汽轮机组启机异常的分析及处理

叶喜太

(大庆油田建设集团油建公司，黑龙江大庆163000)

苏家屯金山电厂双抽凝汽式汽轮机组在首次启动过程中，总是出现主汽门动作过程不对或者主汽门的状态异常等现象。另外，机组在整套启动过程中，经常会出现挂闸异常或者挂不上闸等现象。因此，为了保证该机组安全稳定运行，本文根据DEH原理和保安油路的结构［1］，检查了汽门油动机、DEH控制组件接线、汽门电磁阀及机械部分，提出了解决方案。

1 调节保安系统工作原理

苏家屯金山电厂双抽凝汽式汽轮机组的调节保安系统可分为高压调节抗燃油系统(14MPa)和低压保安透平油系统(1.96 MPa)。机组配汽系统有2个高压主汽门、2个中压主汽门、4个高压调速汽门、2个中压调速汽门、1个低压调速汽门及2个抽汽碟阀［2］。该系统除了ABB公司的DI卡件、DO卡件、AI卡件、AO卡件之外，主要由IMHSS03模件构成，DI卡件即数字量输入卡件，主要负责将现场设备的各种状态的信号转换成计算机，以利于编程控制，这些状态信号包括门的开状态或者关状态、电动机的运行状态或者停止状态等;DO卡件即数字量输出卡件，主要负责对现场的设备发出指令，如电动机的启动指令或者停止指令，阀门的开启指令或者停止指令等;AI卡件即模拟量输入卡件，主要负责把现场设备的行程状态等信号转换成计算机识别的语言，即4～20 mA的信号，这些信号包括调节阀门的开度反馈等;AO卡件即模拟量输出卡件，主要负责对现场设备发出具体的行程指令，如调节阀门的具体开度，使阀门停止在0%～100%的任意开度等。系统主要由这4种类型的卡件组成，还有一些可以完成特殊功能的卡件，但都属于上述4种类型之中，只不过是功能更为细化而已。

除了上述的卡件之外，DEH系统还包括一种特殊的卡件，用于控制汽轮机的油动机工作，即HSS模件，该模件把MFP模件与伺服阀连接起来，并由MFP提供燃料阀或汽机主汽门的位置控制，汽轮机汽门的位置主要是通过LVDT实现的，当油动机移动时，与它相关联的变压器铁芯也会随着移动，这就会在LVDT副边产生一个正比于位置的差动电压，进而使LVDT副边的解调器能够对油动机的移动产生响应。由于LVDT副边是线性的，因此在变压器副边产生的电压与汽门的满量程相适应［3－4］，它的最大或最小差动电压代表了阀的全开或全关。也就是说，必须把LVDT调整在线性范围内，并且保证动作方向与汽门的动作方向一致，这样才能保证汽轮机组汽门的精准控制，提高汽轮机的稳定性。

2 主汽门异常处理

在汽轮机组的DEH阀门实验过程中，主汽门的具体动作过程如下:在DEH操作盘上按下“挂闸”按钮，汽轮机就地完成挂闸任务之后(建立薄膜阀油压)，在没有点击“运行”按钮之前，2个高压主汽门和2个中压主汽门处于关闭状态，由于4个主汽门的开启电磁阀在完成挂闸以后处于带电状态的，只有点击“运行”按钮之后，4个电磁阀才失电，这时4个主汽门才会开启，而在本台机组的试验过程中，在汽轮机挂闸以后，没有点击“运行”按钮时之前，2个中压主汽门自动开启。经分析，造成此种现象的原因主要有:开启电磁阀是否存在异常;DEH模件是否正常;DCS控制柜接线是否存在错误或者异常;DEH模件内部跳线是否存在异常等［5－6］。因此，首先检查2个中压主汽门的开启电磁阀是否完全正确，电磁阀是否能正常带电和正常失电，在保证这些均没有异常的情况下，再对DEH机柜的HSS模件进行检查，对其外部接线的顺序以及内部板件的跳线、各管角的电压、电流等进行详细检查，每个油动机的接线如图1所示。每个MOOG阀的HSS模件的跳线如图2所示。

在对模件内部跳线检查过程中，发现机柜HSS模件的内部跳线有错误，与跳线原理图存在不一致现象，共有3个错误:1)在J21的组件中，把端子2和端子3用短接片连接，造成电路分支的错误;2)在J27的组件中，端子2和端子3的短接片存在损坏现象，不能完成短接功能;3)在J14的组件中，把端子3和端子4短接在一起了，损坏了电路原有的功能，造成在挂闸时2个中压主汽门的开启电磁阀不带电，所以会出现挂闸以后中压主汽门自动开启现象，对其进行更正后再次进行阀门试验，没有异常现象发生。

图1 油动机接线示意图

图2 HSS模件的跳线示意图

3 挂闸异常的分析及处理措施

该类型机组的挂闸过程如下:在DEH操作盘上按下“挂闸”按钮，复位试验阀组将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，使危急遮断器装置的滑阀复位，通过危急遮断装置的杠杆将遮断隔离阀组的机械遮断阀复位，完成危机遮断装置的滑阀复位，接通高压保安油的进油同时将高压保安油的排油口封住，建立高压保安油。将挂闸电磁阀带电10 s左右，薄膜阀压下，建立AST油压，当压力开关组件中的三取二压力开关检测到AST油压已建立后，向DEH发出信号，DEH判断挂闸过程完成。本台机组在进行首次启机过程中，当DEH操作盘按下“挂闸”按钮之后，汽轮机组就地不能完成挂闸任务，具体现象:薄膜阀压下以后，AST油压不能正常建立，大约5 s左右薄膜阀抬起，DEH操作盘上显示挂闸失败。对整个挂闸过程进行深入细致的分析后，造成此种现象的原因有:挂闸电磁阀是否正常;AST电磁阀是否正常;保安油路是否存在泄油现象;危急遮断器试验阀组是否存在异常;薄膜阀及其机械部分是否存在异常;主汽门及其本身结构是否存在异常等。如果挂闸电磁阀不正常，就会导致不能正常建立薄膜阀油压;如果AST电磁阀不正常，就会导致挂闸油压建立不起来或者机组根本挂不了闸;如果保安油路存在泄油现象，就会导致保安油压不能保持住，即使机组的低压组件完成挂闸任务，也会因为无法保持油压而导致高压部分挂闸失败;如果危急遮断器试验阀组存在异常，就会直接导致机组不能正常复位，根本无法完成挂闸任务;如果薄膜阀及其机械部分存在异常，那么就会影响薄膜阀油压的建立，也就是挂闸的第一步就失败了;如果主汽门及其本身结构存在异常，会导致EH油压降低的现象，也就是EH油母管油压不能满足正常工作需要，当然也就无法完成挂闸任务了［7－8］。

3.1 低压组件异常及分析

首先确认点击“挂闸”按钮以后，挂闸电磁阀能否正常带电、失电，4个AST电磁阀能否正常带电，检查确认均没有问题。在DEH操作盘点击“挂闸”按钮以后，挂闸电磁阀带电10 s左右，挂闸油压瞬间下降，保安油压建立，等挂闸电磁阀失电后，挂闸油压恢复正常，保安油压不变，这说明低压侧已经完成挂闸。但是，AST油压不能建立，在DEH逻辑中，挂闸是否成功，取决于3个AST油压开关。当AST油压建立以后，DEH认为挂闸成功，现在高压侧保持不住油压，说明肯定有泄油的出口，造成泄油的原因可能有:危急遮断器滑阀的K面不符合工艺要求，导致保持不住油压;前箱里油路的3个节流孔尺寸有问题，保持不住油压;AST电磁阀堵塞;薄膜阀的机械部分有问题。打开前箱检查危急遮断器滑阀及节流孔，同时对其进行相应的清洁处理，确保危急遮断装置正常工作。

图3 中压主汽门的控制原理

3.2 高压组件泄油及分析

在确保机组的低压侧完成挂闸任务之后，对AST电磁阀进行清洁，保证油路的各个组件没有堵塞，如果问题仍然存在，就说明高压部分存在泄油现象，可以采用排除法找到泄油点。具体方案:首先把2个高主门强制关闭，观察挂闸过程，看薄膜阀压下以后AST油压能否正常建立，从而可以判断是什么部件在挂闸以后泄油;再依次试验中主门、高调门和中调门，这样才能找到造成油压泄走的真正原因，以这种方案为指导，在强制中主门关闭的情况下发现一切正常，低压侧和高压侧均能建立油压，挂闸过程正常，于是对中压主汽门进行详细的分析诊断，中压主汽门的控制原理如图3所示。

从图3可以看出，保安油路有问题，2个中压主汽门保安油管的逆止门(隔绝阀)不能关闭，使保安油都从这里泄漏，形成油循环，因此不会建立AST油压，不会挂闸成功的。造成此现象的主要原因:厂家在做油循环打压时，为了保证油路畅通且能够加速循环而采取通用的办法，但是实验结束后，没能及时恢复，所以导致该现象的发生;保安油管的逆止门有异物或逆止门不能正常工作，会导致高压组件泄油。如果是第一种情况，恢复汽门油循环打压前的状态即可;如果不是这个原因，就必须对逆止门进行调整，对节流孔进行清洁，如果逆止门损坏的话，就必须更换新的逆止门，这样就可以正常挂闸，保证机组能够顺利运行。

4 结论

1)在汽轮机组启动过程中，当发生主汽门状态异常或汽门不能正常开启等故障时，首先检查汽门油动机的接线是否正确，然后检查对应DEH控制组件的内部接线、跳线是否正确，检查汽门电磁阀及机械部分是否存在异常。

2)若机组启动过程中发生挂闸异常等故障，应该对调节保安油系统进行详细检查，同时分析低压组件及高压组件是否完成挂闸任务。

3)运行人员必须熟练掌握DEH原理以及油动机的工作方式和原理，才能够处理启机过程和运行过程中发生的任何故障，保障机组安全稳定运行。

4)对调节保安油系统进行分析时，注意观察薄膜阀油压和AST电磁阀等是否正常，同时注意油系统中一些逆止门是否正常工作。

［1］陈志刚.DEH系统在新疆天富南热电125 MW汽轮机组的应用［J］.石河子科技，2009(6):34－35.

［2］李宏杰.汽轮机自动主汽门故障排除［J］.设备管理与维修，2012(7):66.

［3］张宝林，贾建波.350 MW机组主汽门活动试验对机组运行的影响［J］.华北电力技术，2005(2):39－47.

［4］田莉，陈华桂.600 MW超临界汽轮机高中压缸联合启动问题分析及处理［J］.广西电力，2008(1):17－19.

［5］徐智华，严剑文.汽轮机单侧高压主汽门异常关闭的处理［J］.江西电力职业技术学院学报，2010，23(4):36－38.

［6］陈家勇，恭元昆.300 MW汽轮机组中压主汽门开启故障分析及处理［J］.电力安全技术，2008，10(7):51 －52.

［7］石业鹏.浅析汽轮机组保安系统的故障原因及处理［J］.山东煤炭科技，2012(2):78 －80.

［8］郭量.纯低温余热发电汽轮机组中的调节保安系统［J］.新世纪水泥导报，2008(2):40－41.