汽机高压遮断实验异常处理

于鹏

摘要:汽轮机在正常的工作中处于热态，如果在工作中出现异常现象会对整个机组的安全产生不利的影响。本文通过汽机高压遮断实验，以测试汽机高压遮断模块的安全性，在实验中出现了高油压压力开关PS4动作正常，中间油压未卸掉的异常现象。进行故障排除最后发现高压遮断装置后侧回油节流孔堵塞是导致“高压遮断试验过程中，中间油压高，无法卸掉”的根本原因。为汽轮机在类似的故障排除中提供借鉴参考。

关键词：汽机；高压遮断；节流孔

0 引言

汽轮机作为电厂的主要设备，在电厂的日常运行中发挥着重要作用，是电厂集中控制运行关键。在汽轮机的运行过程中需要高压调节汽门的配合使用，在不同的压力情况下进行调节，以确保汽轮机的安全稳定运行^[1]。汽轮机的高压遮断功能保证了在提升转速试验下进入遮断阀的高压安全油由紧急遮断阀提供转换成由隔离阀提供，以确保设备的安全。

汽轮机的高油压事故严重威胁这电厂的安全运行，如果不能够做到有效的预处理，会导致机器设备的损坏，给发电企业带来严重的损失^[2]。因此企业在实际运行的过程中，需要事先进行实验，预先对设备的性能进行测试，对可能发生的情况做好应对措施。本文拟通过汽机高压遮断实验，找出其中存在的问题，分析原因，并提出解决方案，为以后在日常的运行中出现此类问题及时解决提供参考。

1 实验背景及过程

DEH系统即汽轮机数字电液控制系统，具有功能性强、可靠性高等优点，在我国火电企业得到了广泛应用。汽轮机在高温、高压和高速的环境中，极易发生意外情况，这就需要有及其稳定和可靠地系统来保障汽轮机的运行^[3]。DEH系统兼备了计算机控制和液动系统的优点，能够在复杂的环境中提供可靠地保障^[4]。本次汽轮机高压遮盖实验就是以DEH系统为基础展开的。

本机组为两台360W燃气-蒸汽联合循环机组，每套机组包括分轴布置的一台燃气轮机发电机组和一台蒸汽轮机发电机组，第二套燃气轮机发电机组和一台蒸汽轮机发电机组编号分别为#3、#4。

2018年11月26日，开始进行#4汽机高压遮断实验，实验共分为三个步骤：第一步，为配合运行人员进行实验，首先将电磁阀调至6YV进行测试，发现高油压压力开关PS4（大于9.6MPa动作）由绿色转为红色，后转为绿色，低油压压力开关PS5（小于4.8MPa动作）为绿色，系统运行正常。第二步，将电磁阀调至8YV进行电磁阀遮断试验，发现高油压压力开关PS4由绿色显示为红色，并一直存在，低油压压力开关PS5为绿色，系统运行正常。第三步，对比实验，将电磁阀调至7YV进行电磁阀遮断测试，发现高油压压力开关PS4由红色转为绿色，后转为红色，低油压压力开关PS5由绿色转为红色，后转为绿色，系统运行正常。具体的结果如下表1所示。

表1 6YV、7YV、8YV电磁阀遮断测试结果

电磁阀 压力 开关	1			2			3
	6YV			8YV			7YV
	试验前	试验中	试验后	试验前	试验中	试验后	试验前	试验中	试验后
PS4	绿色	红色	绿色	绿色	红色	红色	红色	绿色	红色
PS5	绿色	绿色	绿色	绿色	绿色	绿色	绿色	红色	绿色

为了进一步分析得出更加可靠地数据，经过运行人员讨论后决定打闸#4汽机重新挂闸做高压遮断实验。控制其他条件不变，重新挂闸后发现高油压压力开关PS4高油压报警仍一直显示红色，说明中间油压超过正常值，为了验证结果，就地检查中间油压力表，显示中间油压为13MPa（正常为6MPa左右），证明了高油压压力开关PS4动作正常，中间油压未卸掉。

图1 高压遮断试验系统图

2 故障分析

高油压压力开关PS4高油压报警油压超限报警，说明上一级8YV的电磁阀失去了作用，没有起到应有的遮断模块的作用，破坏了各个模块之间的可靠性，在汽轮机正常的运行过程中，会使对应控制的插装漏流，致使汽轮机停机。可能的原因如下：

（1）8YV电磁阀故障阀芯卡涩，在通电后不能够正常的完全关闭，致使作用在第一级两个插装阀上的压力油漏流，使得PS4显示油压过高。

2. 无压回油节流孔堵塞，使得高油压压力开关PS4油压超标。

3. 第一级7YV、6YV电磁阀顶部压力油的节流孔堵塞，关闭不严压力油泄流使得油压超标。

4. 或者可能是节流孔未安装，致使高压安全油未经节流孔降压而直接到达中间通道从而使油压超标。

3 故障处理过程

3.1 8YV的检查

开临时检修单对8YV进行检查，检查结果如下：

（1）检查8YV及其他电磁阀接线回路端子无松动，正常；

（2）测量6YV、7YV、8YV、9YV电磁阀绝缘电阻均为532Ω左右，正常；

（3）进一步怀疑电磁阀可能存在内漏问题，将8YV更换为新电磁阀。

更换后挂闸#4汽机，检查PS4高油压报警显示红色，中间油压显示13MPa，设备异常情况并未解决。

3.2 6YV的检查

经检查和讨论，排除8YV电磁阀故障的可能性，进一步猜测6YV电磁阀试验过程中故障。将换下的8YV电磁阀换到6YV电磁阀上，再次挂闸#4汽机，检查PS4高油压报警显示红色中间油压显示13MPa。排除6YV电磁阀故障的可能性。

3.3 联合机务专业检查

经两次更换电磁阀测试，确定电磁阀工作正常，热控设备故障引起中间油压高的可能性排除，进一步判断可能是设备存在机械问题导致存在压力报警，并通知机务专业处理。

（1）机械部件检查

配合机务人员拆卸6YV、8YV电磁阀，机务拆除6YV、8YV电磁阀机械部分进行打磨清洗后回装，再次进行挂闸#4汽机发现PS4高油压报警还是显示红色中间油压还为13MPa。机械部件故障的原因排除。

（2）节流孔检查

经过各方面的检查后，电磁阀和卸荷阀的原因排除，都能够正常运行，经过多方讨论分析，怀疑是节流孔异常所致，对节流孔进行检查。

图2 高压遮断装置节流孔布置图

拆下前后的节流孔进行检查，发现后侧的回油节流孔存在异物，致使节流孔堵塞，用细针将节流孔中的异物清除，并进行清洗，之后对节流孔进行通畅测试，确保其通畅后将节流孔装回原位。挂闸#4汽机，高油压压力开关PS4为绿色高油压报警消失，中间油压为6MPa达到正常的安全标准，重新做#4汽机高压遮断试验，各部件动作正常。故障排除，说明确实是节流孔堵塞所致。

4 结论及反思

在汽轮机高压遮断实验，出现了高油压压力开关PS4动作正常，中间油压未卸掉的异常现象。通过分析怀疑可能是：8YV电磁阀故障阀芯卡涩；无压回油节流孔堵塞，使得高油压压力开关PS4油压超标；电磁阀顶部压力油的节流孔堵塞；

节流孔未安装等原因，然后进一步进行故障排除，最后得出高压遮断装置后侧回油节流孔堵塞是导致“高压遮断试验过程中，中间油压高，无法卸掉”的根本原因。通过本次实验反思如下：

（1）压力开关质量判断 在第一次高压遮断试验中，PS4动作并未与中间油压力表进行对照，无法充分说明该压力开关是否存在零漂等问题。实际的对照过程发生才第二次挂闸，此时说明PS4动作与实际管路压力情况一致。

（2）电磁阀更换的必要性分析 在第一次高压遮断试验中，PS4动作说明6YV、8YV电磁阀实际动作正常，但中间油压高一直存在，存在试验过程中6YV、8YV电磁阀及其卸荷阀内漏的可能。但随后进行了7YV电磁阀测试，此时PS5动作正常，PS4相应发生变化，机组未跳闸。说明电磁阀7YV动作正常，6YV、8YV电磁阀及其卸荷阀不存在内漏问题，否则此时机组应跳闸。综上认为，对电磁阀的更换工作可以省略，转由联合机务专业检查。

（3）处理思路原因分析 通过图1与图3对比发现，在运行监视画面中，并未画出机务专业的节流孔部件，对现场分析故障原因的热控人员带来了困扰与迷惑性。同时，机务专业工作人员对就地设备了解不透彻，没有及时找到节流孔安装位置，导致实际问题解决时间过长。

5 故障及知识延伸

当机组处于挂闸状态后，遮断装置状态转变为图3。

图3 挂闸后高压遮断状态图

5.1 6YV/8YV内漏

当机组处于停机状态时，发生6YV/8YV电磁阀内漏，系统画面无变化。

当机组处于挂闸状态时，发生6YV/8YV电磁阀内漏，图3中PS4变为红色，同时当7YV/9YV动作时，机组跳闸。

5.2 7YV/9YV内漏

当机组处于停机状态时，发生7YV/9YV电磁阀内漏，系统画面无变化。

当机组处于挂闸状态时，发生7YV/9YV电磁阀内漏，图3中PS5变为红色，同时当6YV/8YV动作时，机组跳闸。

5.3 前节流孔堵塞

挂闸前后，监控画面各状态基本不变。但在进行高压遮断试验过程中对7YV/9YV电磁阀动作后，PS5可能不会复归，一致呈现红色状态。

6 结语

高压遮断装置在汽机启机和并网运行的整个过程中都是非常重要的保护设备，高压遮断装置无法正常动作很可能导致汽机本体设备发生不可逆损坏。所以汽机重要保护都要做定期试验，本文是对高压遮断装置定期试验中发现的问题进行处理和分析的过程，以后发生类似问题可以借鉴本次处理的经验。

参考文献：

[1]谢子鑫.汽轮机高压调节汽门优化探索与研究[J].现代制造技术与装备,2019(05):39-40.

[2]郭亚楠,谢诞梅,梅子岳,黄祥君.CPR1000核电汽轮机高压缸甩负荷工况热应力及变形分析[J].热能动力工程,2019,34(02):31-38.

[3]孙国强.汽轮机高压抗燃油管断裂原因分析及预防措施[J].华电技术,2018,40(12):27-29+32+78.

[4]吕蒙.汽轮机启动挂闸系统的改进[J].电站系统工程,2018,34(05):53-55.