挂闸电磁阀故障引起的汽轮机系统挂闸异常分析

崔彦亭，杨绍瑄，王清

(1.华北电力科学研究院有限责任公司，北京 100045;2.北京能源投资(集团)有限公司，北京 100022)

0 引言

某煤化工公司动力分厂机组为哈尔滨汽轮机有限责任公司生产的CB80－8.83/1.2/0.6/0.25型汽轮机，与该机组配套的数字电液调节系统(DEH)液压部分采用了高压抗燃油装置，工作压力为12～14 MPa;电子部分采用北京日立公司开发的HIACS－5000M分散控制系统。该机组在整套启动过程中挂闸时发现具备挂闸条件，机组却无法挂闸。

1 汽轮机的挂闸过程

机械超速手动停机及启动挂闸部分包括危急遮断器、危急遮断器杠杆、危急遮断器滑阀、保安操纵箱及其相关的压力开关和压力表组件。危急遮断器结构如图1所示。

系统设有1套危急遮断器滑阀远方挂闸装置，供危急遮断滑阀远方挂闸使用。机组在进行远方挂闸时，其程序如下:按下挂闸按钮，挂闸组件上的挂闸电磁阀通电打开，将危急遮断器滑阀上腔挂闸油泄掉(该挂闸油是压力油经一个ø 6 mm节流孔后形成的)，危急遮断器滑阀在其底部压力油油压的作用下由下止点上升到上止点。这样，就将低压保安油的排油口封住，该路低压保安油通往薄膜阀的上腔，薄膜阀在低压保安油油压的作用下关闭，封住了高压抗燃油危急遮断系统的自动停机危急遮断母管(即AST控制油母管)的排油口，汽轮机DEH控制系统就可以投入使用了。

图1 危急遮断器

当危急遮断滑阀挂闸油压跌落到(0.45±0.05)MPa时，位于挂闸油路上的63/RS压力开关触点闭合，发出信号给汽轮机DEH控制系统，使挂闸电磁阀失电(如图2所示)，危急遮断器滑阀上腔油压得以恢复至1.96MPa，汽轮发电机组的挂闸程序完成。

图2 挂闸电磁阀

2 导致挂闸失败的因素

通过对危急遮断器油路和挂闸逻辑的分析可以看出，引起汽轮机DEH控制系统挂闸失败的原因主要有以下几点:

(1)控制回路存在遮断指令。如果控制回路中有遮断指令，汽轮DEH控制系统检测到机组处于“挂闸”状态后，控制回路会重新遮断，从而无法挂闸。挂闸附加保安油压低也是挂闸失败的原因之一。

(2)挂闸电磁阀故障。挂闸电磁阀故障主要有电磁阀线圈烧坏、电磁阀高位卡涩和低位卡涩3种类型。在出现电磁阀发生线圈烧坏和高位卡涩情况时，不能使挂闸电磁阀上移，挂闸油压始终保持在工作状态无法泄掉，所以无法实现挂闸。电磁阀发生低位卡涩时，挂闸电磁阀始终处于泄油状态(即失去挂闸油压)，危急遮断器滑阀始终无法建立挂闸油压。

(3)危急遮断器滑阀卡涩。危急遮断器滑阀在其底部压力油油压的作用下无法由下止点上升到上止点，这样，就不能将低压保安油的排油口封住，从而无法挂闸。

(4)跳闸压力通道ASP(Auto Stop Pressure)油压报警。ASP油压报警多数是由于节流孔堵塞造成的。跳闸电磁阀AST(Auto Stop Trip)故障也会发出ASP油压报警。报警后，首先要确定是哪个电磁阀出现故障，可通过更换电磁阀的位置来判定。

3 挂闸异常原因分析与解决方法

热工技术人员通过在线监视挂闸过程中控制回路的动作并进行回路检测，未发现控制回路中存在造成汽轮机遮断的条件。

对现场前箱外部进行了检查，发现机组的挂闸电磁阀铝合金外壳脱落，但经过试验验证可正常带电，随之继续进行挂闸试验。

(1)挂闸指令发出后，挂闸电磁阀带电吸合正常，手动顶压电磁阀铁芯可移动。目前只是泄去危急遮断滑阀的上部腔室油压，由于危急遮断滑阀在前箱内部，它是否上移有待下一步验证。

(2)压力开关63/RS未闭合，说明危急遮断滑阀上腔挂闸油未泄至(0.45±0.05)MPa，危急遮断滑阀未上升至上止点，故未封闭低压保安油的泄油口，至此挂闸失败。

由以上挂闸过程可知，造成汽轮机DEH控制系统挂闸失败的原因是危急遮断滑阀上腔挂闸油未泄到位。其原因可能是油路堵塞或者电磁阀未开到位，无法将危急遮断器滑阀上腔挂闸油泄至0.45 MPa，故不能使位于挂闸油路上的63/RS压力开关触点闭合，从而发出信号给汽轮机DEH控制系统，使挂闸电磁阀失电，危急遮断器滑阀上腔油压得以恢复，所以，无法挂闸。在实际挂闸中，由于误操作先开挂闸电磁阀后再启动高压备用油泵后机组可顺利挂闸，由此可确定按正常程序挂闸失败是由于挂闸电磁阀无铝合金外壳，导致电磁阀线圈带电后磁力减弱，产生的磁力不足致使线圈铁芯下移，推动机械部套的阀芯克服弹簧力将泄油口完全打开而引起的。

加装挂闸电磁阀铝合金外壳之后，机组顺利挂闸，进一步确定了以上分析的正确性。

4 结论

此类问题在实际生产运行中比较少见，但在调试和检修中的出现应当引起足够的重视，问题虽小，由此带来工程和检修工期的延误而造成的经济损失却是不容忽视的。因此，在机组进行启动操作和超速试验等重大工作前，要将确认挂闸电磁阀的状态作为一项重要工作来对待。

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