多起汽机阀门试验引起的机组异常分析

王文兵

(阳城国际发电有限责任公司，山西 晋城 048102)

1 系统概况

阳城国际发电有限责任公司总装机容量6×350 MW，机组采用单元制配置。汽轮机采用西门子公司生产的KN 系列亚临界一次中间再热、单轴、双缸(高中压合缸)、双排汽纯凝汽式、喷嘴调节、反动式汽轮机。控制系统采用西门子公司的TELEPERM-XP 自动控制系统，电液系统采用西门子SIMADYN D 控制。汽轮机配置2 个高压主汽门、2 个高压调汽门、2 个中压主汽门、2 个中压调汽门以及1 个过负荷调汽门，阀门靠液压打开，靠弹簧关闭。

汽轮机高、中压主汽门和高、中压调汽门都是由液压执行机构驱动的机械装置。为了保证汽轮机故障时阀门能可靠关闭，电调系统应设置阀门在线试验功能，即在汽轮机带负荷情况下逐个关闭阀门，以检验其工作情况。

高、中压调汽门在线试验的方法如下：在被试验阀门的阀位控制回路输入端施加一个呈斜坡变化、与开度指令相反的试验信号，随试验信号的逐渐增大，阀门逐渐关闭；全关闭后，阀门行程开关通过逻辑回路使试验信号减小，于是阀门重新开启。试验信号消失后，阀门恢复到原来的开度。采用呈积分变化的试验信号可以避免对汽轮机产生过大的负荷扰动。

阀门在线试验是在汽轮机带负荷运转的情况下进行的，此时电调系统的负荷控制回路已投入工作，所以被检验阀门关闭后，其承担的蒸汽通流量将由其他阀门分担，不会对汽轮机负荷产生影响。由于每个阀门的通汽量裕度有限，因此阀门在线试验应在额定负荷的90 %以下进行。

阳城电厂的阀门试验系统分为5 组：第1 组为1 号高压阀门和过负荷阀门，第2 组为2 号高压阀门，第3 组为1 号中压阀门，第4 组为2 号中压阀门，第5 组为高排逆止门。正常试验时，5 组全部选择依次进行阀门活动试验。

2 异常事件分析

2.1 事件1

5 号机组进行ATT 阀门活动试验时，在第1组阀门试验过程中，1 号高调门通过阀门限制块按照一定速率关闭，2 号高调门同时通过汽机负荷控制器调节开大，以维持负荷稳定。在1 号高调门关闭、2 号高调门打开的过程中，主汽压力升速率大于10 %信号发出，高压旁路突然快开达到全开位置。由于在机组正常运行中高旁处于关闭状态，因此主汽压力的剧烈波动对旁路就地阀门的安全、对旁路控制油站的稳定以及机组系统工况的调整都造成很大的威胁，严重影响了机组负荷的稳定。

通过对此次ATT 阀门试验的曲线和报表进行分析后发现：当1 号高调门阀门限制值降低到阀当前开度时，1 号高调门开始慢关，同时2 号高调门通过汽机控制器调节开大，以维持当前负荷；但2号高调门在打开过程中有卡涩现象，导致1 号高调门在关闭到2.5 %时逻辑判断<3 %为关闭状态。这时，高调门泄油阀打开，靠弹簧作用快速由2.5 %关闭到-1.27 %，主汽压力升速率大于10 %信号发出，高压旁路快开，以维持主汽压力的稳定。

2.2 事件2

某日23:36，2 号机组按照自动步序进行ATT第4 组阀门试验。23:41:28，对1 号中压主汽门试验开始。23:41:42，主汽门泄油电磁阀失电跳闸，1 号中压主汽门关闭，但是由于该阀的阀位反馈装置故障，所以其开反馈一直存在，导致ATT子组于23:43:01 超时退出。ATT 子组发出复位指令去打开1 号中压调汽门，由于此时1 号中压主汽门反馈错误指示为开状态，因此23:43:13 停步序结束。23:43:29，继续对第4 组2 号中压阀门进行试验。23:43:37，2 号中压调汽门开始关闭，并于23:44:51 关至10 %，再热器压力达到4.4 MPa，此时低旁快开，且再热器安全门动作。23:44:54，2 号中压调汽门全关。23:44:57，2 号中压主汽门泄油电磁阀失电跳闸关闭，此时2 个中压主汽门均处于关闭状态。23:45:03，高排温度>395 ℃，同时高旁打开。23:45:23，运行人员手动停ATT 试验，23:45:27 安全门关闭。在此期间机组负荷出现大幅摆动，到23:48 机组基本恢复正常。

造成此次事件的原因是，1 号中压主汽门阀位反馈故障，错误指示阀门状态。如果此次故障发生在高压调门位置，肯定会造成严重的后果。

3 防范措施

以上2 次事件充分说明，对机组ATT 阀门活动试验时的各种事故预想做得还不够深入。为了避免以后再发生类似事件，应当在ATT 阀门试验时采取如下措施。

(1)在做ATT 阀门试验时，将主汽压力升速率大于10 %的限制值由1.7 MPa/min 适当放大。

(2)做ATT 试验时，阀门要按汽轮机进汽分左、右两侧进行2 次试验，在一侧试验结束并确定阀门状态正常后再对另一侧进行试验。

(3)对阀门存在故障的，应该先处理故障再进行试验。如果必须进行活动试验的话，应该单独选择退出自动执行试验，并要求试验时现场有人对实际阀位进行监视，且随时与集控联系。

4 结束语

汽轮机阀门定期活动试验是保证汽轮机安全的有效措施，同时也能及时发现设备存在的问题和缺陷。但阀门试验也极易引起机组扰动，一旦处理不当很容易造成严重后果，所以必须做好完善的技术措施和事故预想，才能保证试验的顺利进行。