楊鵬

（山西京能呂臨發(fā)電有限公司，山西 呂梁 033200）

1 改進(jìn)前的系統(tǒng)

1.1 設(shè)備概述

某廠2×350MW超臨界發(fā)電機(jī)組新建工程，汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠制造，型號為NZK350-24.2/566/566，型式為超臨界、單軸、一次中間再熱、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)；發(fā)電機(jī)配套上海電氣集團(tuán)上海電機(jī)廠有限公司制造的雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組；控制系統(tǒng)采用南京科遠(yuǎn)集團(tuán)股份有限公司的NT6000數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。主機(jī)潤滑油系統(tǒng)主要由延伸軸上的主油泵、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵、高壓啟動油泵等組成。EH油系統(tǒng)配備兩臺變?nèi)萘扛邏褐?，一運(yùn)一備。

在機(jī)組啟動時，首先，要啟動高壓啟動油泵，供給低壓安全油；同時還要啟動汽輪機(jī)EH油系統(tǒng)，供給EH高壓油。然后復(fù)位汽輪機(jī)，關(guān)閉遮斷滑閥使機(jī)械超速和手動遮斷總管沒有泄漏點(diǎn)，在隔膜閥上腔建立油壓（低壓安全油），使隔膜閥關(guān)閉。汽輪機(jī)掛閘，關(guān)閉4個AST電磁閥。在隔膜閥和4個AST電磁閥共同作用下，截斷無壓回油通道，建立AST油壓開啟汽輪機(jī)中壓主汽門，汽輪機(jī)掛閘成功。

汽輪機(jī)跳閘通過兩種途徑來實(shí)現(xiàn)，一種是汽輪機(jī)配置的各項(xiàng)熱工保護(hù)，達(dá)到預(yù)設(shè)的保護(hù)動作條件時開啟AST電磁閥，泄去AST油壓，關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門停機(jī)；另一種是在就地向遮斷方向拉動停機(jī)手柄或者機(jī)械超速保護(hù)動作，使遮斷滑閥導(dǎo)通排掉低壓安全油，打開隔膜閥，泄去AST油壓，關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門停機(jī)。

1.2 高壓啟動油泵的作用

在氫冷汽輪發(fā)電機(jī)組中，高壓啟動油泵主要有兩個作用：一是為機(jī)組啟動掛閘過程中提供低壓保安油，關(guān)閉隔膜閥用于建立啟動油壓；二是為密封油系統(tǒng)提供第二路備用油源，在密封油泵故障時向發(fā)電機(jī)密封瓦供油，防止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣泄漏。但在該廠雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)組中，沒有氫氣系統(tǒng)，故無此作用。三是正常運(yùn)行中低壓安全油壓力不足時，啟動高壓啟動油泵保證低壓安全油壓力正常。運(yùn)行中低壓安全油壓力低說明主油泵工作異?；驖櫥拖到y(tǒng)出現(xiàn)問題，不能正常向隔膜閥上腔供油；或者汽輪機(jī)出現(xiàn)問題轉(zhuǎn)速降低造成，不論哪種情況，都應(yīng)該停運(yùn)汽輪機(jī)，啟動高壓啟動油泵運(yùn)行意義不大。

1.3 隔膜閥的作用

該廠在機(jī)組啟動時，向隔膜閥上腔注油，隔膜閥和AST電磁閥一起關(guān)閉，保證建立AST油壓機(jī)組掛閘正常。機(jī)組運(yùn)行時，隔膜閥關(guān)閉維持AST油壓保證機(jī)組正常運(yùn)行。事故情況下，可以在就地將停機(jī)手柄打到遮斷位置，開啟遮斷滑閥，瀉去低壓安全油，使隔膜閥打開，泄去AST油壓停機(jī)。特殊情況下，機(jī)組轉(zhuǎn)速飛升，電超速保護(hù)失靈時機(jī)械超速保護(hù)動作，飛錘飛出使遮斷滑閥開啟，如上所述泄去AST油壓使汽輪機(jī)跳閘，作為防止發(fā)生汽輪機(jī)超速事故的最后一道保障。在進(jìn)行超速、甩負(fù)荷的危險性高的試驗(yàn)時，可以安排人員在就地做好打閘準(zhǔn)備降低風(fēng)險。

2 當(dāng)前系統(tǒng)存在的問題

圖1 某廠改進(jìn)前掛閘系統(tǒng)

在該廠調(diào)試過程中，高壓啟動油泵有很多的調(diào)試工作，包括電氣開關(guān)的傳動、保護(hù)傳動、電機(jī)的試轉(zhuǎn)、高壓啟動油泵的試轉(zhuǎn)等。在整套啟動時，曾發(fā)生高壓油泵故障不能啟動，泵啟動后出口壓力低的情況影響了機(jī)組的調(diào)試進(jìn)度。每次啟動汽輪機(jī)，均需要提前啟動高壓啟動油泵，對泵體進(jìn)行注油排空。啟動過程中，高壓啟動油泵和隔膜閥故障均會使機(jī)組的啟動時間拖長或直接使啟動中斷，而發(fā)現(xiàn)它們故障時，往往是在鍋爐啟動一段時間蒸汽達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)以后，延長啟動時間或中斷啟動均會帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，低壓安全油由高壓啟動油泵供油切換為主油泵供油時，易出現(xiàn)高壓啟動油泵逆止門卡澀、不嚴(yán)的情況導(dǎo)致高壓啟動油泵憋泵，同時也會對高壓啟動油泵的溢油閥造成損傷，而這種工況不容易被發(fā)現(xiàn)，一旦造成設(shè)備損害，將影響下次機(jī)組的正常啟動。在機(jī)組運(yùn)行中，隔膜閥的工作情況、高壓啟動油泵的備用情況都需要運(yùn)行人員進(jìn)行巡回檢查和監(jiān)視。在啟動和正常運(yùn)行中都給運(yùn)行人員帶來了一定的工作量。而這些設(shè)備的存在，增加了發(fā)生故障的可能性，使系統(tǒng)的可靠性降低。在機(jī)組大小修時，在日常的設(shè)備維護(hù)中，也增加了維護(hù)工作量。

3 改進(jìn)方案

3.1 改進(jìn)后的系統(tǒng)

改進(jìn)方案由EH高壓油系統(tǒng)引一路油源供給低壓安全油，保留了隔膜閥和機(jī)械超速系統(tǒng)以及注油試驗(yàn)裝置，增加了一個壓力調(diào)節(jié)閥。遮斷滑閥排油至EH油無壓回油管道，最終回到EH油箱，取消了高壓啟動油泵和主油泵供低壓安全油系統(tǒng)。

圖2 方案一改造后掛閘系統(tǒng)

3.2 改進(jìn)后系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化

改進(jìn)后機(jī)組掛閘和跳閘方式不變。啟動時先運(yùn)行EH油系統(tǒng)，汽輪機(jī)復(fù)位關(guān)閉遮斷滑閥。EH高壓油經(jīng)過調(diào)閥調(diào)節(jié)到合適油壓后，供油至隔膜閥上腔，使隔膜閥關(guān)閉。掛閘操作不變，仍然是關(guān)閉4個AST電磁閥，在隔膜閥和4個AST電磁閥的共同作用下，截斷無壓回油通道，建立AST油壓，開啟汽輪機(jī)中壓主汽門汽輪機(jī)掛閘成功。汽輪機(jī)跳閘還是通過兩種途徑：一是 AST電磁閥動作跳機(jī)，二是遮斷滑閥導(dǎo)通排掉低壓安全油打開隔膜閥，泄去AST油壓跳機(jī)。隔膜閥用油量只有在啟動、試驗(yàn)、手動打閘、機(jī)械超速時才會有變化，而且腔室用油量較小，EH油泵為變?nèi)萘扛邏褐?，在不影響正常運(yùn)行的前提下，完全可以滿足隔膜閥用油要求。

改進(jìn)后汽輪機(jī)運(yùn)行過程中潤滑油壓低開啟隔膜閥跳機(jī)的保護(hù)失去，但潤滑油系統(tǒng)的保護(hù)配置較全，可以滿足機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行和安全停機(jī)的需要。參考東方汽輪機(jī)有限公司的汽輪機(jī)組潤滑油系統(tǒng)的運(yùn)行方式（大多沒有隔膜閥，潤滑油系統(tǒng)和EH油系統(tǒng)分開），改進(jìn)后對潤滑油系統(tǒng)可靠性沒有影響。

3.3 改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

（1）減少投資降低成本。改進(jìn)后，相比去掉的高壓啟動油泵、主油泵供低壓安全油系統(tǒng)、相關(guān)的電機(jī)、電氣開關(guān)、電纜以及DCS邏輯的精簡，雖然增加了一個調(diào)節(jié)閥，整體投資是減少的。

（2）優(yōu)化啟動程序，減少運(yùn)行操作量。取消高壓啟動油泵系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)量減少，簡化了汽輪機(jī)的啟動操作，減少了運(yùn)行中巡視檢查項(xiàng)目和相關(guān)的定期工作，降低了運(yùn)行操作量。

（3）降低維護(hù)量節(jié)約成本。設(shè)備數(shù)量減少，簡化了系統(tǒng)，減少了可能發(fā)生故障的概率；日常維護(hù)、檢修工作量減少，而且減少了備品、備件的庫存，降低了資金占用。

（4）提高了汽輪機(jī)啟動的可靠性。改造后避免了機(jī)組啟動時，高壓啟動油泵故障影響汽輪機(jī)的復(fù)位或中斷啟動程序，減少了高壓啟動油泵和主油泵向低壓安全油供油切換步驟，進(jìn)一步降低了發(fā)生異常的可能性。EH油系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，EH油泵一運(yùn)一備提高了汽輪機(jī)啟動和運(yùn)行的可靠性。

（5）降低了機(jī)組啟動時的耗電量。由于高壓啟動油泵在機(jī)組啟動過程中一直處于運(yùn)行狀態(tài)，連續(xù)耗電。改造由EH油泵供低壓安全油后，因EH油泵本就是連續(xù)運(yùn)行設(shè)備，沒有增加額外的電耗，取消了高壓啟動油泵的電耗。因此，改造后降低了機(jī)組啟動時的耗電量。

4 結(jié)語

本方案對汽輪機(jī)掛閘系統(tǒng)的改造，現(xiàn)場改進(jìn)工作量小，管道連接簡單，便于施工，施工費(fèi)用少。改造不涉及原則性問題，降低了運(yùn)行、維護(hù)工作量，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，具有一定的實(shí)際意義，希望本文能給業(yè)界同行提供一個新的思路。