張來發(fā)

（太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 蘇州 215433)

1 概述

某電廠2期2×330 MW供熱機組是亞臨界、中間再熱式、抽汽供熱汽輪機。給水系統(tǒng)配置2臺50 % BMCR(鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)的汽動給水泵(主給水泵)和1臺30 % BMCR的電動給水泵(啟動，備用給水泵)。給水泵小汽機(以下簡稱小機)是上海汽輪機廠有限公司生產(chǎn)的型號為ND(G)83/83/07-9的單缸單軸沖動凝汽式汽輪機，功率為6 000 kW，額定轉(zhuǎn)速為5 255 r/min，調(diào)速范圍為3 000～5 750 r/min。小機工作汽源原設(shè)計有高、低壓2路蒸汽，電廠在檢修中取消了高壓主汽門和高壓調(diào)門，同時取消了高壓供汽管路，正常負(fù)荷時由四抽供汽，啟動或主機低負(fù)荷時由輔汽系統(tǒng)供汽。

2 小機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)

小機進(jìn)汽系統(tǒng)由低壓主汽門和低壓調(diào)門組成。低壓主汽門只有全開和全關(guān)2個狀態(tài)，低壓調(diào)門開度通過油動機控制。調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)采用高壓抗燃油作為動力油，采用MEH(小汽輪機電液控制系統(tǒng))實現(xiàn)對小機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)控制。調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)通過1，2號安全油(保安油)控制主汽門油動機。只有在1號安全油(油壓大于0.45 MPa)和2號安全油(油壓大于9.3 MPa)建立，即系統(tǒng)被復(fù)置時，才能操作主汽門油動機控制主汽門開啟。低壓主汽門的正常開啟或關(guān)閉受1個兩位四通閥控制，電磁閥開向線圈帶電，主汽門開啟；關(guān)向線圈帶電，主汽門關(guān)閉。低壓主汽門快速關(guān)閉受安全油控制，一旦失去安全油壓，機械泄荷閥將快速打開，低壓主汽門將在0.5 s內(nèi)自動關(guān)閉。小機的機械超速保護由1只錘式危急遮斷器以及1只油壓式復(fù)置的危急遮斷及復(fù)位裝置組成，當(dāng)汽機轉(zhuǎn)速超過遮斷值(6 000±50)r/min時，危急遮斷器重錘出擊，危急遮斷及復(fù)位裝置動作，安全油口迅速打開泄壓。小機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)油路如圖1所示。

圖1中63/TT壓力開關(guān)用來監(jiān)測1號安全油壓，當(dāng)1號安全油壓大于0.45 MPa時，63/TT常開觸點閉合，MEH邏輯判斷小機已掛閘；當(dāng)1號安全油壓低于0.25 MPa時，63/TT常閉觸點閉合，MEH邏輯判斷小機已遮斷。20/TT和20/OOT分別控制1號和2號安全油壓，供電電壓為DC 220 V。正常運行時，20/TT帶電，20/OOT失電；小機遮斷時，20/TT失電，20/OOT帶電。

3 故障現(xiàn)象

2011年某日上午，4號機組正常運行，DCS(分布式控制系統(tǒng))突然發(fā)出“4B小機遙控切除”、“4B小機低壓主汽門關(guān)閉”和“給水自動切除”報警信號。運行值班員檢查4B小機畫面，發(fā)現(xiàn)4B小機控制方式已經(jīng)切換為“OA”(操作員自動)，小機轉(zhuǎn)速沒有變化，MEH系統(tǒng)各測點指示正常。運行值班員隨即將4B小機控制方式切換至“REMOTE OA”(遙控)。在此期間，汽包水位沒有發(fā)生較大波動。熱控維護人員調(diào)閱小機運行歷史曲線，發(fā)現(xiàn)在1 s內(nèi)“小機已掛閘信號”，“小機低壓主汽門全開信號”發(fā)生了“1→0→1”的變化，同時“小機低壓主汽門全關(guān)信號”發(fā)生了“0→1→0”的變化。熱控人員懷疑1號安全油壓開關(guān)63/TT的整定值可能發(fā)生了漂移或者是1號安全油壓發(fā)生了瞬間波動，于是臨時將1號安全油壓電接點壓力表定值調(diào)整為0.4 MPa，將該信號在DCS作報警，維持4B小機正常運行。2天以后，4B小機再次出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象，DCS同時發(fā)出“1號安全油壓低于0.4 MPa”報警信號。

圖1 調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)油路

4 故障處理

小機安全油壓監(jiān)測開關(guān)63/TT、主汽門行程開關(guān)33/SVCL(關(guān))和33/SVOP(開)安裝位置相互獨立，同時發(fā)生狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，可以排除被人誤動和干擾的可能。工作人員對1號安全油回路進(jìn)行檢查。

(1)現(xiàn)場查看1號安全油壓在0.50 MPa左右，偏離設(shè)計值0.55～0.65 MPa較多；校驗1號安全油壓開關(guān)63/TT，確認(rèn)動作定值正確。

(2)檢查1號安全油壓控制電磁閥20/TT控制回路，在沿小機周圍布置的電纜槽盒內(nèi)發(fā)現(xiàn)20/TT電磁閥電源線有1處破損，并且有明顯的對地放電痕跡。工作人員更換電磁閥電源線，對電纜槽盒進(jìn)行整理固定，并防止盒蓋活動。

(3)檢查發(fā)現(xiàn)1號安全油壓控制電磁閥20/TT的安裝方向錯誤，電磁閥體上標(biāo)注的流體方向與現(xiàn)場工藝流向相反。電磁閥型號為E321H25(常閉)，而設(shè)計要求的型號是E322H75(常開)，工作人員將其更換為正確型號的電磁閥。

故障處理后，4B小機掛閘，1號安全油壓為0.6 MPa，恢復(fù)到設(shè)計值范圍內(nèi)，4B小機沒有再出現(xiàn)類似故障。

5 原因分析

(1)1號安全油壓控制電磁閥20/TT(小機正常運行時常充電)的電源線為耐高溫多芯軟電纜，布置在小機周圍的電纜槽盒內(nèi)，由于槽盒蓋沒有固定，人員經(jīng)常踩踏槽盒蓋，造成槽盒蓋來回活動。連接電磁閥線圈電源正極端的電纜線的絕緣層被活動的電纜槽盒蓋壓傷，發(fā)生不定時瞬間接地，如圖2所示。當(dāng)線圈正極瞬時接地時，線圈兩端上的電壓由負(fù)極對地分布電容C2上的電壓決定。因為DC 220 V系統(tǒng)負(fù)極回路比正極多，所以一般情況下對地絕緣電阻R2小于R1,因而負(fù)極對地等效電容C2上的電壓低于正極對地等效電容C1上的電壓(這2個電壓按R2/R1的分壓決定)。此時電磁閥線圈兩端上的電壓由全電壓突降為負(fù)極對地等效電容C2上的電壓?，F(xiàn)場測試電磁閥20/TT，在流體壓力為0.5 MPa、溫度為40 ℃時，啟動電壓為DC 105 V，返回電壓為DC 30 V。在正極接地瞬間，負(fù)極對地電壓低于電磁閥的返回電壓，電磁閥打開，但隨著分布電容C2的充電，線圈上的電壓迅速恢復(fù)為正常電壓，電磁閥關(guān)閉，1號安全油壓因此瞬間波動。由于1號安全油壓原來就偏低0.1 MPa，導(dǎo)致低壓主汽門機械泄荷閥瞬間打開，低壓主汽門瞬間關(guān)閉，油壓恢復(fù)時又開啟。因為油壓沒有波動到遮斷值,故未觸發(fā)“小機已遮斷”信號。

圖2 電磁閥20/TT瞬時接地示意

(2)1號安全油壓控制電磁閥20/TT型號錯誤。原設(shè)計是常開型電磁閥，而實際安裝的卻是常閉型電磁閥。安裝工人為了適應(yīng)電磁閥常帶電的控制邏輯，將電磁閥反向安裝。這種先導(dǎo)型的電磁閥上腔室設(shè)計有2個孔，分別為先導(dǎo)孔和導(dǎo)閥口，導(dǎo)閥口的直徑大于先導(dǎo)孔。常閉型電磁閥的先導(dǎo)孔在上游，導(dǎo)閥口在下游，電磁閥失電時，下游的導(dǎo)閥口關(guān)閉，上游流體通過先導(dǎo)孔在電磁閥上腔室建立壓力，驅(qū)動主閥芯關(guān)閉。帶電時，導(dǎo)閥口打開，因其通流量遠(yuǎn)大于先導(dǎo)孔，上腔室壓力快速下降，主閥芯受其前后壓差驅(qū)動打開。將常閉型電磁閥反裝后，導(dǎo)閥口在上游，電磁閥帶電后，流體通過導(dǎo)閥口在上腔建立起壓力，下游的先導(dǎo)孔一直卸壓，因為先導(dǎo)孔直徑遠(yuǎn)小于導(dǎo)閥口，再加上彈簧力的作用，能夠維持主閥芯在關(guān)閥狀態(tài)。但是上腔流體通過先導(dǎo)孔一直在漏流，因此造成1號安全油壓偏低0.1 MPa。

6 暴露問題

(1)檢修作業(yè)不規(guī)范，作業(yè)人員踩踏電纜槽盒，造成盒蓋變形無法固定，導(dǎo)致電纜絕緣損壞。

(2)未及時發(fā)現(xiàn)電纜損壞，檢修時沒有測試重要回路的電纜絕緣，沒有嚴(yán)格執(zhí)行電纜絕緣監(jiān)督檢測制度。

(3)1號安全油壓長期低于設(shè)計值，沒有引起足夠重視，排查不夠細(xì)致。

(4)電磁閥20/TT反向安裝長期無人發(fā)現(xiàn)，雖然多次拆裝，但是都沒有注意閥體背面標(biāo)注的流向指示。檢修人員對調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)原理和設(shè)備了解不夠透徹，檢修時也只是簡單地拆裝，造成這個錯誤一直延續(xù)。

(5)熱工人員對直流系統(tǒng)接地，特別是一點接地的危害認(rèn)識不足。

7 經(jīng)驗教訓(xùn)

(1)規(guī)范檢修作業(yè)，避免損壞電纜槽盒及電纜。

(2)嚴(yán)格執(zhí)行電纜絕緣監(jiān)督檢測制度。

(3)對一點接地的設(shè)備進(jìn)行深入檢查。

(4)檢修人員不應(yīng)只會簡單地拆裝，更應(yīng)深入透徹地掌握被檢修系統(tǒng)和設(shè)備的原理。

(5)熱工人員應(yīng)學(xué)習(xí)掌握一定的電氣專業(yè)知識，提高對直流系統(tǒng)接地危害的認(rèn)識，嚴(yán)格防止各種外力或其他因素造成熱工控制電纜受損接地，進(jìn)而引發(fā)故障或事故。

1 張?zhí)戽i，楊 勇．ND(G)83/83/07-9型汽動給水泵汽輪機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)故障分析處理[J]．青海電力，2007(4).