吳 瑾

（中國(guó)原子能科學(xué)研究院，北京 102413）

一、汽輪調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電廠三回路配備一臺(tái)超高壓、沖動(dòng)、單缸、單排凝汽式汽輪機(jī)。其汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)為低壓透平油純電調(diào)，由數(shù)字電調(diào)系統(tǒng)（DEH）、液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保安系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。其主要部套有啟動(dòng)滑閥、電液轉(zhuǎn)換器、凸輪配汽機(jī)構(gòu)、調(diào)門(mén)縱座、調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)等組成。

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是按照汽輪機(jī)在正常新蒸汽及排汽壓力參數(shù)下進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它能夠?qū)ζ啓C(jī)的啟動(dòng)、升速、并網(wǎng)、加減負(fù)荷、甩負(fù)荷等各種工況進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。

二、滑閥故障事件分析

在汽輪機(jī)啟動(dòng)前，先進(jìn)行汽輪機(jī)的掛閘操作，它是由啟動(dòng)滑閥來(lái)完成的。

1.掛閘操作過(guò)程

啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)DEH發(fā)出掛閘信號(hào)，控制啟動(dòng)滑閥中的直流減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，啟動(dòng)滑閥退到（零）位，或就地手搖啟動(dòng)滑閥使退至（零）位，使啟動(dòng)滑閥上的保安油、掛閘油油口打開(kāi)，將危急遮斷器滑閥上的掛閘油壓泄掉，危急遮斷器滑閥在下部附加保安油壓的作用下上升到上止點(diǎn)。這時(shí)，DEH再控制啟動(dòng)滑閥電機(jī)正轉(zhuǎn)（或就地手搖啟動(dòng)滑閥手柄）使啟動(dòng)滑閥先前移動(dòng)，逐漸關(guān)小啟動(dòng)滑閥的保安和掛閘油口，首先使掛閘油壓建立起來(lái)，汽輪機(jī)保安系統(tǒng)掛上閘，繼續(xù)控制啟動(dòng)滑閥向前移動(dòng)，啟動(dòng)滑閥的保安油口逐漸關(guān)小，使保安油壓逐漸升高，汽輪機(jī)自動(dòng)關(guān)閉器將逐漸打開(kāi)，直至全開(kāi)。這時(shí)，汽輪機(jī)就可以啟動(dòng)升速操作了。

2.啟動(dòng)滑閥的工作原理

啟動(dòng)滑閥主要由直流減速電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、滑閥、套筒及殼體等組成，安裝于前軸承箱前端蓋上。它主要是完成危急遮斷器滑閥掛閘和開(kāi)啟主汽門(mén)功能。

在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)就地逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)滑閥手輪或DEH控制直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以關(guān)小啟動(dòng)滑閥油口的開(kāi)度，使壓力油作用于危急遮斷器滑閥上部（啟動(dòng)滑閥在零位時(shí)打開(kāi)，油壓不能建立），完成保安系統(tǒng)的掛閘操作，掛閘完成后，繼續(xù)搖啟動(dòng)滑閥，保安油壓逐漸建立，可以打開(kāi)主汽門(mén)。

3.啟動(dòng)滑閥故障直接原因

當(dāng)汽輪機(jī)掛閘成功之后，啟動(dòng)滑閥的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至保安油壓建立起來(lái)，在系統(tǒng)接收到保安油壓建立信號(hào)之前，啟動(dòng)滑閥的電機(jī)一直轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)法停止，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)載后，啟動(dòng)滑閥內(nèi)部的機(jī)械聯(lián)動(dòng)部件發(fā)生故障，傳動(dòng)齒輪脫開(kāi)，滑閥的定位銷子斷裂，并且汽輪機(jī)主汽門(mén)也無(wú)法開(kāi)啟。需要立即打開(kāi)汽輪機(jī)機(jī)頭，開(kāi)箱進(jìn)行緊急搶修。

由于該啟動(dòng)滑閥還可以手動(dòng)操作，為了保證運(yùn)行任務(wù)能夠順利完成，汽輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)掛閘操作，則由常規(guī)島就地運(yùn)行人員手動(dòng)搖動(dòng)啟動(dòng)滑閥的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行操作，但是，手動(dòng)操作無(wú)法準(zhǔn)確地控制滑閥的移動(dòng)，也會(huì)由于人為操作不當(dāng)，導(dǎo)致滑閥的定位銷子斷裂。仍需要緊急搶修。

4.啟動(dòng)滑閥故障的根本原因

汽輪機(jī)啟動(dòng)滑閥是靠?jī)蓚€(gè)壓力開(kāi)關(guān)控制滑閥電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制滑閥的滑動(dòng)，當(dāng)掛閘油壓信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，由于壓力控制信號(hào)常出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致油壓建立之后，電機(jī)不能停止，滑閥滑動(dòng)超限，滑閥定位銷子拉斷，導(dǎo)致發(fā)生故障。該啟動(dòng)滑閥的可靠性不高，并且汽輪機(jī)為較陳舊的小機(jī)組，市場(chǎng)已經(jīng)不再生產(chǎn)，技術(shù)相對(duì)比較落后，并且隨著運(yùn)行時(shí)間的累積，傳動(dòng)部分頻繁出現(xiàn)卡死故障，運(yùn)行極其不可靠。綜上所述，由于啟動(dòng)滑閥電動(dòng)傳動(dòng)部分仍存在缺陷，工作不穩(wěn)定，經(jīng)常無(wú)法電動(dòng)遠(yuǎn)傳操作，反復(fù)維修后仍無(wú)法徹底解決。并且，當(dāng)開(kāi)堆運(yùn)行期間，需要停堆維修，維修時(shí)工作環(huán)境惡劣，耗時(shí)較長(zhǎng)，耽誤機(jī)組正常運(yùn)行周期。

三、改造措施

經(jīng)過(guò)討論，決定對(duì)汽輪機(jī)原有的啟動(dòng)滑閥進(jìn)行整改，更換為新型可靠的電磁閥組，并對(duì)DEH控制邏輯進(jìn)行修改。

該電磁閥組裝置主要是由兩個(gè)手動(dòng)截止閥、兩個(gè)電磁閥以及一個(gè)集成塊組成，布置在汽輪機(jī)的前軸承箱上。啟動(dòng)前，因?yàn)樵撗b置上的掛閘電磁閥和開(kāi)啟主汽門(mén)電磁閥得電打開(kāi)，將危急遮斷器滑閥上的掛閘油壓泄掉，危急遮斷器滑閥在下部附加保安油壓的作用下上升到上止點(diǎn)。啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)DEH發(fā)出掛閘信號(hào)，掛閘電磁閥失電關(guān)閉，壓力油經(jīng)過(guò)節(jié)流孔而生成掛閘油作用于危急遮斷器滑閥上部，完成掛閘功能。掛閘完成后，開(kāi)啟主汽門(mén)電磁閥接受DEH的啟動(dòng)信號(hào)，失電關(guān)閉，由壓力油經(jīng)節(jié)流孔而生成保安油作用于自動(dòng)關(guān)閉器滑閥下部，保安油壓逐漸升高，汽輪機(jī)自動(dòng)關(guān)閉器將全開(kāi)，主汽門(mén)開(kāi)啟。此時(shí)，汽輪機(jī)具備升速條件。

四、結(jié)語(yǔ)

啟動(dòng)滑閥屬于機(jī)械設(shè)備，內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，聯(lián)動(dòng)部件也比較多，在汽輪機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，常常容易出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，是影響汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要因素，直接對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。為了解決滑閥構(gòu)造中存在的問(wèn)題，目前，國(guó)內(nèi)的汽輪機(jī)組已經(jīng)普遍采用掛閘電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)掛閘，開(kāi)啟主汽門(mén)的操作。電磁閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且技術(shù)已經(jīng)較為成熟，可靠性高，能夠滿足機(jī)組安全可靠的運(yùn)行。