摘要:對某電廠1000MW機(jī)組#1中壓主汽門突然關(guān)閉的異常情況進(jìn)行了原因分析,對故障出現(xiàn)時的一些異常參數(shù)進(jìn)行深入研究并作出相應(yīng)調(diào)整,同時提出了一些建議和措施。

關(guān)鍵詞:

1設(shè)備介紹

該機(jī)組采用上汽廠引進(jìn)西門子技術(shù)的N1023-26.25/600/600汽輪機(jī),汽輪機(jī)蒸汽閥門為單側(cè)進(jìn)油,采用EH油控制,每個閥門有一套控制模塊控制閥門的啟閉,一個集成式的組合油箱供給各閥門的EH油用油。汽輪機(jī)采用全周進(jìn)汽加補(bǔ)汽閥的配汽方式,高、中壓缸均為切向進(jìn)汽。鍋爐為超超臨界壓力參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐,單爐膛塔式布置形式、一次中間再熱、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊構(gòu)造、露天布置。

2事故經(jīng)過

#13機(jī)機(jī)組負(fù)荷510MW,B、C、D、E、F磨煤機(jī)運(yùn)行。某日12:53,機(jī)組負(fù)荷突然下降至480MW,然后逐漸回升至510MW,DEH報警"IPESV1"報"CLOSED",發(fā)現(xiàn)主機(jī)#1中壓主汽門反饋突變至0。EH油泵電流由26A升至44A,再熱汽壓由2.6MPa升至3.1MPa。巡檢至就地檢查#1中壓主汽門EH油回油管溫度情況,手摸發(fā)現(xiàn)回油管非常燙,同時至就地檢查EH油泵實際流量,流量增大50L左右,確認(rèn)跳閘電磁閥已經(jīng)打開泄油。15:20,熱工檢修處理結(jié)束,恢復(fù)正常。

3故障原因分析及處理

3.1中壓主汽門ESV閥控制系統(tǒng)介紹

主汽門ESV閥屬于開關(guān)型執(zhí)行機(jī)構(gòu),汽門只能全開、全關(guān)。如圖1所示,其工作回路由兩只跳閘電磁閥、一只方向電磁閥、單向閥、插裝閥、油動機(jī)等組成。跳閘電磁閥采用冗余配置,接收汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)來的信號,電磁閥得電插裝閥關(guān)閉,失電插裝閥打開,使活塞左右腔室連通。正常時電磁閥為帶電狀態(tài),保護(hù)動作時跳閘電磁閥失電,與回油管接通,此時插裝閥壓力失去,在彈簧力的作用下迅速打開,油路切至回油,油動機(jī)供油回路被切斷,ESV閥在彈簧力的作用下快速關(guān)閉。

3.2事故原因分析

3.2.1#1中壓主汽門跳閘電磁閥2斷線失電,汽門關(guān)閉

從當(dāng)時DEH畫面中看到,#1中壓主汽門跳閘電磁閥1、2狀態(tài)無任何異常,這是因為畫面顯示的電磁閥狀態(tài)不是電磁閥實際真正的狀態(tài),只是閥門的指令。也就是說,控制系統(tǒng)給閥門的指令是關(guān)閉[2]。

該電磁閥斷線失電可以從下面幾個方面來判斷:

(1)巡檢至就地檢查閥門實際位置。

(2)至就地檢查#1中壓主汽門油動機(jī)回油管溫度。該油動機(jī)EH回油管連通后,回油管溫度應(yīng)該升高至50℃左右。

(3)EH油泵電流由26A升高至44A,就地檢查發(fā)現(xiàn)EH油泵出口流量增大約50L。

(4)就地實際檢查兩只跳閘電磁閥,兩只電磁閥溫度不一樣,一只帶電、一只失電。

3.2.2閥門斷線的原因

就地對#13機(jī)各主汽門、調(diào)門測振,最高達(dá)83μm,長期振動大容易造成閥門接線松動或斷線。同時,閥門接線盒空間狹小,接線時容易虛接,從而造成閥門接線松動或斷線。

閥門振動是由于汽流激振、基礎(chǔ)振動大,無法進(jìn)行改善。只有利用機(jī)組大、小修的機(jī)會對閥門電磁閥接線進(jìn)行檢查、加固、更換。

3.3事故處理措施

3.3.1手動設(shè)置#1中壓調(diào)門的閥限

判斷并確認(rèn)為#1中壓主汽門關(guān)閉后,運(yùn)行人員應(yīng)第一時間將#1中壓調(diào)門閥限設(shè)置為0,目的是防止主汽門突然打開造成大的擾動。操作時應(yīng)該慢慢進(jìn)行,逐步降低#1中壓調(diào)門的閥限,并確認(rèn)對應(yīng)調(diào)門,直至#1中壓調(diào)關(guān)至0:恢復(fù)時,通過該側(cè)調(diào)門閥限逐步開啟汽門,恢復(fù)開度,注意由于流量逐步增加,汽溫要控制好,開始通汽時要緩慢,并注意機(jī)組振動情況。

3.3.2注意EH油泵的工作情況,確認(rèn)關(guān)#1中壓主汽門的EH油就地進(jìn)油手動門

一只主汽門的油流量較一只調(diào)門的油流量少,實際參數(shù)上來看,電流增大了18A,流量增大50L,EH母管油壓力由16MPa降至15.8MPa。因兩臺機(jī)組EH油泵增容過,基本不受影響。出于系統(tǒng)安全考慮,需要確認(rèn)關(guān)閉#1中壓主汽門的EH油就地手動門。至就地緩慢關(guān)閉#1中壓主汽門EH油進(jìn)油門,注意油泵的電流逐漸回落至正常值。

3.3.3打開#1中壓主汽門、中壓調(diào)門前疏水

將#1中壓主汽門、中壓調(diào)門疏水氣控門前手動門微開后(減少沖擊),聯(lián)系熱工開放權(quán)限,打開疏水氣控門。任一側(cè)汽門關(guān)閉后,由于該側(cè)蒸汽不流通,不能投太多減溫水,同時保持疏水流通。

4異常工況出現(xiàn)的原因分析

4.1主機(jī)#3瓦瓦振逐步增大

此次#3瓦瓦振逐步上升(圖2),后通過降低主、再熱蒸汽溫度,參數(shù)逐漸穩(wěn)定。

任一側(cè)汽門關(guān)閉后,應(yīng)該注意機(jī)組各瓦振動、溫度變化情況。發(fā)現(xiàn)振動變大,可以通過調(diào)整蒸汽溫度偏差,降低主、再熱蒸汽溫度,降低機(jī)組負(fù)荷來控制。該缺陷處理好以后及時恢復(fù),避免機(jī)組長時間處于異常工況。

4.2爐側(cè)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常參數(shù)及分析

4.2.1爐側(cè)再熱蒸汽系統(tǒng)中異常情況

當(dāng)#1中壓主汽門關(guān)閉后,蒸汽側(cè)出現(xiàn)了一些異常工況,如圖3所示。

(1)爐側(cè)二再出口#1、#3管出口汽溫較#2、#4管出口汽溫高20℃左右,且微量減溫水還有30t/h。

(2)二再出口#1、#3管出口汽溫即爐側(cè)汽溫有600℃,而汽機(jī)側(cè)汽溫只有570℃左右。

(3)恢復(fù)工況時,即#1中壓調(diào)門微開5%開度后,爐側(cè)#2、#4管溫度快速上升(趨勢如圖4所示),#1、#3管出口溫度快速下降,特別是#2管減溫水量基本已開足,仍然上升至610℃左右。

4.2.2二再出口管管壁及出口集箱管壁溫度趨勢

#1中壓主汽門關(guān)閉之前的二再出口集箱管壁溫度分布如圖5所示,二再#1~#11屏管壁溫度較二再#12~#22屏高,二再#23~#33屏管壁溫度較二再#34~#44屏高。

從圖5、圖6可以看出,#1中壓主汽門關(guān)閉后,二再出口#1~#11、#23~#33屏管壁溫度逐漸下降,#12~#22、#34~#44屏管壁溫度逐漸上升。

4.2.3二再出口煙溫變化趨勢

從圖7中可以看出#1中壓主汽門關(guān)閉后,爐左側(cè)煙溫急劇下降而右側(cè)煙溫急劇上升,恢復(fù)時相反。

4.3分析與結(jié)論

4.3.1分析

鍋爐實際二再集箱及就地管屏設(shè)備布置如圖8所示。從圖8可知:

(1)#1中壓主汽門對應(yīng)爐側(cè)為二再出口#2、#4管,#2中壓主汽門對應(yīng)爐側(cè)為二再出口#1、#3管。

(2)#1、#2管同處于一個出口集箱,#3、#4管同處于一個出口集箱。

(3)#1管對應(yīng)管屏為二再#1~#11屏,#2管對應(yīng)管屏為二再#12~#22屏,#3管對應(yīng)管屏為二再#23~#33屏,#4管對應(yīng)管屏為二再#34~#44屏。

4.3.2結(jié)論

(1)當(dāng)#1中壓主汽門關(guān)閉,即二再出口集箱#2、#4管不流通。由于#1、#2管同處于一個出口集箱,該集箱蒸汽均從#1管出去至汽機(jī),#12~#22屏內(nèi)工質(zhì)相對于#1~#11屏來說處于近似干燒狀態(tài),圖5、圖6中管壁壁溫可以證實(#12~#22管壁溫度明顯上升)。#11~#22屏內(nèi)壁溫上升造成二再集箱管壁溫度上升高達(dá)610℃(圖7),而#1管出口溫度測點(diǎn)位置(圖8)緊靠二再出口集箱,由于熱傳導(dǎo)作用,該測點(diǎn)溫度顯示高達(dá)600℃(不能代表#1管內(nèi)工質(zhì)溫度):另外,燃燒側(cè)煙氣相對于#1~#11管來說換熱增強(qiáng),煙氣溫度下降(圖7),#1管蒸汽溫度會上升后趨于穩(wěn)定。汽機(jī)側(cè)#1管溫度570℃代表的是蒸汽溫度,汽機(jī)側(cè)#1管溫度測點(diǎn)在機(jī)房8.6m上方位置(圖8),實際上工質(zhì)流動應(yīng)該以機(jī)側(cè)溫度為準(zhǔn)。#3、#4管溫度變化同理。

(2)#2管出口由于節(jié)流,工質(zhì)基本處于不流動狀態(tài)(集箱內(nèi)部分工質(zhì)向#1管方向流動,阻力較大),且#2管測點(diǎn)位置在爐外出口管上,所以當(dāng)#1中壓主汽門關(guān)閉后,隨著時間的推移,#2管出口溫度逐步下降(測點(diǎn)位置工質(zhì)不流通)。#4管出口溫度下降同理。

(3)恢復(fù)工況下,#1中調(diào)微開5%時,#2、#4管中處于干燒狀態(tài)的工質(zhì)發(fā)生流動,測點(diǎn)處溫度快速上升,即如圖4所示趨勢。

4.4處理要點(diǎn)與注意事項

(1)發(fā)生此類故障時,應(yīng)密切注意EH油泵的工作情況,因調(diào)門流量較大,發(fā)生斷線對系統(tǒng)影響更大,此時若確認(rèn)故障應(yīng)盡快設(shè)閥限關(guān)調(diào)門,關(guān)就地EH油進(jìn)油手動門。

(2)汽輪機(jī)發(fā)生單側(cè)進(jìn)汽應(yīng)特別注意各瓦振動情況,發(fā)現(xiàn)增大趨勢及時降低負(fù)荷。

(3)此次發(fā)生閥門斷線的負(fù)荷較低,若負(fù)荷高,運(yùn)行人員應(yīng)該加強(qiáng)對管壁超溫情況的關(guān)注。

(4)盡量不投用減溫水,必須投用時應(yīng)根據(jù)機(jī)側(cè)溫度調(diào)整減溫水量,減少兩側(cè)汽溫偏差。

(5)恢復(fù)時最好將壁溫控制在605℃以下,防止汽溫上升太多,難以控制。

5結(jié)語

單只主汽門或單只調(diào)門突然關(guān)閉,雖然不會造成機(jī)組跳閘,但此工況下一些異常參數(shù)要注意監(jiān)視。只有對運(yùn)行中的異常和事故進(jìn)行分析、總結(jié)、改進(jìn),才能保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。