135MW汽轮机调节保安系统危急遮断器，喷油试验系统改造.pdf

2 0 0 8年第9期 贵州电力技术 ( 总第 1 1 1 期) 1 3 5 mw汽轮机调节保安系统危急遮断器 ， 喷油试验系统改造 习水发电厂莫让恒 5 6 4 6 o o 摘要保持急遮断器性能的正常是保证汽轮机安全运行不可或缺的重要环节。与国内许多 1 2 5 mw 汽轮机遇到 的难题一样， 习水电厂 1 3 5 mw汽轮机急遮断器活动试验出现拒动现象， 给设备的安全运行构成了极大的威胁。 1 前言 习水 电厂 4 z 1 3 5 mw 机组系上海汽轮机有 限 公司生产的超高压 、 中间再热、 双缸双排汽凝汽式汽 轮机 ， 型号为 n 1 3 51 3 2 4 5 3 5 5 3 5型， 由贵州电建 二公司安装 ， 贵州电力试验研究院调试 。1 号 、 2号、 3 号、 4号机组投产时问分别是 2 0 0 1 年 9月 2 9日、 2 0 o 2年 1月 2 4日、 2 0 0 2年 7月 7日、 2 0 0 2年 l 0月 2 7日。 汽轮机设计为全液压式调节保安系统， 为了保 障机组安全， 保安系统设置两只危急遮断器和两只 危急遮断油门， 同时还装 有危急遮断试验油 门和喷 油试验装置， 可供机组在空负荷或带负荷情况下检 查和试验 ， 并可减少机组 的超速次数 。危急遮断器 充油试验 ， 目的是可在正 常转速下试验危急遮断器 活动状况。试验时， 偏心飞环上的油囊充油后， 使飞 环的偏心重量增加 ， 在汽机转速 2 9 4 0 2 0转 分可 以使偏心飞环击出， 发出超速讯号 ， 达到活动危急遮 断器 目的。 2 故障现象及原因分析 机组投产后 4台机组危急遮 断器做喷油试验均 陆续出现部分拒动现象， 分别是 1 号机 n o 1 、 2 号机 n o 2 、 3号机 n o 1 、 4号机 n o 2 无法有效地检验危 急遮断器可靠性 ， 严重威胁机组的安全运行。虽然 进行 了多次改造 ， 但均没有彻底解决 问题。2 0 0 7年 6 月 的 1号 号机组检修期 间， 才从根本上解 决了这一多年未解决的难题。 危急遮断器喷油试验的过程， 实际上是向偏心 飞环油囊充油使飞环的偏心重量增加， 偏心飞环击 出危急遮断油门， 泄安全油的过程。假如飞环本身 不存在卡涩等故障， 喷油试验拒动， 中心问题是向油 囊充油的油量是否足够， 具体说要从两个方面考虑， 一 是充油系统在进入油囊 之前 的油路是 否存在问 题 ， 是否有足够的油进入油囊 ； 二是轴上的进油孔密 封环密封性能是否 良好 ， 是否有过多的泄油 ， 从而导 致实际进入油囊 的油量不足。所以必须从这两方面 人手以解决 问题 。 危急遮断器进油孔密封环密封情况实际上取决 于密封环与轴之间的径向间隙的大小。我们曾多次 对密封环间隙进行检查 ， 密封环确实存在一定磨损 ， 经过一段时间运行后其径向间隙比设计值大得多， 设计 总 间隙是 0 0 50 1 3 ra m， 但实 际 测量 是 0 4 ra m左右 ， 显然泄油量增大 ， 在总进油 量不变 的 情况下实际进入油囊 的油量当然不足。对新安装的 机组而言 ， 这个解释可 以说是导致危急遮 断器喷油 试验拒动的一个原因之一 。但进一步分析 ， 由于密 封环材料是铜 ， 硬度低 ， 随着机组 的长周期运行 ， 密 封环磨损无法避免。换言之， 厂家设计 的 0 0 5 0 1 3 m m间隙并 不符合现场运行需 要 ， 最佳 间隙应 该是设备经过长周期运行后 自然磨损 的值 ， 大概在 0 3 50 4 5 m m之间。实际的多次检查均在 0 4 mm 左右 的事实表明， 确实无法确 保 0 0 50 】 3 mm的 设计间隙， 密封环磨损无法避免， 也充分说明“ 最佳 间隙应该是设备经过长周期运行后 自然磨损的值” 的正确性。所以密封环径向间隙增大无法避免， 也 不是解决 问题 的切人点。下 图为喷油系统油路改造 示意 图( 如图 1 ) ： 3 改造方法 进一步分析认为， 既然密封环磨损无法避免， 必 须从喷油管路上 改造 ， 增 大进 油管通 径， 增大进 油 量 ， 从而使更多的油进入油囊。 经过全面检查， 我们发现一部分喷油管焊口由 于焊接质量原因使焊疤堵住了管口， 使油管通径减 小 ， 有某些部位 的通径甚至只有 2 5 ram左右。为 2 5 维普资讯 2 0 0 8 年第9 期 贵州电力技术 ( 总第1 1 1 期) 此 ， 对喷油管全程进行改造， 8 x 1 m m 的喷油管全 部换成 l 4 2 m m， 管接头内径也全部由# p 6 m m扩 大到 8 m m。密封环压 盖上进油孑 l 由 6 m m 改为 1 0 ra m。密封环上 的进油孔 原设 计是对称布 置的 2 个 咖 孔 ， 为 消除可 能产生 的节 流 ， 也 更改 为 2 个 8 m m孔， 使通流面积大大增加 。 图 1喷油 系统油路改造示意 图 注： 阀门 1 、 2 3 、 4为新装阀门， 都布置在前轴承箱外， 其中阀 门 1为 n o1 隔离 门， 阀门 2为 n o 2隔离 门， 阀 门3为总隔离门 ， 阀门 4为泄油门 。 油管路通径 问题解决 了， 但喷油试验装 置和危 急遮断试验油门上的油孔 只有 i m m， 产生了节流 ， 将该孑 l 扩大技术上又比较困难， 所以若再增加油量 则必须另外设计一根油路， 绕过原油路直接对油囊 进行喷油， 加大进油量， 这就是本方案的中心思路。 由于喷油试验的主要目的只为检验危急遮断器的活 动情况 ， 并不为追求其动作转速值 ， 所以为本方案 的 设计减轻了难度。换言之， 只要活动试验能够动， 进 入油囊的油多少是没必要去控制的。 原喷油管路保留， 作为喷油试验的主要油路， 新 加一油路作为辅助油路， 在主油路试验不成功情况 下再打开辅助油路补充油量， 以增大进入月牙式油 槽的油量。保留原喷油系统还有一个目的， 就是尽 量保持原设计喷油量， 在做超速试验时假如原油路 能够试验成功 ， 可 以根据喷油试验结果判断 n o 1和 n o 2动作的先后顺序 ， 以便于在不跳机情况下能连 2 6 续做 n o 1 和n o 2的超速试验。新增加的油路来 自 前轴承箱外的压力油母管 ， 不经过危急遮断试验 油 门和喷油试验装置 ， 新增加 的油管直接用 q b l 63 不锈钢管。该管通过前 轴承箱壁备 用孔进入轴 承 箱 ， 直接接在小轴上密封环压盖 的管接头 。轴承箱 外用 3个 j 6 1 w 一3 2 0 p d n1 0阀门控制 ， 其 中一个是 总隔离 门， 另外两个是分别 到 n o 1和 n o 2的隔离 门。加总隔离门的 目的是保证隔离严密， 防止机组 运行过程中压力油漏到危急遮断器月牙式油槽而造 成停机 。为防止机组运行过程 中， 一 、 二次门万一 内 漏而又不能停机处理 ， 设计 了泄油门 4 ， 目的是一旦 一 、二次门内漏 ， 可以通过打开泄油门 4将油泄掉而 不会漏到月牙式油槽 ， 以保证机组安全运行 ， 泄油 门 4也选用 j 6 1 w 一 3 2 0 p d n1 0阀门。为完成前轴承箱 内外管道的对接 ， 专 门加工 了特殊管接头装在前轴 承箱壁上， 既实现连接又保证轴承箱壁良好的密封。 在前轴承箱 内原喷油系统和新设计 的喷油系统完成 合并 ， 从 喷油试验装置出来 的两根 b 1 4 x 2喷油管 分别接在新增加的 1 6 x 3喷油管上 ， 实现两路油 管并列 。 系统安装结束后在前轴承箱外的2 个二次阀门 上用钢印分别打印 n o 1 和 n o 2字样， 以正确区分 阀门对应的危急遮断器 ， 避免试验期 间的误操作。 改造后喷油试验操作方式和原系统操作方式相 同， 先操作危急遮 断器试验油 门， 将需要做 成验 的 n o1 或 n o 2从安全油系统 中隔离 出来 。操作喷油 试验装置 ， 先用原油路 喷油 ， 若试 验成功则试 验完 成。原油路喷油试验若不成功则打开新设计 的油路 对应 的隔离门以增大喷油量 ， 直至试验结束 。试验 结束后恢复喷油试验系统处于非试验状态， 新增加 的阀f - j 1 、 阀f - j 2 、 阀门 3全部关 闭， 阀门 4打开， 并 取消所有阀门操作手轮盘， 以防机组运行过程 中出 现人为误操作而导致机组停机。 4 改造后的效果 1号4号汽轮机按上述方案改造完成后 ， 进行 喷油试验全部成功 ， 充分说明上述分析的正确性 ， 也 确保了机组安全运