基于300 MW汽輪機組試驗裝置可靠性研究

李 壯

（北京太陽宮燃氣熱電有限公司，北京 100028）

0 引言

近年來，燃氣發電技術得到了快速發展。“二拖一”燃氣-蒸汽聯合循環機組效率高、供熱能力強，尤其在北方地區發展迅速。某二拖一機組汽輪機由哈爾濱汽輪機廠有限責任公司提供，型號LN275/CC154型，為三壓、一次中間再熱、雙缸雙排汽、帶抽汽供熱汽輪機機組。汽機采用全周進汽，不設調節級，機組容量270 MW，汽輪機布置在汽機房12m處。汽輪機前箱處有4套試驗裝置，分別為EH油壓低試驗裝置、潤滑油壓低試驗裝置、真空低試驗裝置及交直流潤滑油泵聯啟試驗裝置。每套試驗裝置含兩個電磁閥及兩個手門，可供運行人員啟機前進行就地試驗及遠方試驗。前箱側面安裝了一面壓力開關接線綜合柜，機柜正面側共18塊壓力開關及一塊轉速表。柜內接線主要為三類測點：壓力開關、TSI測點及溫度測點。

該文以前箱處試驗裝置優化為例，通過拆除改造原試驗裝置及壓力開關接線綜合柜，大幅提升了試驗裝置動作的可靠性，機柜遠離原前箱高溫區域，提高了汽輪機試驗裝置的可靠性及主保護的穩定性，實踐證明，這對相似行業的機組試驗裝置改造有借鑒意義。

1 試驗裝置系統存在的問題

該公司試驗裝置及壓力開關接線綜合柜為哈汽廠配置，其配置方式已不滿足《防止電力生產事故的二十五項重點要求》中的相關內容，圖1～圖4為改造前系統配置，且在實際使用中存在如下問題：1）現EH油壓低試驗裝置、潤滑油壓低試驗裝置及真空低保護試驗裝置每套配備4個壓力開關，保護方式為四取二，但每套保護的開關均為一根取樣管，取樣管容易堵塞，進而造成保護拒動，嚴重威脅機組運行安全。2）現試驗裝置為四套，是哈汽廠機組出廠的默認配置方式，每套裝置上存在兩個電磁閥及兩個手門，供運行人員就地或遠方進行試驗，但是試驗為每次汽輪機啟動前，即每年僅進行兩次試驗，這就容易導致電磁閥卡澀，出現電磁閥不動作試驗不成功的現象。3）現壓力開關接線綜合柜位于前箱北側，后方空間狹小，且在機組運行期間受到軸封漏氣等原因影響，該處環境溫度極高，處理該處缺陷有危險。

圖1 EH油壓低試驗裝置

圖2 真空低試驗裝置

圖4 潤滑油壓低試驗裝置

上述所說壓力開關均接入ETS機柜參與主保護跳閘，其動作邏輯為一三開關任一動作，AST電磁閥一三均動作，二四開關任一動作，AST電磁閥二四均動作，若前后開關動作類型不一致，例如EH油任一開關一三動作，潤滑油任一開關二四動作，機組有跳閘風險，且若AST電磁閥不嚴，可能存在單個壓力開關動作機組跳閘的情況，嚴重威脅機組運行安全。

圖3 交直流潤滑油泵聯鎖啟動試驗裝置

2 改造方案

EH油壓低試驗裝置在原取樣管路上新增一路取樣，潤滑油壓低試驗裝置在前箱內潤滑油母管管路上新增一路取樣，真空低試驗裝置在凝汽器管路上新增一路取樣，取樣管路均獨立于原取樣裝置，改造后系統圖如圖5～圖8所示。

圖5 EH油壓低試驗裝置（單位：mm）

圖8 交直流潤滑油泵聯啟試驗裝置

取消EH油壓低、潤滑油壓低、真空低及交直流潤滑油泵試驗裝置，將四套裝置整體放置于一面機柜內，其中EH油壓低、潤滑油壓低及真空低取消電磁閥，即取消遠方試驗功能，交直流潤滑油泵試驗裝置保留電磁閥，即實現遠方及就地試驗功能，新增機柜圖片如圖9～圖10所示。

圖9 機柜正面圖（單位：mm）

圖10 機柜內部布置圖（單位：mm）

新增開關及接線柜放置于現有接線柜正前方2米位置，為不銹鋼材質，即EH油母管前方。新增機柜長140 cm，寬52 cm，高223 cm，接線柜后柜門離地55 cm，方便后柜門開關，同時后柜門做雙層防護，防止蒸汽高溫影響。接線柜側面新增電纜橋架，用于原測點接線的穿入及穿出。

修改現有主保護動作邏輯，壓力開關一三任一動作與同系統壓力開關二四任一動作，AST四個電磁閥直接動作，機組跳閘。

3 具體改造內容與試驗

圖5兩路EH油壓低試驗裝置接頭組帶?0.8mm節流孔，每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個壓力開關、1個就地壓力表組件組成。預留2路?8mm×2mm排油管路，由于取消了EH油回油管，因此須在試驗手門下放置接油盒接油。

EH油壓低試驗方案：關閉EH油壓低開關1入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#1試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低1開關應動作，LP1燈亮，隨后關閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關1入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LP1燈應該會消失。

關閉EH油壓低開關3入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#3試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低3開關應動作，LP3燈亮，隨后關閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關3入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LP3燈應該會消失。

關閉EH油壓低開關2入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#2試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低2開關應動作，LP2燈亮，隨后關閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關2入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LP2燈應該會消失。

關閉EH油壓低開關4入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#4試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低4開關應動作，LP4燈亮，隨后關閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關4入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LP4燈應該會消失。

圖6兩路潤滑油壓低試驗裝置預留2路?14mm×2mm進油管路，預留管路上接頭組帶?0.8mm節流孔，每1路分為2路試驗通道?8mm×2mm，每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個壓力開關、1個就地壓力表組件組成。預留2路φ8mm×2mm排油管路，由于取消了潤滑油回油管，因此須在試驗手門下放置接油盒接油。

圖6 真空低試驗裝置（單位：mm）

潤滑油壓低試驗方案：關閉潤滑油壓低開關1入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#1試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低1開關應動作，LBO1燈亮，隨后關閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關1入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LBO1燈應該會消失。

關閉潤滑油壓低開關3入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#3試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低3開關應動作，LBO3燈亮，隨后關閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關3入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LBO3燈應該會消失。

關閉潤滑油壓低開關2入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#2試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低2開關應動作，LBO2燈亮，隨后關閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關2入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LBO2燈應該會消失。

關閉潤滑油壓低開關4入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#4試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低4開關應動作，LBO4燈亮，隨后關閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關4入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LBO4燈應該會消失。

圖7兩路真空低試驗裝置預留2路?14mm×2mm進氣管路，預留管路上接頭組帶?0.8mm節流孔。每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個壓力開關、1個就地壓力表組件組成。當做試驗動作時須先將總截止閥關閉，再打開試驗截止閥進行試驗。

圖7 潤滑油壓低試驗裝置（單位：mm）

真空低試驗方案：關閉真空低開關1入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#1試驗手動一次門及二次門。這時真空低1開關應動作，LV1燈亮，隨后關閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關1入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LV1燈應該會消失。

關閉真空低開關3入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#3試驗手動一次門及二次門。這時真空低3開關應動作，LV3燈亮，隨后關閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關3入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LV3燈應該會消失。

關閉真空壓低開關2入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#2試驗手動一次門及二次門。這時真空低2開關應動作，LV2燈亮，隨后關閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關2入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LV2燈應該會消失。

關閉真空低開關4入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#4試驗手動一次門及二次門。這時真空低4開關應動作，LV4燈亮，隨后關閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關4入口隔離閥，點擊跳閘復位按鈕，LV4燈應該會消失。

圖8潤滑油壓低試驗裝置預留1路?14mm×2mm進油管路，預留管路上接頭組帶?0.8mm節流孔，其中1路分為2路?8mm×2mm管路接壓力開關。每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個電磁閥、1個壓力開關、1個就地壓力表組件組成。當手動做試驗時須先將總截止閥關閉再打開試驗截止閥進行試驗，當遠方進行操作時直接動作相應通道電磁閥即可。

4 結論

該文分析某發電公司二拖一機組歷年試驗裝置試驗失敗案例，依據系統設計的相關規范、原則，從取樣管路及測點等方面提出了提高試驗裝置可靠性的方案。在該文研究的基礎上，某發電公司于2021年10月進行了試驗裝置的升級改造。改造后，試驗裝置運行穩定，主保護配置更合理，未再出現誤動的現象，升級改造取得了良好的效果。該文的研究及在某發電公司的成功實踐為如何提高哈汽300MW機組試驗裝置安全穩定性這一課題提供了良好的范本。