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东汽改进型1030MW汽轮机汽门调试典型问题分析与处理

发布日期:19.05.09

1. 设备简介

某电厂1、2号机组为东方汽轮机厂生产的1030MW、超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机,汽轮机组型号为N1030-25.0/600/600,其配汽系统由2个高压主汽门(MSV)、2个高压调节汽阀(CV)、2个中压主汽门(RSV)和2个中压调节汽门(ICV)组成。汽轮机2只CV安装于同一阀室,蒸汽从MSV流向CV阀壳焊接为一整体,布置在机头侧运行平台下,每个CV通过一根高压导汽管与高压缸进口相连。RSV和ICV共用一个阀体,组成中压联合汽门,分别布置于中压缸两侧,再热蒸汽先后进入ICV与RSV。高压主汽门与调节汽阀的结构原理如图1所示。

 

1高压汽门结构

汽轮机控制系统采用HIACS-5000M高压纯电调控制系统,汽轮机设计为中压缸启动,正常运行时采用节流配汽,高负荷时CV全开,滑压运行。作为东方汽轮机厂产品,采用节流配汽,在国内尚属首次。为了满足控制品质的要求,东方汽轮机厂对其1030MW机型的控制系统进行了大量改进,比如射流管式伺服阀取代喷嘴挡板式伺服阀、取消两位式汽门中的关断阀等。

2. 故障案例

2.1EH油泵启动后,电流偏高

在机组未挂闸的情况下,启动EH油泵,其电机电流达到80A(额定电流为85A),远高于常规运行值40A,EH油温升过快,EH油泵出口压力仅能维持在12MPa(设定为14MPa)。关闭8只汽门的进油截止阀后,EH油泵电流迅速回落到45A,出口压力也恢复正常值。

就地检查发现,两只RSV和左侧MSV就地EH油有明显的节流声音,安全油回油管明显较热,尝试使这三只汽门的试验电磁阀带电后,EH油泵电流恢复正常,这些只汽门的EH油路如图2所示。基于这些现象,初步判断RSV和左侧MSV关断阀泄露。

2开关型汽门的EH油路

现场检查发现,RSV与左侧MSV中均无关断阀,与设备厂家沟通后确认,该机组对这三只汽门的EH油路进行了改进,取消了关断阀,并将试验电磁阀由原来的常失电变为常带电,据此切断动力油与无压回油之间的通道,但在DEH控制逻辑中没有进行相应更改,提供的油路图也没有及时更新。控制逻辑修改后,EH油泵电机电流恢复到45A左右,挂闸状态下35A左右,运行正常。

2.2汽门无法正常开启

在调试的过程中,两只RSV、一只ICV和左侧MSV均出现过无法开启的现象,根据现场明显的节流声音,判断RSV快关电磁阀卡涩,ICV伺服阀卡涩,更换上述设备后,汽门开关正常。

造成电磁阀、伺服阀卡涩最常见的原因是EH油质不合格,对新机组来说,颗粒度超标是最直接的原因。根据油质报告,EH油质为SAE 749D 3级,满足启动要求。事后查明,在油动机首次进油后,发现各汽门进油滤网漏装,这极有可能造成部分EH油管路中的微小颗粒被带入油动机,卡涩电磁阀与伺服阀。东方汽轮机厂新研制的DJSV-005A型大流量射流式伺服阀(400L/min)在该机组上首次使用,最低过滤精度为20μm,相对喷嘴挡板式伺服阀,射流式伺服阀抗腐蚀性相对较强,在一定程度上减少了调试期间伺服阀卡涩的现象。形成鲜明对比的是,该机组小汽轮机与主汽轮机共用EH油系统,小汽轮机调节阀卡涩的现象。形成鲜明对比的是,该机组小汽轮机与主汽轮机共用EH油系统,小汽轮机调节阀仍使用喷嘴挡板式伺服阀,在调试期间卡涩十多次,被迫反复更换。

2.3PLU功能测试时,机组出现跳闸现象在对机组PLU功能(功率-负荷不平衡)进行测试时,机组出现跳闸,测试结果曲线如图3所示。PLU功能设计仅为通过快关电磁阀动作,快速关闭CV与ICV,机组并不跳闸。

3PLU功能测试录波曲线

从图3可以看出以下现象:(1)PLU功能动作后,CV2与ICV1没有按设计快速关闭;(2)MSV快速关闭,与设计不符;(3)MSV、CV2与ICV1几乎同时关闭,可推断是汽轮机跳闸造成的。检查确认,CV2与ICV1没有快速关闭的原因为其快关电磁阀卡涩,更换后正常;PLU功能动作后,汽轮机跳闸的原因为安全油压力低,为此,对每只汽门的快关电磁阀进行了动作测试,测试方法为:在机组挂闸的状态下,使快关电磁阀得电动作,观察汽轮机是否出现跳闸现象。结果表明,两只MSV、两只CV快关电磁阀动作后,汽轮机没有跳闸。参考图2初步判断,MSV与CV的快关电磁阀节流孔漏(错)装或旁路单向阀漏装。现场检查确认,两只MSV与两只CV的快关电磁阀的旁路单向阀漏装,安装后再次进行PLU功能测试,各汽门动作正常。

2.4ICV阀杆连杆销子被切断

机组启动前,现场检查发现,ICV2的阀杆连杆销断裂,断裂位置如图4所示;销子断裂成3段,端口呈整齐切断状态,断裂后的销子如图5所示。根据现场情况分析,造成销子断裂的原因可能为ICV阀门行程调整有误,图3中ICV2的快速关闭过程曲线也说明,ICV快速关闭时,油动机缓冲作用不明显。

4ICV2的阀杆连杆销断裂位置

5连杆销断裂情况

ICV原设计安装数据应为油动机总预装顶起量为12.7mm,操作座总预装顶起量为25.4mm。解开油动机与阀门连杆复测,发现油动机总预装顶起量25.4mm,操纵座总预装顶起量为50.8mm,明显偏离设计安装数据。在阀门总行程不变的情况下,油动机如此大的安装偏差,势必在阀杆连杆销处产生巨大的冲击力,导致销子切断,这种情况也其它电厂有曾发生。、

重新按设计安装数据调整油动机行程,并进行了快速关闭试验,检查油动机缓冲区的情况,测试曲线如图6所示,缓冲作用明显。

6ICV油动机行程调整后的快关测试曲线

3. 结论与建议

上述问题逐一处理后,在集控室打闸,进行了汽门快关时间测试,所有汽门快速关闭时间均小于300ms,满足相关规定要求。事后分析与处理结果表明,造成上述异常的原因是多方面的,通过调试,设计、安装与现场油质控制等方面的问题被充分暴露,并及时得到解决,确保了机组的顺利投运。

基建调试期间,对现场EH油系统冲洗工作要高度重视,按部就班,不留死角的做好EH油系统冲洗工作,坚决杜绝因抢工程进度而主观上放松油质控制的行为;同时准备充足的伺服阀、电磁阀等易堵部件的备品,以防急需。设备安装以应严格按照设计图纸进行,由于汽门相关系统动作速度快、力度大,任何细微的安装偏差都可能造成严重的不良后果。汽轮机汽门相关设备出厂时各方应严格按照设计图纸进行设备与逻辑检查,防止漏装、错装的情况发生;设备供应商应及时提供与现场设备一致的图纸、说明书等资料,对原设计有改进时应及时告知。汽轮机汽门的调试过程不仅能检查安装质量,其结果也影响到机组能否顺利启动,影响到后续试验与运行过程的安全。调试过程中,不放过任何一个细节,测试数据一旦有异常,应分析其中原因,并及时处理。

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