2024年5月6日发(作者：诺奇颖)
热电技术
2007
年第
2
期
(
总第
94
期
)
350MW
汽轮机组阀门活动试验时跳闸的原因分析
原小宁
(
阳城国际发电有限责任公司山西阳城
048102
)
摘 要 分析了某厂
350MW
带有过负荷调节阀汽轮机组在
阀门活动试验中发生跳闸的原因
,
并提出了解决方案。
关键词 阀门活动试验 阀位限制器
3
原因分析
3.1
主汽门
/
调门活动试验原理
1
前言
某厂机组为西门子
350MW
亚临界、中间再热、单
轴双缸双排汽、反动式、凝汽汽轮机
,
节流调节
,
配有
两个高压主汽调节联合阀和两个中压主汽调节联合
阀
,
每一对主汽阀和调节阀的阀杆互成直角
,
组合在
一个共同的阀体中
,
高、中压主汽调节联合阀分别通
过法兰联接到高、中压缸两侧。在两个高压主汽阀
后、主汽调节阀前通过管道联接过负荷调节阀
(
简称
OLCV
)
,
此阀在
VWO
工况下打开
,
流入高压缸第三
级下游。这种配汽方式在国内还较少见
,
除该厂外仅
有刚刚投产的华能玉环超超临界机组应用了此技术。
机组运行期间每月做一次主汽门
/
调门活动试验。
主汽门
/
调门活动试验意义在于防止该汽轮机主
汽门
/
调门门杆卡涩
,
确保机组解列不超速。主汽门
/
调门活动在线试验通常是作为
DEH
控制器重要功能
组成部分。该厂
DEH
控制器采用西门子
SIMADYN
-D
控制器
,
利用光纤将两套互相冗余的
SIMADYN
控制器分别和
DCS
控制系统
TELE-XP
的
SINEC
H1
厂级总线连接起来
,
除主蒸汽压力、转速、负荷、发
电机组并网、解列信号、主汽门及调门阀位以及至电
液执行机构的指令信号外
,
其余信号包括各种报警、
运行状态以及转速与负荷的设定、控制均通过
SINEC
H1
厂级总线交换得到。主汽阀、调节阀活动试验由
顺控子组
AUTOTURBINTESTER
(
简称
ATT
)
与
汽轮机控制器等相关系统作用联系完成。主汽阀、调
节阀活动试验按照联合阀分为四组分别进行
,
过负荷
调节阀参与第一组高压联合阀。通过画面子回路可
以选择每一联合阀组是否参加试验
,
全部预选后
,
子
组循环启动依照左侧高压主汽调节联合阀组、右侧高
压主汽调节联合阀组、左侧中压主汽调节联合阀组、
右侧中压主汽调节联合阀组顺序依次进行
,
每次仅允
许一个阀组试验。
汽轮机控制器阀位限制器和阀位控制器在试验
中扮演着重要角色
,
试验调门的开关控制都依赖其完
成。正常运行每一个调节阀阀位是由汽轮机控制器
速度
/
负荷控制单元对其输出
OSB
与该阀阀位限制
器输出二者取小决定的。左侧高调阀阀位控制器如
图
1
所示。
2
事件经过
2004
年
3
月
2
日
16:00,1
号机组负荷
230MW,
开始做汽机主汽门
/
调门活动定期试验。过
负荷调节阀当时机械故障
,
其所在左侧高压主汽调节
联合阀组未进行试验。
16:06,
当右侧中压组进行至
第四步时
,
因中压主汽门关反馈未回来超时
,
试验自
动执行复位程序
,16:07,
将所有调阀关到
10%,
负荷快速降至
120MW,
主汽压力急剧上升
,
高旁快
开
;
热再压力急剧上升
,
低旁快开
,
旁路油站跳
,
低旁
跳闸
,
高排冷却蒸汽喷水阀开启
,
高排冷却蒸汽喷水
流量低保护动作
,
汽机跳闸
,
旁路未打开
,
保护触发锅
炉
MFT,
逆功率短延时保护动作
,
发电机解列。
—
40
—
原小宁
:350MW
汽轮机组阀门活动试验时跳闸的原因分析
图
1
左侧高调阀阀位控制器
ATT
子组通过不同步序命令作用于阀位限制
器
,
来完成活动试验。左侧高调阀阀位限制器与
ATT
程序命令联系图如图
2
所示。
图
2
左侧高调阀阀位限制器与
ATT
程序命令联系图
以左侧高压主汽调节联合阀组试验过程为例来
说明
ATT
程序
:
ATT
试验允许条件如下
:
机组负荷小于
280MW;
汽轮机控制器处于负荷控制方式
;
高、中压
主汽门全开
;
过负荷阀关
;
高排冷却蒸汽阀未运行。
ATT
子组分为试验程序
(
STEP1
———
STEP17
)
、复位
程序
(
STEP51
———
STEP55
)
。试验允许条件满足后
,
即可启动子组
,
在左侧高压阀组预选的情况下先行进
行该组活动。首先子组发出
C2
命令
,
将图
2
中左侧
高调阀
(
简称
CV1
)
阀位限制器设定为
0%,
阀位限制
器输出
BFD1V
以
1
、
3%/s
地速率下降
,BFD1V
在图
1
小选块奏效后
CV1
开度以
1
、
3%/s
减小直至关闭
,
同时另一侧高调阀
(
简称
CV2
)
在负荷控制器或主汽
压力控制器作用下逐渐开大以维持负荷。而后在
CV1
关闭情况下进行主汽门活动及关闭时间测定。
子组步序使左侧高压主汽阀
(
简称
ESV1
)
两个遮断电
磁阀其中之一失电
,
主汽门遮断关闭。复位遮断电磁
阀打开主汽门后
,
进行另一遮断电磁阀失电遮断
;
在
主汽门遮断关闭之时
,
控制器内“黑匣子”自动测定关
闭时间是否在许可范围。超时则中止试验步序
,
保护
启动复位程序
,
恢复试验前初始状态。在
ESV1
活动
试验正常后
,
保持
ESV1
关闭依次进行
CV1
、
OLCV
活动
,
在
CV1
试验时子组置位
CV1
在试验信息
PRFD1
给
CV1
阀位控制器
,CV1
阀位设定就由图
1
小选块切至阀位限制器输出
BFD1V,
这样子组步序
C4
命令将
CV1
阀位限制器设定为
10%,
同时将阀位
限制器速率块切至
65%/s,CV1
便以
65%/s
速率快
开至
10%,
类似于主汽门
,CV1
在
10%
开度下其两个
遮断电磁阀交替失电遮断关闭
CV1
。这里需要注意
的是
:
为了维持控制油压
,CV1
关闭信号
FD1Z
返回
,
CV1
在试验信息
PRFD1
存在情况下二者逻辑相与产
生
C1
命令
,CV1
阀位限制器设定为
0%,
阀位限制器
—
41
—
2024年5月6日发(作者：诺奇颖)
热电技术
2007
年第
2
期
(
总第
94
期
)
350MW
汽轮机组阀门活动试验时跳闸的原因分析
原小宁
(
阳城国际发电有限责任公司山西阳城
048102
)
摘 要 分析了某厂
350MW
带有过负荷调节阀汽轮机组在
阀门活动试验中发生跳闸的原因
,
并提出了解决方案。
关键词 阀门活动试验 阀位限制器
3
原因分析
3.1
主汽门
/
调门活动试验原理
1
前言
某厂机组为西门子
350MW
亚临界、中间再热、单
轴双缸双排汽、反动式、凝汽汽轮机
,
节流调节
,
配有
两个高压主汽调节联合阀和两个中压主汽调节联合
阀
,
每一对主汽阀和调节阀的阀杆互成直角
,
组合在
一个共同的阀体中
,
高、中压主汽调节联合阀分别通
过法兰联接到高、中压缸两侧。在两个高压主汽阀
后、主汽调节阀前通过管道联接过负荷调节阀
(
简称
OLCV
)
,
此阀在
VWO
工况下打开
,
流入高压缸第三
级下游。这种配汽方式在国内还较少见
,
除该厂外仅
有刚刚投产的华能玉环超超临界机组应用了此技术。
机组运行期间每月做一次主汽门
/
调门活动试验。
主汽门
/
调门活动试验意义在于防止该汽轮机主
汽门
/
调门门杆卡涩
,
确保机组解列不超速。主汽门
/
调门活动在线试验通常是作为
DEH
控制器重要功能
组成部分。该厂
DEH
控制器采用西门子
SIMADYN
-D
控制器
,
利用光纤将两套互相冗余的
SIMADYN
控制器分别和
DCS
控制系统
TELE-XP
的
SINEC
H1
厂级总线连接起来
,
除主蒸汽压力、转速、负荷、发
电机组并网、解列信号、主汽门及调门阀位以及至电
液执行机构的指令信号外
,
其余信号包括各种报警、
运行状态以及转速与负荷的设定、控制均通过
SINEC
H1
厂级总线交换得到。主汽阀、调节阀活动试验由
顺控子组
AUTOTURBINTESTER
(
简称
ATT
)
与
汽轮机控制器等相关系统作用联系完成。主汽阀、调
节阀活动试验按照联合阀分为四组分别进行
,
过负荷
调节阀参与第一组高压联合阀。通过画面子回路可
以选择每一联合阀组是否参加试验
,
全部预选后
,
子
组循环启动依照左侧高压主汽调节联合阀组、右侧高
压主汽调节联合阀组、左侧中压主汽调节联合阀组、
右侧中压主汽调节联合阀组顺序依次进行
,
每次仅允
许一个阀组试验。
汽轮机控制器阀位限制器和阀位控制器在试验
中扮演着重要角色
,
试验调门的开关控制都依赖其完
成。正常运行每一个调节阀阀位是由汽轮机控制器
速度
/
负荷控制单元对其输出
OSB
与该阀阀位限制
器输出二者取小决定的。左侧高调阀阀位控制器如
图
1
所示。
2
事件经过
2004
年
3
月
2
日
16:00,1
号机组负荷
230MW,
开始做汽机主汽门
/
调门活动定期试验。过
负荷调节阀当时机械故障
,
其所在左侧高压主汽调节
联合阀组未进行试验。
16:06,
当右侧中压组进行至
第四步时
,
因中压主汽门关反馈未回来超时
,
试验自
动执行复位程序
,16:07,
将所有调阀关到
10%,
负荷快速降至
120MW,
主汽压力急剧上升
,
高旁快
开
;
热再压力急剧上升
,
低旁快开
,
旁路油站跳
,
低旁
跳闸
,
高排冷却蒸汽喷水阀开启
,
高排冷却蒸汽喷水
流量低保护动作
,
汽机跳闸
,
旁路未打开
,
保护触发锅
炉
MFT,
逆功率短延时保护动作
,
发电机解列。
—
40
—
原小宁
:350MW
汽轮机组阀门活动试验时跳闸的原因分析
图
1
左侧高调阀阀位控制器
ATT
子组通过不同步序命令作用于阀位限制
器
,
来完成活动试验。左侧高调阀阀位限制器与
ATT
程序命令联系图如图
2
所示。
图
2
左侧高调阀阀位限制器与
ATT
程序命令联系图
以左侧高压主汽调节联合阀组试验过程为例来
说明
ATT
程序
:
ATT
试验允许条件如下
:
机组负荷小于
280MW;
汽轮机控制器处于负荷控制方式
;
高、中压
主汽门全开
;
过负荷阀关
;
高排冷却蒸汽阀未运行。
ATT
子组分为试验程序
(
STEP1
———
STEP17
)
、复位
程序
(
STEP51
———
STEP55
)
。试验允许条件满足后
,
即可启动子组
,
在左侧高压阀组预选的情况下先行进
行该组活动。首先子组发出
C2
命令
,
将图
2
中左侧
高调阀
(
简称
CV1
)
阀位限制器设定为
0%,
阀位限制
器输出
BFD1V
以
1
、
3%/s
地速率下降
,BFD1V
在图
1
小选块奏效后
CV1
开度以
1
、
3%/s
减小直至关闭
,
同时另一侧高调阀
(
简称
CV2
)
在负荷控制器或主汽
压力控制器作用下逐渐开大以维持负荷。而后在
CV1
关闭情况下进行主汽门活动及关闭时间测定。
子组步序使左侧高压主汽阀
(
简称
ESV1
)
两个遮断电
磁阀其中之一失电
,
主汽门遮断关闭。复位遮断电磁
阀打开主汽门后
,
进行另一遮断电磁阀失电遮断
;
在
主汽门遮断关闭之时
,
控制器内“黑匣子”自动测定关
闭时间是否在许可范围。超时则中止试验步序
,
保护
启动复位程序
,
恢复试验前初始状态。在
ESV1
活动
试验正常后
,
保持
ESV1
关闭依次进行
CV1
、
OLCV
活动
,
在
CV1
试验时子组置位
CV1
在试验信息
PRFD1
给
CV1
阀位控制器
,CV1
阀位设定就由图
1
小选块切至阀位限制器输出
BFD1V,
这样子组步序
C4
命令将
CV1
阀位限制器设定为
10%,
同时将阀位
限制器速率块切至
65%/s,CV1
便以
65%/s
速率快
开至
10%,
类似于主汽门
,CV1
在
10%
开度下其两个
遮断电磁阀交替失电遮断关闭
CV1
。这里需要注意
的是
:
为了维持控制油压
,CV1
关闭信号
FD1Z
返回
,
CV1
在试验信息
PRFD1
存在情况下二者逻辑相与产
生
C1
命令
,CV1
阀位限制器设定为
0%,
阀位限制器
—
41
—