某燃机电厂高旁阀门反馈装置故障异常分析

李 光

上海奉贤燃机发电有限公司 上海201403

0 引言

某电厂建设有两台F级一拖一多轴布置的燃气-蒸汽联合循环热电联产机组。机岛设备采用上海电气电站集团引进德国西门子技术生产的SGT5-4000F(4+)型燃气轮机；汽轮机上海汽轮机厂生产的超高压、三压、再热、反动式、双缸双排汽、LZC140-13.0/1.2/555/550型抽汽凝汽式汽轮机，设置一套CCI的100%容量的高压、中压和低压三级汽轮机旁路系统。

1 事件经过

2019年5月19日，1号机组调峰启动，6：03燃机并网，6：35汽机并网。6：41，高旁反馈由4.1%跳变至21.7%，并缓慢变化至111%，失去监视；主蒸汽压力波动，汽轮机高压调门、中压调门开度波动，7：24，手动打闸停汽机；8：04，主蒸汽压力高，手动打闸停燃机。

2 检查分析

2.1 高旁阀反馈开度突变阶段6：41高旁阀反馈开度由4%突变至21%，当时阀门指令为1.6 %，高旁开关量反馈显示阀门关到位。由此可见，阀门反馈装置出现了故障。

现场检查发现高旁反馈连杆脱落，弹簧飞出，导致阀位反馈失真。脱开后反馈杆置于固定槽上方，在阀门开启时跟随上升，阀门关闭时，不跟随下降，且显示反馈数值大于阀门最大位置，导致在高旁阀反馈一直显示111%，不能实际反馈阀门实际开度。

检查反馈杆，未发现明显碰撞痕迹，平顺的向外弯曲型变量约4 mm，凸轮边缘磨损严重。阀门正常动作为垂直方向动作，而反馈装置的卡槽与反馈杆不是完全垂直，在阀门开关动作及管道振动的过程中，对反馈杆存在一定的横向推力，长期的作用，导致高旁反馈杆变形，最终顶部凸轮从反馈槽中脱出。

2.2 汽机调门开度异常波动阶段 在这个期间，高旁阀指令处于2个状态，阀门在自动控制下缓慢上升后突然关闭，交替反复。缓慢上升是由于主蒸汽压力大于高旁压力设定值，高旁阀处于自动状态，指令在积分的作用下逐渐上升。阀门打开后主汽压力迅速下降，小于高旁压力设定值，导致指令突降，压力回升，关反馈到位。为稳定汽机进汽压力，汽机高压调节门、中压调节门进行自动调节，循环反复，造成汽机调门开度、压力、流量等参数异常波动。

2.3 机组解列阶段 因高压旁路反馈失去，高旁阀开关幅度大，在高旁阀迅速开启后，主蒸汽进入再热冷端，导致再热蒸汽压力上升，中压旁路开启、中压调门快速打开，大量消耗锅炉蓄能，导致主蒸汽压力、再热蒸汽压力快速下降，高压调门、中压调门先后进入压力控制模式，快速关闭，导致汽机负荷快速下降，手动打闸汽机；汽机解列，关闭高旁阀后，高压主蒸汽压力迅速上升，为避免锅炉超压，手动打闸燃机。

3 暴露的问题

3.1 高旁阀门反馈杆会在外力长期作用下变形脱落，高旁反馈失效，阀位失去监视，是本次异常事件发生的诱因。

3.2 运行值班员监盘不力，在启动升负荷阶段未能及时发现高旁阀阀位反馈异常，未能及时将高旁阀门控制切至手动状态，有效控制故障。

4 处理情况

4.1 对反馈装置进行了修复，并设计了防脱落装置：手工加工垫片，减小了反馈连杆及反馈装置底座间的间距，使反馈连杆无脱出凹槽。装复后进行了阀门试验，阀门动作正常。

4.2 制定旁路故障专项处置措施，规范应急操作流程；优化高压旁路控制逻辑，在故障状态时自动将高旁切至手动；优化高旁减温水控制逻辑，避免减温水误喷。