基于300 MW汽轮机组试验装置可靠性研究

李 壮

（北京太阳宫燃气热电有限公司，北京 100028）

0 引言

近年来，燃气发电技术得到了快速发展。“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组效率高、供热能力强，尤其在北方地区发展迅速。某二拖一机组汽轮机由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司提供，型号LN275/CC154型，为三压、一次中间再热、双缸双排汽、带抽汽供热汽轮机机组。汽机采用全周进汽，不设调节级，机组容量270 MW，汽轮机布置在汽机房12m处。汽轮机前箱处有4套试验装置，分别为EH油压低试验装置、润滑油压低试验装置、真空低试验装置及交直流润滑油泵联启试验装置。每套试验装置含两个电磁阀及两个手门，可供运行人员启机前进行就地试验及远方试验。前箱侧面安装了一面压力开关接线综合柜，机柜正面侧共18块压力开关及一块转速表。柜内接线主要为三类测点：压力开关、TSI测点及温度测点。

该文以前箱处试验装置优化为例，通过拆除改造原试验装置及压力开关接线综合柜，大幅提升了试验装置动作的可靠性，机柜远离原前箱高温区域，提高了汽轮机试验装置的可靠性及主保护的稳定性，实践证明，这对相似行业的机组试验装置改造有借鉴意义。

1 试验装置系统存在的问题

该公司试验装置及压力开关接线综合柜为哈汽厂配置，其配置方式已不满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中的相关内容，图1～图4为改造前系统配置，且在实际使用中存在如下问题：1）现EH油压低试验装置、润滑油压低试验装置及真空低保护试验装置每套配备4个压力开关，保护方式为四取二，但每套保护的开关均为一根取样管，取样管容易堵塞，进而造成保护拒动，严重威胁机组运行安全。2）现试验装置为四套，是哈汽厂机组出厂的默认配置方式，每套装置上存在两个电磁阀及两个手门，供运行人员就地或远方进行试验，但是试验为每次汽轮机启动前，即每年仅进行两次试验，这就容易导致电磁阀卡涩，出现电磁阀不动作试验不成功的现象。3）现压力开关接线综合柜位于前箱北侧，后方空间狭小，且在机组运行期间受到轴封漏气等原因影响，该处环境温度极高，处理该处缺陷有危险。

图1 EH油压低试验装置

图2 真空低试验装置

图4 润滑油压低试验装置

上述所说压力开关均接入ETS机柜参与主保护跳闸，其动作逻辑为一三开关任一动作，AST电磁阀一三均动作，二四开关任一动作，AST电磁阀二四均动作，若前后开关动作类型不一致，例如EH油任一开关一三动作，润滑油任一开关二四动作，机组有跳闸风险，且若AST电磁阀不严，可能存在单个压力开关动作机组跳闸的情况，严重威胁机组运行安全。

图3 交直流润滑油泵联锁启动试验装置

2 改造方案

EH油压低试验装置在原取样管路上新增一路取样，润滑油压低试验装置在前箱内润滑油母管管路上新增一路取样，真空低试验装置在凝汽器管路上新增一路取样，取样管路均独立于原取样装置，改造后系统图如图5～图8所示。

图5 EH油压低试验装置（单位：mm）

图8 交直流润滑油泵联启试验装置

取消EH油压低、润滑油压低、真空低及交直流润滑油泵试验装置，将四套装置整体放置于一面机柜内，其中EH油压低、润滑油压低及真空低取消电磁阀，即取消远方试验功能，交直流润滑油泵试验装置保留电磁阀，即实现远方及就地试验功能，新增机柜图片如图9～图10所示。

图9 机柜正面图（单位：mm）

图10 机柜内部布置图（单位：mm）

新增开关及接线柜放置于现有接线柜正前方2米位置，为不锈钢材质，即EH油母管前方。新增机柜长140 cm，宽52 cm，高223 cm，接线柜后柜门离地55 cm，方便后柜门开关，同时后柜门做双层防护，防止蒸汽高温影响。接线柜侧面新增电缆桥架，用于原测点接线的穿入及穿出。

修改现有主保护动作逻辑，压力开关一三任一动作与同系统压力开关二四任一动作，AST四个电磁阀直接动作，机组跳闸。

3 具体改造内容与试验

图5两路EH油压低试验装置接头组带ø0.8mm节流孔，每个试验通道由1个总截止阀、1个试验截止阀、1个压力开关、1个就地压力表组件组成。预留2路ø8mm×2mm排油管路，由于取消了EH油回油管，因此须在试验手门下放置接油盒接油。

EH油压低试验方案：关闭EH油压低开关1入口隔离阀，打开EH油压低试验装置#1试验手动一次门及二次门。这时EH油压低1开关应动作，LP1灯亮，随后关闭EH油压低试验手动一次门及二次门，打开开关1入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LP1灯应该会消失。

关闭EH油压低开关3入口隔离阀，打开EH油压低试验装置#3试验手动一次门及二次门。这时EH油压低3开关应动作，LP3灯亮，随后关闭EH油压低试验手动一次门及二次门，打开开关3入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LP3灯应该会消失。

关闭EH油压低开关2入口隔离阀，打开EH油压低试验装置#2试验手动一次门及二次门。这时EH油压低2开关应动作，LP2灯亮，随后关闭EH油压低试验手动一次门及二次门，打开开关2入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LP2灯应该会消失。

关闭EH油压低开关4入口隔离阀，打开EH油压低试验装置#4试验手动一次门及二次门。这时EH油压低4开关应动作，LP4灯亮，随后关闭EH油压低试验手动一次门及二次门，打开开关4入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LP4灯应该会消失。

图6两路润滑油压低试验装置预留2路ø14mm×2mm进油管路，预留管路上接头组带ø0.8mm节流孔，每1路分为2路试验通道ø8mm×2mm，每个试验通道由1个总截止阀、1个试验截止阀、1个压力开关、1个就地压力表组件组成。预留2路φ8mm×2mm排油管路，由于取消了润滑油回油管，因此须在试验手门下放置接油盒接油。

图6 真空低试验装置（单位：mm）

润滑油压低试验方案：关闭润滑油压低开关1入口隔离阀，打开润滑油压低试验装置#1试验手动一次门及二次门。这时润滑油压低1开关应动作，LBO1灯亮，随后关闭润滑油压低试验手动一次门及二次门，打开开关1入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LBO1灯应该会消失。

关闭润滑油压低开关3入口隔离阀，打开润滑油压低试验装置#3试验手动一次门及二次门。这时润滑油压低3开关应动作，LBO3灯亮，随后关闭润滑油压低试验手动一次门及二次门，打开开关3入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LBO3灯应该会消失。

关闭润滑油压低开关2入口隔离阀，打开润滑油压低试验装置#2试验手动一次门及二次门。这时润滑油压低2开关应动作，LBO2灯亮，随后关闭润滑油压低试验手动一次门及二次门，打开开关2入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LBO2灯应该会消失。

关闭润滑油压低开关4入口隔离阀，打开润滑油压低试验装置#4试验手动一次门及二次门。这时润滑油压低4开关应动作，LBO4灯亮，随后关闭润滑油压低试验手动一次门及二次门，打开开关4入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LBO4灯应该会消失。

图7两路真空低试验装置预留2路ø14mm×2mm进气管路，预留管路上接头组带ø0.8mm节流孔。每个试验通道由1个总截止阀、1个试验截止阀、1个压力开关、1个就地压力表组件组成。当做试验动作时须先将总截止阀关闭，再打开试验截止阀进行试验。

图7 润滑油压低试验装置（单位：mm）

真空低试验方案：关闭真空低开关1入口隔离阀，打开真空低试验装置#1试验手动一次门及二次门。这时真空低1开关应动作，LV1灯亮，随后关闭真空低试验手动一次门及二次门，打开开关1入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LV1灯应该会消失。

关闭真空低开关3入口隔离阀，打开真空低试验装置#3试验手动一次门及二次门。这时真空低3开关应动作，LV3灯亮，随后关闭真空低试验手动一次门及二次门，打开开关3入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LV3灯应该会消失。

关闭真空压低开关2入口隔离阀，打开真空低试验装置#2试验手动一次门及二次门。这时真空低2开关应动作，LV2灯亮，随后关闭真空低试验手动一次门及二次门，打开开关2入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LV2灯应该会消失。

关闭真空低开关4入口隔离阀，打开真空低试验装置#4试验手动一次门及二次门。这时真空低4开关应动作，LV4灯亮，随后关闭真空低试验手动一次门及二次门，打开开关4入口隔离阀，点击跳闸复位按钮，LV4灯应该会消失。

图8润滑油压低试验装置预留1路ø14mm×2mm进油管路，预留管路上接头组带ø0.8mm节流孔，其中1路分为2路ø8mm×2mm管路接压力开关。每个试验通道由1个总截止阀、1个试验截止阀、1个电磁阀、1个压力开关、1个就地压力表组件组成。当手动做试验时须先将总截止阀关闭再打开试验截止阀进行试验，当远方进行操作时直接动作相应通道电磁阀即可。

4 结论

该文分析某发电公司二拖一机组历年试验装置试验失败案例，依据系统设计的相关规范、原则，从取样管路及测点等方面提出了提高试验装置可靠性的方案。在该文研究的基础上，某发电公司于2021年10月进行了试验装置的升级改造。改造后，试验装置运行稳定，主保护配置更合理，未再出现误动的现象，升级改造取得了良好的效果。该文的研究及在某发电公司的成功实践为如何提高哈汽300MW机组试验装置安全稳定性这一课题提供了良好的范本。