600 MW机组调速系统常见故障分析及处理对策

2017-05-16寇德林史文玎

山西电力 2017年2期

关键词：阀杆高调油压

寇德林，史文玎，程晨

（京能集团山西漳山发电有限责任公司，山西长治 046021）

600 MW机组调速系统常见故障分析及处理对策

寇德林，史文玎，程晨

（京能集团山西漳山发电有限责任公司，山西长治 046021）

针对某电厂600 MW亚临界机组调速系统运行中经常出现的故障及处理方法进行了分析和总结，并提出了加强EH油系统（高压抗燃油系统）管理维护、提高安全稳定可靠运行的措施，值得现役同型机组或同类机组发生相似问题后借鉴。

调速系统；故障分析；伺服阀；节流孔板；高调阀

汽轮机调速系统是发电厂的核心系统，它是决定电厂安全稳定发供电的重要环节。漳山电厂600 MW汽轮机为上海汽轮机厂生产制造的C157型N600/16.67/538/538亚临界直接空冷凝汽式汽轮机，由1个单流高压缸，1个单流中压缸和2个双流低压缸组成。DEH系统由上海汽轮机厂配套提供，配置4台高压调节阀，4台中压调节阀，2台高压主汽阀及2台中压主汽阀。液压系统由上海茂晟电站机械有限公司生产，高压主汽阀、中调阀油动机伺服阀型号为MOOG 761-003，高调阀油动机伺服阀型号为MOOG 72A-560，中调阀快关电磁阀型号为A14LX3AB8A48。

1 EH油系统漏油故障分析及处理对策

1.1 中调阀油动机上快关电磁阀漏油

1.1.1 现象说明

该快关电磁阀属于两位三通电磁阀，当电磁阀不通电时，高压油经节流孔（电磁阀上自带）向OPC母管及卸荷阀供油，该油路与伺服阀的开关状态无关。当电磁阀通电时，卸去卸荷阀上的OPC油压，使油动机快速关闭。机组投运后，中调阀快关电磁阀出现过2次漏油，1次拒动，运行很不可靠，运行中处理困难且较危险。由于现在热控、电气逻辑部分的优化，该电磁阀快关功能已不用，成为冗余设置，且存有较大隐患。

1.1.2 原因分析

该电磁阀存在一定的设计缺陷，曾在多台机组出现过漏油现象，更换密封圈后仍有泄漏发生，且电磁阀线圈磁力与阀芯开闭力不太匹配，存在选型问题。

1.1.3 处理措施

加工1块专用节流孔板，孔径0.8 mm，安装在电磁阀的原有位置。系统改动后，经多次启停机检验，安全可靠，再没有发生异常。改造图如图1所示。

1.2 薄膜阀漏油

1.2.1 现象说明

上海汽轮机厂配套所供这批薄膜阀法兰盖非常单薄，设计螺栓规格也只有M10，膜片上部设定整定油压力为0.758 MPa，膜片结合面经常出现漏油现象，且一旦前轴承箱内溢油阀发生卡涩，泄压不畅，膜片承受油压会更高，严重危急主机安全稳定运行。

图1 中压调节阀油动机电磁阀改造简图

1.2.2 处理措施

设计12个紧固卡块，间隔安装在紧固螺栓之间，加强膜片的紧固力。同时在薄膜阀回前轴承箱的溢油管道上加装1个DN6的针型阀，与溢油阀一起参与薄膜阀油压调节整定，操作灵活方便，安全可靠，防止膜片超压。

2014年7月3日，3号机组停机时，前箱右侧薄膜阀顶部油压力正常，为0.75 MPa。7月31日启机时，当机组挂闸冲车时，薄膜阀顶部油压力也正常，为0.75 MPa。当定速3 000 r/min时，薄膜阀顶部油压力为1.2 MPa，不正常升高。及时调整了前箱外部针型阀，防止薄膜阀膜片长时超压破裂。最后检查发现前轴承箱内2个溢油阀均发生卡涩，无法卸油，此针型阀起到关键作用。

2 高调阀故障分析与处理

2.1 高调阀门杆脱落故障分析与处理

2.1.1 现象说明

高调阀通过调节系统控制高压缸的蒸汽进汽量，其开关调节通过油动机来实现。高调阀油动机活塞杆和高调阀阀杆通过中间连接杆固定，连接杆与阀杆连接处垫有0.5～1.0 mm不锈钢垫以确保其无间隙，螺纹连接紧固，然后用φ12定位销连接，防止阀杆和连接杆转动脱开。由于机组在长时间运行或机组打闸时，添加的不锈钢垫片会有压缩，当连接杆与阀杆间的间隙存在时，在高频振动作用下，定位销会出现断裂或脱落。发现不及时就会造成阀杆脱开，进而导致该高调阀失去调节功能，造成阀门突关，各参数大幅波动，严重时会引起机组非停。

2 台机组自2008 年投产以来共发生2 次高调阀连接杆与阀杆脱开故障导致负荷受限、设备损坏的异常。为此每次检修过程中除严格按照厂家设计要求进行回装，还要将连接杆与阀杆进行点焊加固，但点焊加固后下次检修要进行焊点切削破拆，经过2～3次后，连接杆与阀杆必须进行更换，费用较大，且点焊容易造成母材产生裂纹，这样就外加了阀杆因焊接裂纹断裂的风险。同样缺陷在多台同型机组均有发生，且电厂专业人员暂无较好的解决办法。为此咨询上海汽轮机厂对连接杆进行改造，但是涉及的费用较高，需要改动的部件较多，如阀杆、油动机、阀座等，从而造成很大的资源浪费。经过仔细研究现有设备的结构形式，对其进行了改造，加装了防转装置。经过多次方案改进后，该装置已较为成熟。2015年完成2台机8只高调阀实施改造，到目前设备运行良好，没有再发生过阀杆脱落的问题。

2.1.2 结构分析

目前拥有同型机组或同型高调阀的电厂采取的措施基本相同如下：严格按照厂家技术要求安装，阀杆与连接杆拧紧力矩904 Nm，端部接触面积达到70%以上；销钉与销孔间隙配合公差控制在下限；销钉与连接杆点焊固定，防脱落；阀杆与连接杆使用镍基焊丝点焊加固，防阀杆下旋脱落等。采取上述措施虽有一定效果，但数次检修后需更换新阀杆、连接杆，且带来阀杆因焊接裂纹导致断裂的二次风险。原阀杆与连接件结构及连接示意图如图2所示。

图2 阀杆与连接件结构简图

图2中部位1处即阀杆与连接杆端部接触面，要求接触面积达到70%，在运行一段时间后位置1处出现磨损，检修回装时位置1处加不锈钢垫片来满足接触面积达到70%，紧到位后穿φ12定位销。

2.1.3 改进措施

利用阀杆端部矩形截面位置作为阀杆与防转装置的受力位置；连接杆打孔攻丝固定防转装置；防转装置制作材料选择不锈钢304或316，紧固螺栓选择8.8级以上高强度螺栓，现阀杆与连接杆结构及连接安装示意图如图3所示。

图3 防转装置安装后结构简图

2.2 高调阀门杆漏汽故障分析与处理

2.2.1 现象说明

运行中44号高调阀门杆漏汽较大，巨大噪音既影响检修运行人员巡回检查，又浪费工质，同时还危急上部油动机的安全稳定运行，存在较大安全隐患。如更换衬套既难于拆卸，又价格昂贵。

2.2.2 解决方案

在检修中，检查测量轴套直径方向最大间隙达1.0 mm，而要求为0.25～0.30 mm，创造性地将间隙变大的轴套上部车去一部分，同时采用42CrMo的耐高温合金钢重新加工1个小的轴套，与原轴套焊成一体。考虑到可能存在的热膨胀不均匀性，使之直径间隙保持在0.40 mm。修后运行中漏汽声完全消失，达到良好效果。

2.3 高调阀伺服阀卡涩故障分析及处理对策

2.3.1 现象说明

EH油系统会经常出现伺服阀卡涩现象，尤其是中调阀与高压主汽阀，它们在运行中不参与调节，伺服阀阀芯卡涩几率较大。但高调阀也容易发生，尤其是配置MOOG-72A560型伺服阀，高调阀多次出现故障。

2.3.2 处理措施

当发生卡涩时（反馈大指令小油路不卸油），建议不要将指令输出减小太多而观察油压是否变化，这样易造成阀门突关而引起参数大幅波动。应联系运行人员做好预想，将高压进油阀小幅关闭，在油动机弹簧力的作用下缓慢关阀，然后更换伺服阀。

伺服阀是一种很精密的原件，对油质污染的颗粒度要求很严，而EH油系统普遍采用磷酸脂抗燃油，其稳定性较差，主要表现为污染颗粒度的增加和酸值的升高。这两项极易造成伺服阀的卡涩及堵塞。故需定期进行测试整定。

2.4 高调阀模件更换后投运油压突降故障分析与处理

2.4.1 现象说明

在机组运行中配合热控专业更换高调阀模件或更换伺服阀时，作业完毕试运中有时会出现EH油压突降，有压回油压力高报警，备用泵联起等异常现象。

2.4.2 原因分析

长期运行后，个别伺服阀零偏较大，远超3%。伺服阀输出流量不为零导致高压油通过伺服阀进入了插装阀底腔，在某个瞬间插装阀下腔油压大于弹簧加上腔油压之和，致使插装阀处于开启位，大量高压油卸至有压回油，导致有压回油压力高报警，EH油压突降，备用泵联启。

2.4.3 处理措施

当作业完毕投入运行时，为防止EH油压突降，应按以下步骤进行：先联系热控人员拧下所对应伺服阀航空插头，再联系运行人员，轻轻微开所对应的高压进油阀，观察油压有无下降，直到全开，检查有无渗漏，然后联系热控人员将装上对应的伺服阀航空插头，接着联系工程师站人员远方小幅度开阀，最后再仔细检查有无渗漏，结票离开。

3 防范措施

漳山电厂通过多年的摸索，总结出了一套行之有效的调速系统防止异常及以上不安全事件的防范措施，通过巡检卡的形式予以固化落实，经过几年的实践，收到了良好的效果。点检项目、周期及措施如表1所示。

4 结语

对EH油系统可以通过加强在线滤油，将外接滤油机用不锈钢管固定，24 h不间断过滤，这样油质可达至NAS4级以上。同时利用大小修机会定期清理伺服阀，更换滤芯。

在运行中，要高度重视设备定期检查、维护、检修，及时消除隐患。如ASP油压、薄膜阀上部油压值没有远方测点，通过日常记录就地压力表值，观察其变化均势，从而判断故障源。运行中消缺时，要机务、热控、运行专工一起共同协商，分析危险点，然后再采取措施，防止关键环节遗漏。通过采取得力措施，将有利于提高发电厂调整系统运行的可靠性，确保调速系统安全稳定运行。

Fault Analysis and Countermeasures on Speed Governing System in a 600 MW Unit in Zhangshan Power Plant

KOU Delin,SHI Wending,CHENG Chen
（Shanxi Zhangshan Electric Power Co.,Ltd.,Beijing Energy Investment Holding Co.,Ltd., Changzhi,Shanxi046021,China）

The faults that usually occurred in speed governing system of Zhangshan 600 MW subcritical unit are analyzed and the corresponding counter-measures are summarized.Besides,some measures are proposed,including strengthening the management and maintenance of electron-hydraulic oil system and improving the reliability and stability of the unit's operation,which is worth referring for the similar units.

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