電停機(jī)過程中，監(jiān)控顯示導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間超時(shí)報(bào)警。

監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警信息：

11月26日，18:56 1號(hào)機(jī)組按計(jì)劃發(fā)電停機(jī)。

18:56:13 機(jī)組發(fā)停機(jī)令；

18:56:42 導(dǎo)葉小于30 %；

18:56:44 導(dǎo)葉在空載開度以下；

18:56:47 GCB斷開；

18:56:47 球閥開始關(guān)閉，走球閥關(guān)閉子流程；

18:57:47 球閥全關(guān)位置信號(hào)收到；

18:57:53 收到導(dǎo)葉全關(guān)信號(hào) CG120。

通過監(jiān)控流程發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉自發(fā)布停機(jī)令至導(dǎo)葉完全關(guān)閉用時(shí)1 min 40 s，導(dǎo)葉關(guān)閉正常情況下快關(guān)段從100 %至6.5 %應(yīng)為17.5 s，慢關(guān)段從6.5 %至0用時(shí)應(yīng)為9.3 s，共計(jì)用時(shí)約25.6 s，此次關(guān)閉時(shí)間明顯偏長(zhǎng)。相比較其他3臺(tái)機(jī)約長(zhǎng)40 s左右，但仍在機(jī)組停機(jī)流程控制時(shí)間內(nèi)。缺陷進(jìn)一步惡化后導(dǎo)致1號(hào)機(jī)組停機(jī)過程中超時(shí)，出現(xiàn)機(jī)械跳機(jī)。

圖1 1號(hào)機(jī)導(dǎo)葉設(shè)計(jì)關(guān)閉時(shí)間

2 故障原因分析

（1）調(diào)速器壓力管路出現(xiàn)堵塞，主、副接力器供油不足

對(duì)主、副接力器油壓系統(tǒng)管路進(jìn)行檢查無滲漏，接頭無異常，油壓系統(tǒng)壓力均在正常范圍內(nèi)。

（2）調(diào)速器壓力管路漏油，造成壓力異常降低

對(duì)主、副接力器本體外觀進(jìn)行檢查，固定螺栓無松動(dòng)，本體外觀無異常，管路接頭亦無滲漏等異常現(xiàn)象。

（3）導(dǎo)葉卡澀，導(dǎo)致導(dǎo)葉全關(guān)困難

對(duì)導(dǎo)葉剪斷銷進(jìn)行檢查無異常，各導(dǎo)葉剪斷銷傳感器本體固定可靠，信號(hào)無異常，對(duì)接力器進(jìn)行全行程開啟和關(guān)閉試驗(yàn)，均無卡澀現(xiàn)象。

（4）主、副接力器緩沖腔存在部分堵塞，造成慢關(guān)段時(shí)間較長(zhǎng)

對(duì)接力器進(jìn)行手動(dòng)開啟與關(guān)閉試驗(yàn)，并對(duì)接力器關(guān)閉時(shí)緩沖腔進(jìn)行壓力測(cè)量，發(fā)現(xiàn)關(guān)閉時(shí)，副接力器緩沖腔最大壓力為9 MPa，主接力器最大為1 MPa，慢關(guān)段用時(shí)約40 s。懷疑副接力器緩沖腔存在堵塞，初步判斷為接力器緩沖腔堵塞，具體位置需要進(jìn)一步試驗(yàn)后得出結(jié)論。但可以確定故障點(diǎn)：主、副接力器緩沖腔其中一個(gè)或兩個(gè)存在堵塞，造成慢關(guān)段時(shí)間較長(zhǎng)。

3 故障處理

第一步：對(duì)接力器進(jìn)行手動(dòng)開啟與關(guān)閉，并對(duì)接力器關(guān)閉時(shí)排油腔進(jìn)行壓力測(cè)量，發(fā)現(xiàn)關(guān)閉時(shí)副接力器排油腔最大壓力為9 MPa，主接力器最大為1 MPa，慢關(guān)段用時(shí)約40 s。懷疑副接力器緩沖腔存在堵塞，調(diào)整副接力器緩沖腔調(diào)整螺釘（用內(nèi)六角向外旋轉(zhuǎn)），慢關(guān)段時(shí)間有所改善，約20 s，但是主副接力器關(guān)閉時(shí)排油腔壓力有1 MPa的差值。該現(xiàn)象可以表明副接力器緩沖腔存在堵塞現(xiàn)象，調(diào)整后情況有所改善，需要進(jìn)一步精調(diào)。

第二步：對(duì)主接力器緩沖腔進(jìn)行調(diào)整，對(duì)調(diào)整螺釘進(jìn)行向外旋出，此時(shí)兩個(gè)腔體壓力為主接力器6.6 MPa，副接力器為6.9 MPa，壓力基本均衡，慢關(guān)段動(dòng)作時(shí)間為9.25 s，滿足要求。由此可以判斷出：緩沖腔排油不暢，存在堵塞，造成慢關(guān)段時(shí)間較長(zhǎng)。調(diào)整完畢后對(duì)接力器全行程關(guān)閉曲線進(jìn)行錄波，試驗(yàn)正常，關(guān)閉時(shí)間正常。

圖2 主接力器緩沖腔及調(diào)整螺釘位置

圖3 副接力器緩沖腔及調(diào)整螺釘位置

圖4 主接力器慢關(guān)段時(shí)間調(diào)節(jié)螺釘

圖5 副接力器慢關(guān)段調(diào)整螺釘

4 防范措施

這是一次典型的因緩沖腔堵塞而造成的缺陷。為防止類似事故發(fā)生，采取了以下防范措施：

（1）對(duì)機(jī)組停機(jī)時(shí)慢關(guān)段關(guān)閉時(shí)間關(guān)注度提高，加強(qiáng)監(jiān)盤力度，定期對(duì)機(jī)組狀態(tài)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)匯報(bào)處理。認(rèn)真分析了此次事故的原因，并舉一反三，認(rèn)真檢查了其他機(jī)組的緩沖腔，確保相同的錯(cuò)誤不再發(fā)生。

圖6 調(diào)整前導(dǎo)葉關(guān)閉曲線

圖7 調(diào)整后導(dǎo)葉關(guān)閉曲線

（2）定期對(duì)接力器本體進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)緩沖腔壓力進(jìn)行測(cè)量。若發(fā)現(xiàn)存在此類現(xiàn)象，利用定檢對(duì)該調(diào)整螺釘進(jìn)行檢查處理，防止此類事件再次發(fā)生。

（3）將導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間列入月度狀態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理。我廠將加強(qiáng)導(dǎo)葉接力器的維護(hù)和保養(yǎng)，加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障前出現(xiàn)的征兆，為設(shè)備提供有效的維保和檢測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

正常情況下，機(jī)組導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)，主、副接力器緩沖腔內(nèi)壓力均衡，導(dǎo)葉在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)正常關(guān)閉。由于主、副接力器本體內(nèi)部狀況不易觀察，緩沖腔內(nèi)壓力值信號(hào)未被監(jiān)控采集，當(dāng)主、副接力器緩沖腔發(fā)生堵塞，兩側(cè)壓力不均衡，造成導(dǎo)葉慢關(guān)段關(guān)閉時(shí)間較長(zhǎng)。平常的運(yùn)維應(yīng)透過現(xiàn)象看本質(zhì)，認(rèn)真查看設(shè)備機(jī)構(gòu)圖，分析發(fā)生漏油、滲油原因，從而找到真正病因，對(duì)癥下藥，保證設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)。另一方面應(yīng)做好巡視電液設(shè)備的臺(tái)賬，檢測(cè)記錄，提前發(fā)現(xiàn)故障征兆，排除隱患，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。