300 MW汽輪機中壓調閥故障分析與處理

周 樂

（華電國際萊城發電廠，山東濟南271100）

0 引言

中壓調閥主要由杠桿、連接板、閥蓋、氣缸進汽室、閥梁、閥蝶、襯套等部件組成，是汽輪機閥位的重要組成部分，其主要作用是通過接收調節控制單元輸出的控制信號，借助動力去改變流體流量，其工作的正常與否直接影響汽輪機的安全和機組負荷。某廠2號機組汽輪機閥門控制系統采用的是上海新華公司制造的DEH-ⅢA型控制系統，在正常運行中出現了不少問題，嚴重影響了汽輪機組的使用壽命。本文針對該廠2號機組汽輪機中壓調閥出現的問題，進行仔細分析并提出了解決方法，保證了機組的正常、安全運行。

1 中壓調門無法開啟

1.1 故障現象

2016-01-04某廠2號機組啟動，汽輪機沖轉前，進行汽輪機危急遮斷系統ETS（emergency trip system）通道試驗時，4個自動停機遮斷AST（auto stop trip）電磁閥動作正常。06：14時，汽輪機升速至2 900 r/m進行閥切換，即汽輪機進汽量由高壓主汽閥門控制切換為高壓調節閥門控制。切換過程中，中壓缸的2個調門自動關閉（指令未動），運行人員將汽輪機打閘，汽輪機重新掛閘[1]，中壓缸主汽門打開，中壓缸2個調門均無法打開，自動停機壓力ASP（auto stop pressure）的油壓由8.7 MPa降至5.5 MPa。

1.2 處理方法

因某廠的汽輪機AST、汽輪機超速保護OPC（overspeed protect control）油母管壓力無就地及遠方的監視手段，僅能從ASP壓力值間接判斷AST、OPC。經現場檢查、驗證，高壓抗燃EH（electrohydraulic）油系統存在以下2個情況。

1.2.1 AST母管油壓低的原因分析及處理

a）更換危機遮斷模塊AST的1號、2號、3號、4號電磁閥，清理ASP油管前后節流孔。

b）檢查、清理汽輪機2個中壓缸主汽門的進油節流孔。

c）檢查2個高壓缸主汽門的進油節流孔、油缸出口至AST母管的單向閥。

d）檢查危急遮斷模塊內部OPC母管至AST母管的2個單向閥。

e）分析判斷高壓缸主汽門、中壓缸主汽門卸荷閥存在泄漏、油缸至AST母管單向閥卡澀，導致AST母管油壓降低。根據測溫槍測定卸荷閥的溫度顯示[2]，2號中壓缸主汽門卸荷閥溫度比1號高5℃左右，更換2號中壓缸主汽門卸荷閥，清理2號中壓缸主汽門油缸至AST母管單向閥后，ASP油壓由5.1 MPa升至6.8 MPa。

1.2.2 OPC母管油壓低的原因分析及處理

a）檢查2個中壓缸調門的進油節流孔、進油濾網、油缸出口至OPC母管的單向閥。

b）分析判斷中壓缸調門卸荷閥存在泄漏、中壓缸調門油缸至OPC母管單向閥卡澀，引起OPC母管油壓降低，更換2個中壓缸調門卸荷閥，檢查2個中壓缸調門油缸至OPC母管的單向閥。

c）分析判斷高壓缸調門卸荷閥存在泄漏、油缸至OPC母管單向閥卡澀，導致OPC母管油壓降低。根據紅外線測溫儀測定的卸荷閥閥體溫度顯示，2號、4號高壓缸調門卸荷閥閥體溫度較高，更換2號、4號高壓缸調門卸荷閥，檢查清理2號、4號高壓缸調門油缸出口至OPC母管油壓單向閥后，ASP油壓由6.8 MPa升至7.8 MPa。

d）根據AST、OPC工作原理，危機遮斷保護動作時，AST母管油壓卸去，聯動OPC母管油壓全部卸去；汽輪機超速保護OPC動作時，OPC母管油壓卸去，由于單向閥的作用，AST母管油壓不變。為驗證危機遮斷模塊內部連通AST和OPC母管的單向閥工作是否正常（即驗證OPC母管壓力降低對AST母管壓力降低是否存在影響），強制將OPC電磁閥帶電動作，使OPC母管油卸去，期間ASP壓力無變化，確定危機遮斷模塊內部連通AST和OPC母管的單向閥工作正常，無卡澀[3]。

1.3 原因分析

a）AST、OPC母管油壓降低是汽輪機閥切換時中壓缸調門關閉和汽輪機再掛閘后中壓缸調門不能開啟導致機組無法啟動的主要原因。

b）2號中壓缸主汽門油缸出口至AST母管單向閥卡澀和卸荷閥泄漏是造成AST母管油壓降低的主要原因。2號、4號高壓缸調門油缸出口至OPC母管單向閥卡澀和卸荷閥泄漏是造成OPC母管油壓降低的主要原因。

c）EH油中顆粒物在單向閥接觸面處集聚是造成單向閥卡澀的主要原因。

1.4 防范措施

a）機組檢修時，將EH油系統的單向閥、節流孔等作為必修項目進行檢查、檢修。

b）加強EH油質管控，將EH油濾油作為定期工作進行。除機組檢修后和油質化驗不合格時進行濾油外，每2個月每臺機組的EH油至少進行一次濾油，確保EH油各項指標全部合格。

c）加強EH油質取樣化驗。除按照規定進行定期的EH油取樣化驗和檢修后油質化驗外，機組每次啟動前進行一次EH油質的全面取樣化驗。

d）加強EH油系統設備外委檢修后到貨驗收，嚴格審核修后試驗報告，必要時派人員到外委單位進行現場監督、驗收，確保外委檢修設備質量合格。

2 中壓調門瞬時關閉

2.1 故障現象

2016-11-13 T19：50時，某電廠2號機組負荷224 MW，監盤發現DEH（digital electric hydraulic control system）上2號中壓調門閥位反饋至零（指令100%），左/右側中壓進汽溫度分別為531/512℃，就地檢查發現右側中壓調門全關。

2.2 異常發生過程

通過調閱DEH歷史數據庫查看，從2016-11-10 T13：56到2016-11-13 T16：44，2號中壓調門全關之前共出現過3次波動，前3次降幅較小，最大時下降50 mm，經過自動調整后恢復正常。2號中調門從2016-11-13 T08：02開始緩慢下降，到2016-11-13 T16：44全部關閉，此段時間2號中調門指令一直為全開（103%）沒有調整記錄。中壓調門發生波動的時間及變化范圍如表1所示。

表1 中壓調門波動

2.3 原因分析

根據以上情況分析，2號機中壓調門伺服閥使用年限較長（最早一批MGO760-001型伺服閥）及運行時EH油油質經常出現酸值高現象，伺服閥內滑閥活塞出現腐蝕、磨損等現象。正常運行時伺服閥滑閥處在中間平衡位置。因伺服閥滑閥活塞出現腐蝕、磨損，使泄油口無法嚴密封閉，持續泄油。隨漏量不斷增大，伺服閥自身無法調整平衡的狀態下，造成2號中壓調門緩慢關閉，機組負荷下降至150 MW[4]。

2.4 防范措施

a）應繼續加強對機組EH油質的監督，發現油中顆粒度、酸值、電阻率等指標超標及時進行濾油，保持油質合格。

b）對使用年限較長的伺服閥返廠進行檢測，漏量偏大的全部更換新閥。

c）運行人員加強對各汽門及相關參數的監視檢查力度，及早發現問題，采取相應的防范措施，并聯系檢修人員及時處理，避免因缺陷發現不及時造成跳機現象的發生。

d）檢修人員應加大對各汽門巡視檢查力度，發現異常及時處理；在機組大修時對汽門油動機控制系統返廠進行檢測清洗，大小修時對EH油系統濾網檢查更換，確保各部件運行可靠。

3 結束語

中壓調閥雖然只是發電廠所有設備中一個較小的設備，但對汽輪機組的正常運行影響很大，加強對中壓調閥的檢修管理十分重要。對于采用EH油系統的汽輪機組，應在機組檢修時認真檢查整個油系統管道和濾油裝置，防止油管道長期處于高溫區，導致EH油質發生變化后影響EH油的抗燃性和潤滑性能。另外，還要加強工作人員的培訓學習，使他們全面熟悉設備結構，對故障進行精準判斷，消除設備缺陷，保障機組安全可靠運行。