1 000 MW機組單側主汽門關閉的原因分析及處理

左偉偉

（國家能源集團江蘇諫壁發電有限公司，江蘇鎮江 212006）

1 設備介紹

該機組采用上汽廠引進西門子技術的N1023-26.25/600/600汽輪機，汽輪機蒸汽閥門為單側進油，采用EH油控制，每個閥門有一套控制模塊控制閥門的啟閉，一個集成式的組合油箱供給各閥門的EH油用油。汽輪機采用全周進汽加補汽閥的配汽方式，高、中壓缸均為切向進汽。鍋爐為超超臨界壓力參數變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛塔式布置形式、一次中間再熱、四角切圓燃燒、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊構造、露天布置。

2 事故經過

#13機機組負荷510 MW，B、C、D、E、F磨煤機運行。某日12：53，機組負荷突然下降至480 MW，然后逐漸回升至510 MW，DEH報警“IP ESV1”報“CLOSED”，發現主機#1中壓主汽門反饋突變至0。EH油泵電流由26 A升至44 A，再熱汽壓由2.6 MPa升至3.1 MPa。巡檢至就地檢查#1中壓主汽門EH油回油管溫度情況，手摸發現回油管非常燙，同時至就地檢查EH油泵實際流量，流量增大50 L左右，確認跳閘電磁閥已經打開泄油。15：20，熱工檢修處理結束，恢復正常。

3 故障原因分析及處理

3.1 中壓主汽門ESV閥控制系統介紹

主汽門ESV閥屬于開關型執行機構，汽門只能全開、全關。如圖1所示，其工作回路由兩只跳閘電磁閥、一只方向電磁閥、單向閥、插裝閥、油動機等組成。跳閘電磁閥采用冗余配置，接收汽輪機保護系統來的信號，電磁閥得電插裝閥關閉，失電插裝閥打開，使活塞左右腔室連通。正常時電磁閥為帶電狀態，保護動作時跳閘電磁閥失電，與回油管接通，此時插裝閥壓力失去，在彈簧力的作用下迅速打開，油路切至回油，油動機供油回路被切斷，ESV閥在彈簧力的作用下快速關閉。

3.2 事故原因分析

3.2 .1 #1中壓主汽門跳閘電磁閥2斷線失電，汽門關閉

從當時DEH畫面中看到，#1中壓主汽門跳閘電磁閥1、2狀態無任何異常，這是因為畫面顯示的電磁閥狀態不是電磁閥實際真正的狀態，只是閥門的指令。也就是說，控制系統給閥門的指令是關閉。

該電磁閥斷線失電可以從下面幾個方面來判斷：

（1）巡檢至就地檢查閥門實際位置。

（2）至就地檢查#1中壓主汽門油動機回油管溫度。該油動機EH回油管連通后，回油管溫度應該升高至50 ℃左右。

（3）EH油泵電流由26 A升高至44 A，就地檢查發現EH油泵出口流量增大約50 L。

（4）就地實際檢查兩只跳閘電磁閥，兩只電磁閥溫度不一樣，一只帶電、一只失電。

3.2 .2 閥門斷線的原因

就地對#13機各主汽門、調門測振，最高達83 μm，長期振動大容易造成閥門接線松動或斷線。同時，閥門接線盒空間狹小，接線時容易虛接，從而造成閥門接線松動或斷線。

閥門振動是由于汽流激振、基礎振動大，無法進行改善。只有利用機組大、小修的機會對閥門電磁閥接線進行檢查、加固、更換。

3.3 事故處理措施

3.3 .1 手動設置#1中壓調門的閥限

判斷并確認為#1中壓主汽門關閉后，運行人員應第一時間將#1中壓調門閥限設置為0，目的是防止主汽門突然打開造成大的擾動。操作時應該慢慢進行，逐步降低#1中壓調門的閥限，并確認對應調門，直至#1中壓調門關至0；恢復時，通過該側調門閥限逐步開啟汽門，恢復開度，注意由于流量逐步增加，汽溫要控制好，開始通汽時要緩慢，并注意機組振動情況。

3.3 .2 注意EH油泵的工作情況，確認關#1中壓主汽門的EH油就地進油手動門

一只主汽門的油流量較一只調門的油流量少，實際參數上來看，電流增大了18 A，流量增大50 L，EH母管油壓力由16 MPa降至15.8 MPa。因兩臺機組EH油泵增容過，基本不受影響。出于系統安全考慮，需要確認關閉#1中壓主汽門的EH油就地手動門。至就地緩慢關閉#1中壓主汽門EH油進油門，注意油泵的電流逐漸回落至正常值。

3.3 .3 打開#1中壓主汽門、中壓調門前疏水

將#1中壓主汽門、中壓調門疏水氣控門前手動門微開后（減少沖擊），聯系熱工開放權限，打開疏水氣控門。任一側汽門關閉后，由于該側蒸汽不流通，不能投太多減溫水，同時保持疏水流通。

4 異常工況出現的原因分析

4.1 主機#3瓦瓦振逐步增大

此次#3瓦瓦振逐步上升（圖2），后通過降低主、再熱蒸汽溫度，參數逐漸穩定。

任一側汽門關閉后，應該注意機組各瓦振動、溫度變化情況。發現振動變大，可以通過調整蒸汽溫度偏差，降低主、再熱蒸汽溫度，降低機組負荷來控制。該缺陷處理好以后及時恢復，避免機組長時間處于異常工況。

4.2 爐側系統中出現的異常參數及分析

4.2 .1 爐側再熱蒸汽系統中異常情況

當#1中壓主汽門關閉后，蒸汽側出現了一些異常工況，如圖3所示。

（1）爐側二再出口#1、#3管出口汽溫較#2、#4管出口汽溫高20 ℃左右，且微量減溫水還有30 t/h。

（2）二再出口#1、#3管出口汽溫即爐側汽溫有600 ℃，而汽機側汽溫只有570 ℃左右。

（3）恢復工況時，即#1中壓調門微開5%開度后，爐側#2、#4管溫度快速上升（趨勢如圖4所示），#1、#3管出口溫度快速下降，特別是#2管減溫水量基本已開足，仍然上升至610 ℃左右。

4.2 .2 二再出口管管壁及出口集箱管壁溫度趨勢

#1中壓主汽門關閉之前的二再出口集箱管壁溫度分布如圖5所示，二再#1～#11屏管壁溫度較二再#12～#22屏高，二再#23～#33屏管壁溫度較二再#34～#44屏高。

從圖5、圖6可以看出，#1中壓主汽門關閉后，二再出口#1～#11、#23～#33屏管壁溫度逐漸下降，#12～#22、#34～#44屏管壁溫度逐漸上升。

4.2 .3 二再出口煙溫變化趨勢

從圖7中可以看出#1中壓主汽門關閉后，爐左側煙溫急劇下降而右側煙溫急劇上升，恢復時相反。

4.3 分析與結論

4.3 .1 分析

鍋爐實際二再集箱及就地管屏設備布置如圖8所示。

從圖8可知：

（1）#1中壓主汽門對應爐側為二再出口#2、#4管，#2中壓主汽門對應爐側為二再出口#1、#3管。

（2）#1、#2管同處于一個出口集箱，#3、#4管同處于一個出口集箱。

（3）#1管對應管屏為二再#1～#11屏，#2管對應管屏為二再#12～#22屏，#3管對應管屏為二再#23～#33屏，#4管對應管屏為二再#34～#44屏。

4.3 .2 結論

（1）當#1中壓主汽門關閉，即二再出口集箱#2、#4管不流通。由于#1、#2管同處于一個出口集箱，該集箱蒸汽均從#1管出去至汽機，#12～#22屏內工質相對于#1～#11屏來說處于近似干燒狀態，圖5、圖6中管壁壁溫可以證實（#12～#22管壁溫度明顯上升）。#11～#22屏內壁溫上升造成二再集箱管壁溫度上升高達610 ℃（圖7），而#1管出口溫度測點位置（圖8）緊靠二再出口集箱，由于熱傳導作用，該測點溫度顯示高達600 ℃（不能代表#1管內工質溫度）；另外，燃燒側煙氣相對于#1～#11管來說換熱增強，煙氣溫度下降（圖7），#1管蒸汽溫度會上升后趨于穩定。汽機側#1管溫度570 ℃代表的是蒸汽溫度，汽機側#1管溫度測點在機房8.6 m上方位置（圖8），實際上工質流動應該以機側溫度為準。#3、#4管溫度變化同理。

（2）#2管出口由于節流，工質基本處于不流動狀態（集箱內部分工質向#1管方向流動，阻力較大），且#2管測點位置在爐外出口管上，所以當#1中壓主汽門關閉后，隨著時間的推移，#2管出口溫度逐步下降（測點位置工質不流通）。#4管出口溫度下降同理。

（3）恢復工況下，#1中調微開5%時，#2、#4管中處于干燒狀態的工質發生流動，測點處溫度快速上升，即如圖4所示趨勢。

4.4 處理要點與注意事項

（1）發生此類故障時，應密切注意EH油泵的工作情況，因調門流量較大，發生斷線對系統影響更大，此時若確認故障應盡快設閥限關調門，關就地EH油進油手動門。

（2）汽輪機發生單側進汽應特別注意各瓦振動情況，發現增大趨勢及時降低負荷。

（3）此次發生閥門斷線的負荷較低，若負荷高，運行人員應該加強對管壁超溫情況的關注。

（4）盡量不投用減溫水，必須投用時應根據機側溫度調整減溫水量，減少兩側汽溫偏差。

（5）恢復時最好將壁溫控制在605 ℃以下，防止汽溫上升太多，難以控制。

5 結語

單只主汽門或單只調門突然關閉，雖然不會造成機組跳閘，但此工況下一些異常參數要注意監視。只有對運行中的異常和事故進行分析、總結、改進，才能保障機組安全穩定運行。