阀门活动试验逻辑优化

马春雷，王月明，焦 凯

（华电国际潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261000）

阀门活动试验逻辑优化

马春雷，王月明，焦 凯

（华电国际潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261000）

对670 MW火力发电机组汽轮机阀门活动试验逻辑进行分析、验证，确定合理试验逻辑。通过多次在线试验，

确定每个阀门试验完成时间，保证机组安全稳定运行，避免非正常停运事故的发生。

阀门活动试验；控制逻辑；时间判据

汽轮机调速系统对汽轮机组负荷调节及安全稳定运行起着重要作用。高、中压主汽门，高、中压调节汽门连续长期工作在高温高压潮湿的环境中，阀门易发生蠕变和氧化，甚至导致卡涩，油动机、电磁阀、卸荷阀和位移传感器等也会有故障出现。这些都是威胁机组安全运行的重要因素，控制不好就可能造成机组负荷突变甚至汽轮机超速飞车。为预防和控制此类事故的发生，要求运行中的汽轮机组定期进行阀门活动试验［1］。

汽轮机组阀门活动试验，主要目的是检查运行中机组各个阀门的控制功能是否满足规定要求，及对运行中各个主要参数的影响。参与试验的阀门主要有高压主汽门、高压调节汽门、中压主汽门和中压调节汽门，这些阀门在实际运行中的质量直接关系到汽轮机组的安全性能和调节性能。每周对运行中的每台机组进行一次阀门活动试验，及时发现运行过程中阀门的某些缺陷，采取紧急消缺措施，确保阀门的严密、快关等性能，达到机组安全运行的性能［2-3］。

定期阀门活动试验可以有效保证机组的安全运行，由于试验方案的不完善导致机组非停事故时有发生。例如，2004年3月，阳城某350 MW机组在进行阀门活动试验期间，由于中压主汽门关反馈返回超时，引起一系列联锁保护动作，导致汽轮机跳闸，保护触发锅炉MFT。珠江某电厂引进型300 MW机组，由于2只中压调节汽门控制信号接反，在进行中压主汽门活动试验时，致使左侧中压主汽门和右侧调节汽门同时关闭，截断了中压缸进汽，高中压转子推力失去平衡，导致推力瓦烧损事故的发生。2012年3月，山东某电厂进行阀门活动试验期间，1号主汽门离开开位置时，阀门停不住，也没有返回，持续关闭至全关，主汽门全关信号发出；1号主汽门关闭后，约5 min，2号主汽门全关信号发出，2个主汽门全关信号均发出，发电机油开关跳闸，锅炉MFT［4］。

阀门活动在线试验作为DEH控制器的重要功能组成部分，阀门试验控制逻辑完善与否直接关系到试验的成败和机组的安全。经过对试验逻辑的分析，将每个阀门试验逻辑增加时间判据和阀门活动试验失败报警，通过增加时间判据来及时终止试验并发出报警信息。完善后的试验逻辑经过静态试验并投入阀门活动试验中，均到达预期效果，可以有效避免汽轮机组在进行定期阀门活动试验过程中，由于就地设备故障影响机组安全稳定运行［5］。

1 阀门活动试验逻辑

1.1 原阀门活动试验逻辑

670 MW火力发电机组汽轮机原阀门活动试验逻辑：

a.高压主汽门关至85%后，自动开启至试验前位置；

b.高压调节汽门关至5%后，自动开启至试验前位置；

c.中压主汽门试验关指令发出1 s后，自动开启至试验前位置；

d.中压调节汽门关至85%后，自动开启至试验前位置。

本文以高压主汽门TV1阀门活动试验逻辑（见图1）为例，阐述阀门活动试验过程。逻辑以RCM功能块控制阀门在线试验的开始与结束，当功能块TV TEST PERMISSIVE发1，RCM功能块发1，阀门活动试验开始。当高压主汽门关至85%后，功能块H／／L低限发1，经TD-DIG功能块延时0.1 s发1，复位RCM功能块，RCM功能块发0，阀门自动开启至试验前位置，TV1阀门活动试验结束。当阀门开到86.5%时，功能块H／／L高限发1将SR功能块复位置0，为下次阀门活动试验做准备。

图1 主汽门TV1阀门活动试验逻辑

1.2 完善后阀门活动试验逻辑

670 MW火力发电机组汽轮机阀门活动试验修改后逻辑［6］：

a.高压主汽门关至85%或试验关指令发出17 s后，自动开启。如试验关指令发出17 s内阀门始终未关至85%，触发“阀门活动试验失败”光字牌报警；

b.高压调节汽门关至5%或试验关指令发出2 s后，自动开启。如试验关指令发出2 s内阀门始终未关至5%，触发“阀门活动试验失败”光字牌报警；

c.中压主汽门试验关指令发出1 s或中压主汽门开行程反馈消失后，自动开启；

d.中压调节汽门关至85%或试验关指令发出15 s后，自动开启。如试验关指令发出15 s内阀门始终未关至85%，触发“阀门活动试验失败”光字牌报警。

本文在阀门活动试验原有逻辑的基础上增加了关闭阀门时间判据和阀门活动试验失败报警逻辑。以高压主汽门TV1阀门活动试验逻辑（见图2）为例，当阀门由于本身卡涩、位移传感器LVDT或行程开关故障等原因，无法达到试验开度或者达到试验开度而无法正常恢复时，达到设定时间，通过时间条件（图下侧矩形块中TI-DIG功能块延时17 s发1，复位RCM功能块，取消阀门关闭指令），退出阀门试验逻辑，阀门活动试验终止。同时，通过上侧矩形块发出阀门活动试验失败报警，通知运行值班人员和检修人员进行故障排除。

阀门活动试验失败报警逻辑为当阀门活动试验开始，TI-DIG发1个时间为17 s的脉冲信号，并将阀门低限取反发1，经过第2个TI-DIG功能块延时16 s发1，送出阀门活动试验失败报警。

图2 修改后主汽门TV1阀门活动试验逻辑

1.3 阀门活动试验时间判据确定

阀门活动试验的时间判据是逻辑完善的重要组成部分，调取最近4次阀门活动试验各个阀门关闭开启时间进行分析，确定对应阀门试验逻辑的时间判断条件。T1为阀门由试验命令发出到试验要求位置的时间（全过程时间）。T2为阀门由试验命令发出到阀门返回试验初始位置（见表1），最终确定每个阀门时间判据的最终时间。

为便于试验逻辑的进一步完善，及时发现运行中机组各阀门的工作状态，制定严密的监视计划，适时对试验时间条件进行更改，避免影响机组安全稳定运行。应注意如下几点。

a.记录每周进行阀门活动试验过程中，每个阀门达到试验开度的时间和完成时间。

b.以月为单位做阀门试验活动时间曲线，更改时间判据。

表1 阀门活动时间s

c.每次大小修或阀门检修后，根据修后阀门活动特性更改时间判据。

2 逻辑完善后的试验验证

为了验证逻辑修改后的完整性和可行性，在机组冷态情况下进行试验验证。机组在停机状态下，机组负荷、汽轮机转速、挂闸信号等不满足试验条件。因此，采取如下措施来完成试验［6］。

a.机组在停机状态下，凝汽器真空、MFT、油开关等信号均为跳闸状态，应解除相应的跳闸保护，保证汽轮机能够挂闸。

b.大机阀门活动试验要求在发电机并网状态下才能进行，而DEH以三取二的方式获得发电机并网信号，所以应短接任意2路发电机并网信号。

c.DEH逻辑组态中还对机组负荷、汽轮机转速等参数进行了限制，所以需对功能块参数（见表2）进行在线修改。

表2 转速负荷限制参数修改

以TV1为例，对生产过程中可能出现的情况进行模拟。

a.阀门卡涩故障，阀门活动试验开始，机务人员用调制器将阀门指令强制在90%，观察逻辑，17 s后，RCM功能块置0，试验终止，阀门指令恢复到试验前状态，阀门活动试验失败报警发出。

b.行程开关故障，阀门活动试验开始，将主汽门关反馈短接，17 s后，RCM功能块置0，试验终止，阀门指令恢复试验前状态，阀门活动试验失败报警发出。

在机组投入正常运行后后，观察阀门活动试验全过程，分析发现完善后的逻辑没有对机组正常运行造成影响。

3 结束语

对670 MW汽轮机机组阀门活动试验逻辑进行完善，增加阀门活动试验的时间判断条件及光字牌报警。当就地阀门卡涩，位移传感器LVDT或行程开关故障时，通过时间条件退出阀门试验逻辑，阀门投入正常工作状态，并通过光字牌报警通知运行值班人员注意。经过修改后的阀门活动试验逻辑在机组投入运行后，对机组正常运行未造成不良影响，有效避免了汽轮机机组在进行定期阀门活动试验过程中，由于就地设备故障影响机组安全稳定运行。

［1］ 刘 利，张 敏.汽轮机性能试验规程ASME PTC6.2的特点及适用范围［J］.东北电力技术，2011，32（12）：45 -48.

［2］ 赵伟光，陈显辉，罗碧星.国产超（超）临界汽轮机的发展及经济性评估［J］.东北电力技术，2012，33（4）：1 -6.

［3］ 黄 来，张柏林.国产引进型600 MW超临界汽轮机组阀切换试验分析［J］.汽轮机技术，2010，52（3）：215-217.

［4］ 徐志强，宋英东.国产引进型600 MW汽轮机顺序阀投运情况调查及分析［J］.汽轮机技术，2008，50（5）：374-377.［5］ 许天宁，郭 健，刘勇奇.汽轮机汽门严密性试验方法探讨与实践［J］.东北电力技术，2012，33（10）：47-49.

［6］ 原小宁.350 MW汽轮机组阀门活动试验时跳闸的原因分析［J］.热电技术，2007，30（2）：40-43.

Turbine Valve Test Logic Perfection

MA Chun⁃lei，WANG Yue⁃ming，JIAO Kai
（Huadian Weifang Power Generation Co.，Ltd.，Weifang，Shandong 261000，China）

Discussion on the valve activity test of 670 MW thermal power unit is made.Each valve is determined by many times through online tests.The improved control logic can keep the unit run steadily and avoid tripping when the unit is under regular valve activity experiment.

Valve activity test；Logic；Time criterion

TM621；TK263

A

1004-7913（2015）01-0044-03

马春雷（1978—），男，学士，工程师，从事汽轮机控制系统调试检修工作。

2014-10-10）