主汽门关闭的原因及处理

汽轮机单侧高压主汽门异常关闭的处理 1概述 近年来,丰城2×700MW超临界机组、国华太仓2×600MW超临界机组、华能巢湖电厂2×600MW超临界机组、华能瑞金电厂2×350MW超临界机组在正常运行过程中均出现过汽轮机某个主汽门或调节汽门异常关闭的情况。汽轮机单个汽门异常关闭情况中,单侧高压主汽门异常关闭处理最为复杂,对机组安全经济运行也影响最大,甚至可能导致机组非计划停运事件发生。2010年8月,国华太仓电厂某台机组曾因汽轮机单侧高压主汽门异常关闭,锅炉蒸汽压力急剧上升,导致给水泵出力不足,锅炉给水流量低触发锅炉MFT动作,联跳汽轮机及发电机。2010年7月6日,丰城电厂#6汽轮机左侧高压主汽门卸荷阀O型圈泄漏,导致左侧高压主汽门异常关闭,由于缺乏相关处理经验,如果不是因为当时机组负荷较低,很可能导致机组非计划停运事故的发生。 2汽轮机单侧高压主汽门关闭的现象及原因分析 汽轮机主汽门或调节汽门异常关闭的原因主要有调节系统故障、汽门阀芯脱落以及卸荷阀O 型圈老化漏EH油等,其中,由于卸荷阀一直处于高温环境,卸荷阀O型圈老化漏油导致主汽门异常关闭最为常见。 汽轮机高压主汽门异常关闭时,DCS报警画面将出现声光报警,机组协调控制方式自动切为手动控制,DEH由遥控切至手动方式,汽机调节阀由顺序阀自动切至单阀控制。汽轮机高压进汽由两侧进汽突然变为单侧进汽,在某种极端工况下(高压调节汽门顺序阀控制,未故障侧高压调节汽门只有一个在开位),汽轮机高压缸进汽面积可能只有异常关闭前的三分之一。在此情况下,汽轮发电机的负荷将急剧下降,机、炉侧的主汽压力将急剧上升,额定工况下锅炉超压导致锅炉安全门动作。因给水泵汽轮机由四段抽汽接带,汽轮机负荷下降引起汽轮机抽汽段压力下降导致给水泵的出力下降,给水量的急剧下降必然导致锅炉煤水比失调,螺旋管壁温度、主再热汽温及分离器出口蒸汽温度将快速上升,甚至导致锅炉超温保护触发MFT保护动作。同时,汽轮机高压缸由双侧进汽突变为单侧进汽,当汽轮机高压转子两侧所受蒸汽力将严重不平衡,将导致汽轮机#1、#2瓦温度及振动可能出现较大波动。汽门卸荷阀O型圈老化漏EH油,将导致EH油管系统压力下降,漏油严重可能导致汽轮机因EH油压低而跳闸。 3汽轮机单侧高压主汽门异常关闭的逻辑修改 汽轮机单侧高压主汽门异常关闭时,需要监盘人员当时迅速判断故障原因,及时准确按照轻重缓急的顺序进行操作调整;同时盘面人员要做相互配合,在此情况下操作上不能出现任何的差错,这对于运行人员来说是个挑战。当设备异常发生后,为尽量避免因热工逻辑不完善及运行人员操作不及时导致机组非计划停运事件的发生,减轻运行人员的操作负担及精神负担,丰城电厂对汽轮机单侧高压主汽门异常关闭的逻辑进行了部分修改。 汽轮机单侧高压主汽门异常关闭后,汽轮机高压调节门控制方式由顺序阀切为单阀方式,正常侧高压调节门将保持在一定开度。运行操作员在4级下无法操作,必须升至师9级才能操作,现修改为汽轮机高压调节阀手动操作权限由9级改为4级,这样主要是为了运行人员能迅速手动开大正常侧高压调节门,尽量增大汽轮机负荷,防止主汽压上升过快。逻辑修改前,汽轮机单侧高压主汽门异常关闭后,炉侧不会自动跳磨煤机来减小锅炉进粉量,现修改为:当磨煤机运行台数大于4台时,先跳F磨煤机,延时5秒再跳E磨煤机,最终保持磨煤机运行台数不大于4台。 4汽轮机单侧高压主汽门异常关闭的处理 本文以丰城电厂#6汽轮机左侧高压主汽门(TV1)异常关闭处理为例进行说明(汽轮机高压 主汽门及调节汽门控制方式如图1所示,处理过程中的相关参数见表1)。 2010年7月6日,#6机组负荷由357MW突降到279MW,DCS画面发“汽轮机左侧高压主汽门关闭”报警,检查左侧高压主汽门已关到零,DEH画面无法控制负荷,主汽压力由17.5MPa 逐渐上升到23.8MPa,EH油压由14.0MPa降到12.8Mpa,怀疑汽轮机左侧主汽门卸荷阀O 型圈损坏,立即停运E磨,调整相关参数,联系汽机室、热工室检查,汇报值班领导。 4.1汽轮机侧的处理 发现TV1关闭,立即检查汽轮机EH油压是否正常,否则启动备用EH油泵运行;备用EH 泵启动后,若EH油压仍在下降,手动将TV1指令由100%关至0%,应立即派人到现场关闭TV1的EH油进油门,维持EH油压的稳定,防止EH油压低导致汽轮机跳闸。若此时汽轮机高压调节门为单阀控制,手动将GV2、GV4全开,降低主汽压力,同时注意给水流量的变化。若此时汽轮机高压调节门为顺序阀控制,则手动开启GV4,维持主汽压力及负荷稳定。然后将汽轮机左侧高压主蒸汽进汽疏水门前手动门及高压主蒸汽左侧导管疏水门前手动阀开启1/3左右,再开启汽轮机左侧高压主蒸汽进汽气动疏水门及高压主蒸汽左侧导管气动疏水门,防止TV1前蒸汽长时间不流动,蒸汽带水造成汽轮机水冲击。联系热工检查是否是因调节系统故障引起,热工人员排除故障后手动开启TV1。若为主汽门卸荷阀或伺服阀故障,则联系汽机检修处理,关闭TV1进油门后一定要确认能关严,防止EH油压降低导致大机跳闸。检修处理好缺陷后,先将GV1、GV3手动关至0%,然后缓慢开启TV1至100%后投入TV1自动,注意EH油压及油位变化。缓慢开启GV1、GV3至5%左右,注意监视高压缸上下温差及汽轮机振动、差胀等参数是否在正常范围内。逐渐开大汽轮机高压调节门GV1、GV3,关小汽轮机高压调节门GV2、GV4,维持主汽压及负荷稳定,将汽轮机4个高压调节门调平后恢复汽轮机高压调节门正常运行方式,关闭主蒸汽左侧进汽疏水门及主蒸汽导管疏水阀。 4.2锅炉侧的处理 若负荷较高或在额定工况下时,磨煤机运行台数大于4台,检查F磨及E磨是否联跳,否则手动停运保持4台磨煤机运行,并迅速将煤量减至维持300MW负荷所需煤量即可,具体煤量可根据水煤比来调节,调节水煤比较降负荷之前高一点。紧急停磨后要注意降低总燃料指令,防止煤量自动加回引起堵磨和水煤比过低。同时,停磨后注意一次风压的变化,防止一次风机喘振保护动作,增加事故处理难度。检查锅炉侧主汽压力,当其高于26.67Mpa时,锅炉安全阀(PCV阀)应动作,否则手动开启。随着主汽压力升高,四抽压力降低,汽动给水泵出力将下降,派专人监视汽动给水泵小机低压调门开度及给水流量的变化。若给水流量不足,则应启动电动给水泵增加给水流量,但要加强对电动给水泵运行的监视,严禁电动给水泵在非运行区域运行。故障消除后,增加煤量将负荷升至计划负荷,投入机组CCS控制方式。