北重330?MW機組危急遮斷模塊改造

武繼琳 宋晶

[摘 ? ?要]汽輪發電機組的危急遮斷裝置（ETS）是保障機組的重要保護執行機構，當發生某種可能危急汽輪機組安全運行的緊急情況時，ETS裝置向危急遮斷模塊發出指令可使汽輪機關閉蒸汽閥緊急遮斷停機，避免汽輪機組發生重大損傷事故。文章介紹了某熱電聯產機組危急遮斷模塊的組成和保護動作原理，以及模塊運行中發生的故障狀況和改造方案。

[關鍵詞]汽輪機組;危急遮斷模塊;故障;改造

[中圖分類號]TK268 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）05–00–03

Reconstruction of Emergency Trip Module of Beizhong 330 MW Unit

Wu Ji-lin，Song Jing

[Abstract]The emergency trip device （ETS） of steam turbine generator unit is an important protection actuator to ensure the safe operation of the unit. In case of an emergency that may endanger the safe operation of the steam turbine unit， the ETS device sends a command to the emergency trip module to make the steam turbine close the steam valve for emergency shutdown and avoid major damage accidents of the steam turbine unit. This paper introduces the composition and protection action principle of the emergency trip module of a cogeneration unit， as well as the fault condition and transformation scheme in the operation of the module.

[Keywords]steam turbine unit; emergency trip module; fault; reform

某熱電公司2×330 MW汽輪機組為北京北重汽輪電機有限責任公司生產的330 MW亞臨界、一次再熱、單軸、三缸、雙排汽、抽汽、空冷式汽輪機組。汽輪機液壓調節系統采用新華威爾液壓系統（上海）有限公司生產的電液調節系統，電液調節系統包括供油系統、執行機構和危急遮斷系統。供油系統由高壓柱塞變量泵向系統提供高壓抗燃油，并由它來驅動和調整主汽閥、調節汽閥執行機構;執行機構接受從汽輪機數字電液控制系統（DEH）送來的指令信號，控制和調節汽輪機各主汽閥、調節汽閥的開關;危急遮斷系統的主要執行元件由1個帶有4只自動停機遮斷電磁閥（20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST）和2只超速保護控制閥（20/OPC）、節流孔組成的液壓回路構成危急遮斷控制模塊、隔膜閥和幾只壓力開關等所組成。

根據火力發電廠技術監督要求，要定期對危機遮斷模塊（20/AST）通道進行試驗，檢驗危急遮斷模塊是否正常，滿足緊急情況下汽輪機組能夠正常遮斷停機，避免異?；蚴鹿蕯U大。但如果遇到20-1/AST、20-3/AST第一通道，或20-2/AST、20-4/AST第二通道工作不正常，就可能導致汽輪機組危急情況下無法關閉全部蒸汽閥而正常停運，而且危急遮斷模塊也不能在線檢修清理，需要到停機才能處理。上述熱電公司多次發生過試驗中第一、第二通道工作不正常，給汽輪機組安全運行造成較大的隱患和風險。

1 危急遮斷模塊組成和原理

汽輪機危急遮斷模塊（如圖1所示）由1個帶有4只自動停機遮斷電磁閥（20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST、20-1/AST）、4個節流孔和兩個壓力開關（ASP1、ASP2）等所組成。AST電磁閥由220 V DC供電，電磁閥帶電勵磁關閉，失電失磁打開。汽輪機組掛閘時4個電磁閥帶電關閉，堵住了EH高壓油與無壓回油管的通路，在壓力油的作用下使卸載閥滑閥右移關閉，從而堵住了AST母管油的泄油通路，建立AST油壓，汽輪機組與AST油相關的主汽閥執行機構動作打開，從而完成掛閘，汽輪機組正常運行中維持此狀態。當汽輪機緊急情況跳閘時，AST電磁閥失電打開，導通EH油與無壓回油管的通路，泄掉卸載閥上的壓力油，在彈簧力的作用下卸載閥滑閥左移打開，從而泄掉AST油，使所有與AST油相連的主汽閥執行機構關閉，切斷汽輪機進汽，實現正常停機。

4只自動停機遮斷電磁閥（20/AST）為串并聯布置，按功能可以把它們分為2個通道：20-1/AST與20-3/AST并列為第一通道，20-2/AST與20-4/AST并列為第二通道，第一通道與第二通道再串聯。這種方式就具有多重的保護性，每個通道中至少必須有1只電磁閥打開才可導致機組跳閘，每個通道1個電磁閥故障打開也不會造成誤動，就能有效地防止危機遮斷模塊誤動或拒動。

每個電磁閥的壓力油側都串接有節流孔1和節流孔2，掛閘時電磁閥關閉，壓力油通過節流孔1和節流孔2向卸載閥上部充油，使卸載閥關閉;通道試驗單個電磁閥失電打開時，由于有節流孔1和節流孔2對母管側壓力油的阻隔作用，使卸載閥上的壓力油迅速泄掉，保證卸載閥快速打開，并且不影響母管油壓。在電磁閥的每個通道上還并接了一個節流孔3和節流孔4，這兩個節流孔的作用是試驗時能有效檢測到ASP油壓的變化，而且對系統油壓又不造成影響。

4個自動停機電磁閥和4個節流孔組成的液壓回路能在線試驗20-1/AST和20-3/AST第一通道、20-2/AST和20-4/AST第二通道工作是否正常，及節流孔回路的工作是否正常。通常20/AST通道試驗每星期進行一次，一旦確認20-1/AST與20-3/AST第一通道，或20-2/AST與20-4/AST第二通道工作不正常，或節流孔回路的工作不正常（ASP壓力開關指示值異常），就不能再進行試驗，也不能在線檢修，一直要到停機才能處理。

2 危急遮斷模塊故障分析

該熱電公司多次發生過AST電磁閥失效或ASP油壓異常的現象，特別是在AST電磁閥通道定期試驗工作時，更多次發生過ASP油壓異常的現象。危急遮斷模塊AST電磁閥失效或ASP油壓異常原因很復雜，概括起來主要有以下幾條：

（1）節流孔1堵塞。AST1、AST3的控制油壓（由EH油泵來的高壓油）無法建立，AST1和AST3卸載閥無法關閉，AST油壓直接泄到第二通道電磁閥AST2和AST4前，ASP母管油壓日常運行時顯示ASP壓力開關油壓高報警，第一通道AST1、AST3失效，若此時AST2和AST4第二通達中任一個出現故障或內漏就會導致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機組跳閘。

（2）節流孔2堵塞。AST2、AST4的控制油壓（由EH油泵來的高壓油）無法建立，AST2、AST4卸載閥無法關閉，ASP油壓直接泄壓至油箱，ASP母管油壓日常運行時顯示ASP壓力開關油壓低報警，第二通道AST2、AST4失效，若此時第一通道AST1和AST3任一個出現故障就會導致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機組跳閘。

（3）節流孔3堵塞。ASP母管油壓日常運行時顯示ASP壓力開關油壓低報警，但此時做AST電磁閥試驗不會產生影響。AST電磁閥正常工作，危急遮斷模塊能夠正常動作。

（4）節流孔4堵塞。ASP母管油壓日常運行時顯示為ASP壓力開關油壓高報警，但此時做AST電磁閥試驗不會產生影響。AST電磁閥正常工作，危急遮斷模塊能夠正常動作。

（5）第一通道AST1或AST3電磁閥內漏。ASP母管油壓日常運行時顯示為ASP壓力開關油壓高報警，第一通道AST1或AST3失效，若此時AST2和AST4任一個出現故障或內漏就會導致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機組跳閘。

（6）第二通達AST2或AST4電磁閥內漏。ASP母管油壓日常運行時顯示為ASP壓力開關油壓低報警，第二通道AST2或AST4失效，若此時AST1和AST3任一個出現故障或內漏就會導致AST油壓瀉壓，造成危急遮斷模塊誤動汽輪機組跳閘。

（7）第一通道AST1、AST3任一電磁閥卡澀。定期試驗時，ASP母管油不能實現正常的ASP油壓高報警，第二通道AST2或AST4工作正常，將不影響危機遮斷模塊正常動作。若AST1和AST3同時卡澀，無論第二通道AST2或AST4是否正常，汽輪機組危機遮斷模塊失效，事故異常情況下無法停機，將造成事故擴大或設備損壞。

（8）第二通道AST2、AST4任一電磁閥卡澀。定期試驗時，ASP母管油不能實現正常的ASP油壓低報警，第一通道AST1或AST1工作正常，將不影響危機遮斷模塊正常動作。若AST2和AST4同時卡澀，無論第一通道AST1或AST3是否正常，汽輪機組危機遮斷模塊失效，事故異常情況下無法停機，將造成事故擴大或設備損壞。

3 危急遮斷模塊改造方案

為消除危急遮斷模塊頻繁故障對汽輪機組造成的重大隱患，熱電公司對危急遮斷模塊進行了改造，如圖2所示，裝設了4個AST遮斷裝置和1個節流遮斷裝置，改造后可以實現在線清理、檢修或更換電磁閥和節流孔。在電磁閥組件上裝上4個AST遮斷裝置就能在線檢修、更換20-1/AST、20-3/AST、20-2/AST、20-4/AST。對應的AST遮斷裝置分別為J1-AST、J3-AST、J2-AST、J4-AST、在電磁閥組件上裝上1個節流遮斷裝置JLK-AST，就能在線檢修、更換兩個ASP節流孔3和4。

3.1 AST遮斷裝置的使用方法

以20-1/AST為例：

（1）順時針轉動AST遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（J1-AST）為關閉AST遮斷裝置。逆時針轉動AST遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（J1-AST）為開啟AST遮斷裝置。

（2）AST遮斷裝置從開啟狀態到關閉閉鎖閥螺桿（J1-AST）需轉動12圈。

（3）正常運行時AST遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（J1-AST）為開啟狀態（即逆時針轉動到底位置）。

3.2 更換AST電磁閥的方法

（1）正常工作時AST遮斷裝置處于開啟狀態。

（2）當確認某個自動停機（AST）電磁閥故障時，順時針轉動該AST遮斷裝置閉鎖閥螺桿（J1-AST）12圈，到關緊位置時再逆時針轉動45°。

（3）緩慢手動松開AST一級閥，在這過程中若無油冒出，說明AST遮斷裝置關閉有效，可以全部松下并取出。

（4）擰下4個AST二級閥安裝螺釘，拆下AST二級閥。

（5）裝上新的AST自動停機電磁閥，擰緊4個AST自動停機電磁閥安裝螺釘。逆時針轉動該AST遮斷裝置螺桿（J1-AST）12圈，到開啟位置時再順時針轉動45°。

（6）恢復通電，并可以進行在線檢測試驗。

（7）閉鎖閥動作腔小孔系排氣孔，少許剩油屬正?，F象，不會引起漏油事故。

3.3 節流遮斷裝置的使用方法

（1）順時針轉動節流遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（JLK-AST）為關閉節流遮斷裝置。

（2）逆時針轉動節流遮斷裝置上的閉鎖閥螺桿（JLK-AST）為開啟節流遮斷裝置。

（3）流遮斷裝置從開啟狀態到關閉螺桿（JLK-AST）需轉動7圈。

3.4 拆洗節流遮斷裝置內節流孔的方法

（1）正常運行時節流遮斷裝置都處于開啟狀態，當確認節流遮斷裝置內節流孔故障（ASP壓力開關指示值異常）時，順時針轉動節流遮斷裝置螺桿（JLK-AST）7圈，到關緊位置時再逆時針轉動45°。

（2）拆下排汽測壓接頭螺帽下的限位片，裝上螺帽排油泄壓。擰下節流遮斷裝置二端的工藝螺塞，拆出兩個節流器，作上前后順序記號，清洗后原拆原裝。回裝兩端的工藝螺塞。

（3）逆時針轉動節流遮斷裝置螺桿（JLK-AST）7圈，到開啟位置時再順時針轉動45°。

（4）閉鎖閥動作腔小孔系排氣孔，少許剩油屬正?，F象，不會引起漏油事故。

危急遮斷模塊改造后某熱電公司再次發生AST電磁閥內漏、卡澀或節流孔堵塞等影響機組安全停運的缺陷和異常，通過AST遮斷裝置和節流遮斷裝置與系統安全隔離后進行處理，保障了危機遮斷裝置的正常運行狀態。

4 結束語

汽輪機組危機遮斷裝置異常故障主要原因為設備老化和油質劣化造成的，日常工作中應加強設備治理和抗燃油油質管理，防止在汽輪機組緊急停運時無法正常遮斷停機造成設備損壞和事故擴大。通過某熱電公司2×330 MW汽輪機組危機遮斷模塊改造，可以實現在線清理檢修危機遮斷模塊核心部位，對提高汽輪機組安全運行，避免發生機組誤動或拒動具有實際的指導意義，同時也為同類型汽輪機組危機遮斷模塊改造提供借鑒意義。

參考文獻

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