劉 恒，王楊華，魏 飛

（安陽鋼鐵集團(tuán)有限公司，河南安陽 455004）

前言

安鋼N65-13.2/538/538型汽輪機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)采用DEH控制系統(tǒng)，以磷酸脂抗燃油為工作介質(zhì)。主汽門是汽輪機(jī)保安控制系統(tǒng)重要的保護(hù)裝置，它起到快速切斷機(jī)組進(jìn)汽，防止出現(xiàn)超速等嚴(yán)重設(shè)備事故。以往主汽門出現(xiàn)問題就被迫進(jìn)停機(jī)處理，如果能在線處理對設(shè)備長周期運(yùn)行提供保駕護(hù)航顯得尤為重要。本文就針對安鋼65 MW超高壓汽輪機(jī)組中壓主汽門異常在線處理過程做一論述。

1 運(yùn)行中遇到的問題

該機(jī)組為一次中間再熱，有兩個高壓主汽門，兩個中壓主汽門，每個主汽閥均配有一套獨(dú)立的操縱機(jī)構(gòu)及驅(qū)動機(jī)構(gòu)。運(yùn)行期間突然出現(xiàn)單臺中壓主汽門門由全開位關(guān)回至正常閥位的1/3處，滿負(fù)荷狀態(tài)下再熱壓力上升0.1 MPa，高壓缸排汽溫度上升10℃。降低機(jī)組負(fù)荷至50%，再熱壓力下降至1.2 MPa時，主汽門自動開回至正常閥位的2/3處。

日前在環(huán)保和效益面前，燃煤氣汽輪發(fā)電機(jī)組在非緊急事故下不允許停機(jī)檢修，調(diào)速汽門控制系統(tǒng)故障有過在線處理的經(jīng)驗，但主汽門故障在線處理運(yùn)行至今未曾有過，下面就本機(jī)組遇到的這一問題在線處理過程做一論述。

2 中壓主汽門異常動作分析

單臺中壓主汽門運(yùn)行期間出現(xiàn)上述異常動作情況，結(jié)合幾個主要原因進(jìn)行故障排查及處理：

2.1 主汽門位移指示故障

可以直觀通過現(xiàn)場位移指示來判斷主汽門是否動作，以及結(jié)合再熱壓力及高壓缸排汽溫度上升，綜合判斷可斷定位移指示正確。

2.2 運(yùn)行部件松脫

運(yùn)行部件松脫造成主汽門關(guān)至全關(guān)位以及不可能再開啟，由于該主汽門高負(fù)荷下行程在1/3處，低負(fù)荷下在2/3處，可以排出運(yùn)行部件松脫原因，也可以通過現(xiàn)場直觀排查排除運(yùn)行部件松脫原因。

2.3 試驗電磁閥帶電

試驗電磁閥為失電運(yùn)行，長期帶電會造成主汽門緩慢關(guān)至關(guān)位，與主汽門行程變動現(xiàn)象不照，另外通過電磁閥磁頭是否有吸合力或通過熱控測量電磁閥控制線電壓即可排除電磁閥是否帶電。

2.4 油路問題

排除以上三點(diǎn)，結(jié)合主汽門動作現(xiàn)象，主汽門異常動作只有出現(xiàn)在油路上，下面結(jié)合原理圖1做一說明：

（1）通過圖1可以看到AST油壓丟失或降低可造成主汽門關(guān)閉，這樣會出現(xiàn)四個主汽門動作現(xiàn)象一致的情況，但實(shí)際上只有單臺中壓主汽門出現(xiàn)異常，可以排除系統(tǒng)AST油壓丟失或降低的可能。

（2）另一個原因油動機(jī)油缸內(nèi)漏嚴(yán)重造成主汽門動作，查看現(xiàn)場工藝，系統(tǒng)有壓回油壓力及系統(tǒng)油壓無明顯化，結(jié)合新上設(shè)備，暫時排除油缸內(nèi)漏可能性。

（3）最后主汽門異常動作主要集中油動機(jī)油缸進(jìn)油壓力低上，油缸進(jìn)油壓力低主要有三點(diǎn)：一卸載閥工作不到位造成造成進(jìn)油壓力低，二電磁閥卡澀造成油缸不進(jìn)油，三是電磁閥后節(jié)流孔堵塞，四外部來油問題。

圖1 原理圖

圖2 為外部結(jié)構(gòu)示意圖可以看到主汽門油動機(jī)帶有AST油壓測壓點(diǎn)及油缸工作油壓測壓點(diǎn)，為此通過安裝壓力表進(jìn)行直觀表壓讀數(shù)，AST油壓為正常工作油壓14 MPa，油缸工作油壓為3 MPa,正常情況下油缸工作壓力不低于8 MPa。結(jié)合有壓回油壓力及系統(tǒng)油壓無明顯變化，可初步判斷排除外部來油及卸載閥問題，最后問題集中在電磁閥及電磁閥后節(jié)流孔上。

圖2 外部結(jié)構(gòu)示意圖

3 故障在線處理

從控制原理圖上可以看出關(guān)閉油動機(jī)來油截止閥可以在線拆卸電磁閥，并可取出電磁閥后的節(jié)流孔。AST油由壓力油經(jīng)0.8 mm節(jié)流孔形成，整個EH油調(diào)節(jié)系統(tǒng)有4個主汽門，單獨(dú)關(guān)閉一個油動機(jī)截止閥后會降低系統(tǒng)AST油壓，降低值約在15%，理論上AST油壓將至12 MPa左右，遠(yuǎn)高于AST油壓停機(jī)值7.5 MPa，風(fēng)險可控。在線處理的過程中如下：

（1）由熱控對控制邏輯排查，排除單個主汽門關(guān)閉會聯(lián)鎖造成機(jī)組停機(jī)可能，否則應(yīng)修改邏輯避免單個主汽門關(guān)閉引起機(jī)組停機(jī)。解除保安油壓低聯(lián)鎖。

（2）關(guān)閉該主汽門對應(yīng)的中壓調(diào)節(jié)汽閥，調(diào)節(jié)汽閥應(yīng)通過控制程序限位指令使調(diào)節(jié)汽閥緩慢關(guān)閉，最后使調(diào)節(jié)汽閥行程上下限位限制在0位，該側(cè)負(fù)荷完全退出。機(jī)組負(fù)荷應(yīng)限制在70%以下避免對側(cè)調(diào)節(jié)汽閥超負(fù)荷造成沖刷及高壓缸排汽溫度上升過高。

（3）中壓調(diào)節(jié)汽閥緩慢關(guān)閉過程中，該中壓主汽門行程開至接近全開位，由熱控強(qiáng)制活動試驗電磁閥常帶電，使主汽門緩慢關(guān)閉。

（4）電磁閥常帶電若不能關(guān)閉可以判斷是電磁閥問題，不建議現(xiàn)場通過人為手動推壓電磁閥尾部的外伸端，使電磁閥動作主汽門緩慢關(guān)閉，一旦有松脫，主汽門快速開啟對現(xiàn)場人員及系統(tǒng)油壓會造成很大影響。

（5）手動緩慢關(guān)閉油動機(jī)來油截止閥，一旦發(fā)現(xiàn)油動機(jī)下移，停止操作，待油動機(jī)緩慢關(guān)閉后，全關(guān)截止閥。若通過試驗電磁閥使油動機(jī)全關(guān)，可直接關(guān)閉截止閥。

（6）截止閥關(guān)閉過程中密切注意系統(tǒng)油壓及AST油壓，油壓低于12 MPa可考慮啟動備泵兩臺泵同時運(yùn)行，實(shí)際關(guān)閉過程中系統(tǒng)油壓無明顯下降，AST油壓降為12.3 MPa。

（7）一切拆卸工作應(yīng)在油動機(jī)截止閥關(guān)閉后，通過測壓點(diǎn)確認(rèn)油動機(jī)伺服系統(tǒng)油壓降為0后方可進(jìn)行，拆卸過程中不得對系統(tǒng)油壓造成影響。同時做好跑油及時清理，避免落入高溫閥座上。

（8）拆卸后發(fā)現(xiàn)電磁閥后節(jié)流孔有金屬顆粒度堵塞，并對電磁閥進(jìn)行得失電動作試驗?zāi)苈牭矫黠@的電磁閥動作聲音，說明電磁閥動作可靠。通過清洗疏通節(jié)流孔回裝后主汽門動作正常。

（9）油動機(jī)恢復(fù)過程應(yīng)緩慢開啟油動機(jī)來油截止閥，一旦發(fā)現(xiàn)油動機(jī)上移，停止操作，待油動機(jī)緩慢全開后，全開截止閥。此過程系統(tǒng)油壓應(yīng)保持穩(wěn)定不得沖油過快造成油壓降低，各油動機(jī)伺服系統(tǒng)結(jié)合面無滲油。

（10）油缸充滿油后，測定油缸全開行程工作壓力為14 MPa。接除電磁閥強(qiáng)制帶電后可做主汽門活動試驗，試驗行程控制在15 mm。

（11）確認(rèn)AST油壓恢復(fù)至14 MPa，投入保安油壓低聯(lián)鎖。

（12）恢復(fù)主汽門對應(yīng)的中壓調(diào)節(jié)汽閥，調(diào)節(jié)汽閥應(yīng)通過控制程序限位指令使調(diào)節(jié)汽閥緩慢開啟至正常閥位，調(diào)節(jié)汽閥上下限位恢復(fù)至100位和0位。

（13）拆卸出的零部件、電磁閥閥等需要用無水乙醇進(jìn)行清洗。密封圈材質(zhì)應(yīng)為氟橡膠，安裝要到位，嚴(yán)禁錯邊或壓邊。拆卸人員做好個人防護(hù)避免皮膚接觸油品。

4 防范改進(jìn)措施

鑒于拆卸過程中發(fā)現(xiàn)的金屬顆粒，應(yīng)該是新機(jī)組投運(yùn)后系統(tǒng)沖洗不徹底造成，為此采取以下防范改進(jìn)措施

（1）結(jié)合主汽門油動機(jī)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)汽閥油動機(jī)結(jié)構(gòu)相似，調(diào)節(jié)汽閥油動機(jī)安裝有5 μm的濾芯，結(jié)合廠家定做主汽門油動機(jī)過濾濾筒并安裝5 μm精度的濾芯。

（2）化驗油質(zhì)金屬顆粒度為NAS9級，采購?fù)庵肊H油專用濾油機(jī)進(jìn)行24 h連續(xù)過濾，使EH油指標(biāo)恢復(fù)到顆粒度NAS3級，酸值0.02mgKOH/g，含水量0.01%，。

（3）主汽門活動試驗由原每月一次該為每周一次，避免主汽門長期不動作造成機(jī)械上的卡澀或油路上的堵塞。

5 結(jié)束語

主汽門的可靠性對汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行起著重要作用，尤其在當(dāng)前環(huán)保壓力，對主汽門異常在線處理進(jìn)行了首次嘗試，從故障原因分析著手，辨識在線處理風(fēng)險并做好相關(guān)防范措施，確保了機(jī)組長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]王志偉.汽輪機(jī)運(yùn)行[M]．北京：中國電力出版社，2007．

[2]翦天聰.汽輪機(jī)原理[M]．北京：中國電力出版社，1992．

[3]肖增弘.徐豐.汽輪機(jī)數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社.2003.