王江洪

(廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東 珠海 519060)

0 引言

危急遮斷系統(tǒng)(ETS)是汽輪機(jī)主保護(hù)的重要組成部分，它是根據(jù)汽輪機(jī)安全運(yùn)行的要求，接受就地一次儀表或汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)(TSI)二次儀表的停機(jī)信號(hào)，控制停機(jī)電磁閥，使汽輪機(jī)組緊急停機(jī)，保護(hù)汽輪機(jī)的安全。所以，電磁閥準(zhǔn)確、有效動(dòng)作，是整個(gè)危急遮斷系統(tǒng)功能正常實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。某廠#3機(jī)組曾發(fā)生過(guò)自動(dòng)停機(jī)遮斷(AST)電磁閥拒動(dòng)的事故，當(dāng)時(shí)是由于發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)誤動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)至汽輪機(jī)主保護(hù)，AST電磁閥失電，但電液調(diào)節(jié)(EH)系統(tǒng)油壓未失去。雖然避免了一次非計(jì)劃停機(jī)，但電磁閥拒動(dòng)的原因值得思考。

1 設(shè)備狀態(tài)

某廠危急遮斷控制塊是由上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的，它有2個(gè)超速保護(hù)控制(OPC)電磁閥、4個(gè)AST電磁閥和2個(gè)逆止閥組成，危急遮斷地磁閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示。2個(gè) OPC電磁閥對(duì)超速保護(hù)信號(hào)起反應(yīng)，由數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)(DEH)控制。萬(wàn)一發(fā)生甩負(fù)荷(超過(guò)30%)，或者當(dāng)機(jī)組超速到額定值的103%時(shí)，DEH給電磁閥約3 s的脈沖信號(hào)，將OPC油快速泄放到回油管，調(diào)節(jié)汽閥與再熱調(diào)節(jié)閥將迅速關(guān)閉。止回閥將在OPC泄壓時(shí)保持危急遮斷母管中的油壓，使主汽閥及再熱主汽閥保持開(kāi)啟狀態(tài)。

圖1 危急遮斷地磁閥結(jié)構(gòu)圖

從DEH來(lái)的OPC信號(hào)使調(diào)節(jié)汽閥及再熱調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，在汽輪機(jī)內(nèi)部的余汽膨脹后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速將降低。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，切斷電磁閥電源，電磁閥將關(guān)閉。4個(gè)AST電磁閥分為2個(gè)通道，通道1包括20－1/AST與20－3/AST，通道2包括20－2/AST與20－4/AST，每個(gè)通道由危急遮斷系統(tǒng)控制柜中各自的繼電器保持供電。危急遮斷系統(tǒng)的作用為:在傳感器指明汽輪機(jī)的任一變量處于遮斷水平時(shí)，打開(kāi)所有的AST電磁閥，以遮斷機(jī)組。系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是在任一電磁閥故障拒動(dòng)時(shí)，不影響系統(tǒng)功能，這也是設(shè)計(jì)成2個(gè)相同獨(dú)立通道的原因。每個(gè)通道有其本身的繼電器、電源和監(jiān)測(cè)所有汽輪機(jī)遮斷變量的能力，遮斷汽輪機(jī)需要2個(gè)通道同時(shí)動(dòng)作。如果發(fā)生一起偶然性遮斷事故，在每個(gè)通道中至少有1個(gè)AST電磁閥動(dòng)作，才能遮斷汽輪機(jī)。每個(gè)通道可分別在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)做試驗(yàn)而不產(chǎn)生遮斷或在實(shí)際需要遮斷時(shí)拒動(dòng)。在試驗(yàn)時(shí)，通道的電源是隔離的，所以1次只能試驗(yàn)1個(gè)通道。

2 EH油油質(zhì)

2009年，#3機(jī)組EH油顆粒度(NAS)檢測(cè)不合格，其數(shù)據(jù)見(jiàn)表1;EH油水分檢測(cè)不合格，其數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。2010年，#3機(jī)組EH油顆粒度(NAS)檢測(cè)合格，其數(shù)據(jù)見(jiàn)表3;EH油水分檢測(cè)合格，其數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表1 EH油顆粒度(NAS)檢測(cè)不合格數(shù)據(jù)

表2 EH油水分檢測(cè)不合格數(shù)據(jù) ‰

表3 EH油顆粒度(NAS)檢測(cè)合格數(shù)據(jù)

表4 EH油水分檢測(cè)合格數(shù)據(jù) ‰

表1顯示該機(jī)組抗燃油在最近幾個(gè)月顆粒度超標(biāo)，雖然個(gè)別月份顆粒度指標(biāo)有所好轉(zhuǎn)，但整體上不合格，特別是在發(fā)生事故最近的月份，顆粒度更高。由表2可見(jiàn)，抗燃油水分個(gè)別月份也嚴(yán)重超標(biāo)，雖然有些月份加強(qiáng)了濾油，數(shù)據(jù)合格，但抗燃油水分超標(biāo)，加上顆粒度的增加(特別是大顆粒固體物的增加)，加快了油質(zhì)惡化，造成油路堵塞。由表3與表4可知，事故發(fā)生后加強(qiáng)油質(zhì)檢查和沖洗，對(duì)設(shè)備運(yùn)行采取了一定措施，使得油質(zhì)有明顯好轉(zhuǎn)。

3 拒動(dòng)原因分析

事故發(fā)生時(shí)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查并結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況可以判斷，AST電磁閥第1級(jí)動(dòng)作沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，閥內(nèi)油路滑塊出現(xiàn)卡澀，未泄去閥內(nèi)建立起的油壓，導(dǎo)致第2級(jí)滑閥后沒(méi)有失去不平衡壓力，進(jìn)而沒(méi)有動(dòng)作。通過(guò)對(duì)油質(zhì)和設(shè)備運(yùn)行情況的分析可知，滑塊發(fā)生卡澀的原因有以下幾點(diǎn):

(1)EH油中雜質(zhì)較多，含有的固體顆粒較大，在電磁閥內(nèi)由于速度減慢而沉積在油通道內(nèi)，造成油路滑塊卡澀。從#3機(jī)組的油質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出(見(jiàn)表1)，#3機(jī)組的EH油顆粒較大，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，容易在管路的一些死角處沉積而造成卡澀。例如，沉積在危急遮斷裝置的一些常開(kāi)電磁閥內(nèi)，造成電磁閥卡澀。

(2)EH油水分高(見(jiàn)表2)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，油質(zhì)惡化，潤(rùn)滑效果降低;同時(shí)，在油壓、水分均較高的情況下，會(huì)導(dǎo)致油路金屬內(nèi)表面被腐蝕。在上述作用下，會(huì)出現(xiàn)電磁閥卡澀現(xiàn)象。

(3)抗燃油固體顆粒的增加，導(dǎo)致高壓油對(duì)金屬壁沖刷加強(qiáng)，造成金屬表面機(jī)械劃傷，使得金屬之間的摩擦增大，造成滑塊卡澀。在后來(lái)停機(jī)檢修中發(fā)現(xiàn)，危急遮斷模塊的油路表面有劃痕。隨后對(duì)#4機(jī)組做電磁閥活動(dòng)性試驗(yàn)，結(jié)果4個(gè)電磁閥均正常。通過(guò)#3，#4機(jī)組的油質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，證明油質(zhì)好壞會(huì)影響電磁閥工作的正常與否。

(4)電磁閥內(nèi)的彈簧在長(zhǎng)期工作狀態(tài)下，可能會(huì)出現(xiàn)彈性系數(shù)下降使彈力不夠的現(xiàn)象，造成電磁閥失電后滑塊受力不夠而靜止不動(dòng)。由于機(jī)組剛經(jīng)過(guò)停機(jī)檢修，AST電磁閥由于這方面原因拒動(dòng)的概率不大，但從長(zhǎng)期來(lái)看，也應(yīng)該定期檢查電磁閥本體構(gòu)件。

4 解決辦法及防范措施

事故發(fā)生后，經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析，確認(rèn)是電磁閥卡澀所致，擬定了處理方案并進(jìn)行處理，保護(hù)恢復(fù)正常投入。根據(jù)ETS的特點(diǎn)，對(duì)電磁閥逐一進(jìn)行了失電活動(dòng)性試驗(yàn)。當(dāng)通道1中的1個(gè)電磁閥失電后，試驗(yàn)油壓表計(jì)無(wú)變化，說(shuō)明此電磁閥卡澀。利用工具輕微振動(dòng)電磁閥端部，當(dāng)壓力表略有變化時(shí)，該電磁閥滑閥已經(jīng)打開(kāi)，危急遮斷母管高壓油已經(jīng)導(dǎo)通，電磁閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，然后對(duì)電磁閥通電，油壓表計(jì)立即恢復(fù)到原來(lái)數(shù)值。接著使通道2中的1個(gè)電磁閥失電，如果試驗(yàn)油壓表計(jì)指示為零，則此閥無(wú)卡澀，反之，利用相同方法處理。通過(guò)上述試驗(yàn)，解決了電磁閥卡澀問(wèn)題。為了避免類似事故發(fā)生，給出了以下防范措施:

(1)加強(qiáng)對(duì)EH油系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視，特別是濾網(wǎng)壓差和流量的變化。在濾網(wǎng)壓差高時(shí)，確認(rèn)后及時(shí)更換濾網(wǎng);流量發(fā)生變化后，也要引起重視，要及時(shí)查找原因并進(jìn)行處理。

(2)更換EH油濾網(wǎng)時(shí)，要確認(rèn)新濾網(wǎng)是否干凈;同時(shí)，檢修和運(yùn)行人員要確保工作中不將外來(lái)雜質(zhì)帶入EH油系統(tǒng)。

(3)加強(qiáng)對(duì)EH油的濾油工作，降低EH油水分至合格;同時(shí)，在油箱加油時(shí)要確保油質(zhì)合格，做好混油試驗(yàn)。

(4)在正常運(yùn)行時(shí)，要正確投入離子交換器，定期做好切換和更換工作，定期對(duì)油箱油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)。

(5)機(jī)組停機(jī)后重新啟動(dòng)時(shí)，要及時(shí)對(duì)EH油系統(tǒng)管路做好循環(huán)清洗，特別是一些容易成為油循環(huán)死角的地方。通過(guò)清洗，可將管路中沉積的雜質(zhì)沖洗干凈，確保啟動(dòng)時(shí)管路中無(wú)沉積物。

(6)定期做危急遮斷裝置的電磁閥活動(dòng)性試驗(yàn)。在做活動(dòng)性試驗(yàn)時(shí)，一是檢驗(yàn)電磁閥工作是否正常，二是清除沉積在閥內(nèi)的顆粒，防止進(jìn)一步加速沉積。

5 結(jié)束語(yǔ)

ETS作為汽機(jī)主保護(hù)的核心組成部分，它的正常工作直接關(guān)系著機(jī)組的安全運(yùn)行，而電磁閥正確動(dòng)作是實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵。通過(guò)分析和總結(jié)，得出了處理該事故的方法，提出了防范措施，為處理類似事故提供借鑒。

［1］馬慧芳，賈文菊，張利燕，等.運(yùn)行抗燃油電阻率超標(biāo)原因分析及預(yù)防措施［J］.熱力發(fā)電，2010，39(9):92－94.

［2］謝慧，吳文龍，何紅超，等.汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)伺服閥異常動(dòng)作原因分析［J］.熱力發(fā)電，2010，39(9):68－77.