660 MW汽轮机高压调门不动作的分析及处理

左 震，陈明河

(江苏射阳港发电有限责任公司，江苏 盐城 224346)

0 引言

某火电厂汽轮机为东方汽轮机厂生产的660 MW超超临界机组，汽轮机的调节系统采用数字电液控制系统，机组4个高压调门共用1台阀壳，高压主汽阀和高压调门阀壳相连，布置紧凑，由左至右分别为1，2，3，4号高压调门。汽轮机调节汽阀是汽机调节、保安系统的最后执行部件，其功能是控制高压缸进汽量，调整机组出力；在故障状态下快速关闭以切断蒸汽，保障机组安全。6号机3号高压调门油动机伺服阀型号为MOD-072-1202-10，品牌MOOG；快关电磁阀型号为4WE 10D33/CW230N9K4/V，品牌REXROTH；关断阀型号：HF02—02—01Y，由上海航天液压控制系统有限公司生产。调门油动机由抗燃油压驱动而开启，关闭则靠弹簧压力推动。

该汽轮机的调节系统由小汽轮机电液控制系统(micro electro-hydraulic control system，MEH)接受锅炉给水信号和来自油动机线性可变差动变压 器(linear variable differential transformer，LVDT)的位移反馈信号。MEH产生的控制信号作用于电液伺服阀，使其开启或关闭，进而控制油动机的行程，最终实现调门开度的调节，以控制进入汽轮机的蒸汽量。其特点是调节精度高，转速控制准确。该执行机构属伺服控制型，可以将汽阀控制在任意的中间位置上，成比例地调整进汽量以适应需要。为了保证伺服阀、电磁阀用油的清洁度，在每个油动机进油口前均装有滤油器主件；在正常工作状态下，一般要求至少6个月应更换1次滤芯。

1 故障经过

2016-07-03，6号机开机过程中发现其3号高压调门DCS中指令与反馈数值不一致：调门开指令94 %，而调门LVDT的位移反馈信号为0，现场调门处于关位。热控专业人员检查高调门相关热控设备均正常；汽机专业人员检查发现6号机3号高调门处于关位，油动机没有执行开指令。先检查伺服阀是否故障，采用伺服阀测试仪进行手动信号模拟开调门，调门不动作，初步判断为伺服阀卡死。隔离3号高调门压力油路，在线更换了伺服阀；更换后调门仍然打不开，再次对3号高调门快关电磁阀进行手动强制开关试验，调门还是不动作。

2 故障原因分析

根据此次6号机3号高调门打不开的故障现象，结合现场处理过程，分析可能原因有如下几个：

(1) 3号调门油路有泄漏，造成3号调门无法打开；

(2) 3号调门压力油滤油器滤芯堵塞，造成供油压力不足；

(3) 3号调门油缸卡涩，引起调门无法开启；

(4) 3号调门阀杆因氧化、结垢而卡涩，造成汽门开启力矩过大;

(5) 调门伺服阀卡涩，引起调门无法执行指令；

(6) 调门关断阀卡在关位，没有打开，造成油压力建立不起来；

(7) 调门快关电磁阀异常带电，引起电磁阀在关闭状态，安全油通道关闭；

(8) 调门快关电磁阀卡在关闭位置，造成系统高压安全油到不了关断阀，使关断阀在关闭状态，导致压力油到不了油动机伺服阀。

3 故障原因排查

针对以上分析的可能原因，逐一进行检查。检查结果如下。

(1) 检查3号调门油路，没有发现漏油现象。

(2) 因3号调门DCS中没有压力油滤芯堵塞报警显示，同时运行中滤芯旁路门已开启，可排除滤芯堵塞引起压力油路不通。

(3) 6号机EH油油质化验结果是NAS4级，在合格范围内。在机组开机前2天，对各个汽门都进行了活动试验，均正常。

(4) 6号机组2015年进行A修时，汽门阀杆都返厂进行了处理，阀杆表面氧化、结垢严重的可能性也不大，并且汽门活动试验正常。

(5) 故障产生后，在第一时间就更换了伺服阀，但是汽门还是不动作。

(6) 调门关断阀卡涩在关位，这在同类型机组上没有发生过，但这一现象可能造成的结果与现缺陷出现的现象较为吻合，可作为一个因素进行分析。

(7) 快关电磁阀异常带电，引起电磁阀在关闭状态，使安全油通道关闭，这一现象经热控人员检查也得以排除。

(8) 快关电磁阀正常为失电打开，弹簧复位阀芯至开状态，打开安全油通道；快关电磁阀动作时带电关闭，电磁阀线圈通电后，阀芯产生位移克服弹簧力，关闭安全油通道。为了确认3号调门打不开是否是因为快关电磁阀卡涩在关闭位置所造成的，对该电磁阀及相关油路进行检查，发现以下几个异常现象：

① 3号调门压力油管道壁温低于其他调门压力油管道，说明没有压力油通过；

② 3号调门回油管道壁温低于其他调门回油管道，说明没有回油；

③ 将快关电磁阀阀芯人工下压后没有弹性复位现象，阀芯卡在关位。

结合上述各种现象，确认3号调门打不开原因为快关电磁阀卡在关闭位置，导致安全油通道封闭，没有高压安全油，油动机底部托盘无法向上托起；同时关断阀在弹簧力作用下处于关闭状态，EH压力油路不通，造成调门打不开。

4 处理方案

计划更换快关电磁阀，因高压安全油油路没有隔离门，故无法对快关电磁阀阀体进行解体和更换。

咨询厂家，厂家回复：快关电磁阀在线无法处理，需停机、停EH油泵才可以更换。

解体备用电磁阀，研究发现电磁阀内部由1只阀芯和1只弹簧组成。正常工作状态是：快关电磁阀不带电，电磁阀阀芯在弹簧力的作用下停靠在左侧(关闭位)。现场故障状态是：阀芯卡死在右侧，即使在弹簧力作用下，阀芯也没有复位。

为及时处理缺陷，不影响汽轮机带满负荷，现场用强磁铁棒附在快关电磁阀外壳上，用磁力辅助牵引电磁阀阀芯向打开方向运动，同时用紫铜棒敲击电磁阀壳体，最终成功地打开了电磁阀，消除了高压调门不动作故障。

5 结束语

高压调门油动机故障在电厂中经常发生，以伺服阀和电磁阀的卡涩居多，一般卡涩的原因主要是油中颗粒度超标。因此，需加强油质监督，增加滤油的次数和时间，控制好油质的颗粒度、电阻率、酸值。对此次故障的分析及解决措施，可供日常检修维护参考应用，以保障火电厂的安全生产。