1 汽轮机典型挂闸故障分析与对策

汽轮机典型挂闸故障分析与对策 汽机车间 李 勇 摘 要 分析了采用哈汽危急遮断油门的汽轮机保安系统在运行中出现的几个典型挂闸 故障的现象和原因 并结合生产实践提出了针对措施和解决方案 对于电厂运行和检修人员 在汽轮机保安系统故障处理有一定指导作用 关键词 汽轮机 危急保安系统 挂闸 故障分析 5 6 号汽轮发电机危急保安系统核心部件采用哈汽产危急遮断油门 具备 远方自动挂闸 手动危急遮断和磁力远方打闸的功能 为 DEH 系统提供低压安 全油 通过隔膜阀建立与 AST 的联系 用于在危急情况下释放 AST 高压安全油 实现自动主汽门 高压进汽调门和抽汽调门的快关 从而迅速切断汽轮机进汽 保证机组安全停运 1 哈汽产危急遮断油门结构与工作原理 图 1 是其结构示意图 它主要由小滑阀 1 大滑阀 2 套筒 3 弹簧 4 壳体 5 等组成 两个完全 相同的危急遮断油门并联在一起 分别接受两个危急保安器的动作信号 正常 运行时 大滑阀由于下部面积上的油压作用力大于上部面积上的油压作用力 使大滑阀向上紧密地压壳体在上部研磨面上 小滑阀通过弹簧被推至上部 切 断油室 A 通往大滑阀上部环形油室的通路 环形油室中的油从小滑阀上的槽中 排出 危急遮断油门处于图中所示的工作位置 当危急保安器动作时 通过打板将小滑阀下压 油室 A 的压力油通过大滑 阀上部油孔与环形油室相通 环形油室内油压增加 将大滑阀压下到下至点 油室 B 与排油室 C 相通 使安全油泄压 从而通过打开隔膜阀泄掉 AST 高压安 全油实现机组停机 在重新启机时 通过远方控制挂闸电磁阀 降低油室 A 的油压 大滑阀在 油室 E 的油压作用下被顶至上至点 小滑阀在弹簧作用下也同时复位 油室 A 与环形油室断开 危急遮断油门重新处于工作位置 在需要停机时 可以通过手打危急遮断按钮或打闸电磁铁加电 泄掉大滑 阀底部遮断油压 大滑阀在油室 A 的油压作用下下移 油室 B 与排油室 C 相通 使安全油泄压 从而通过打开隔膜阀泄掉 AST 高压安全油实现机组停机 2 典型挂闸故障现象与原因分析 2 1 开泵挂闸故障 5 号机组首次开机操作中 在按照作业标准的步骤完成开机前操作后 准 备挂闸冲转 当时高压交流辅助油泵已启动运行 主油泵出口油压 1 96MPa 当值司机指挥副操空负荷启动 EH 主泵 然后逐渐关闭再循环系统升压 在 EH 油压升至 7MPa 左右时 机头检查人员发现自动主汽门缓慢开启 机头手动打 闸数次进行观察 故障现象相同 分析认为导致启泵挂闸的故障原因唯有 AST 油压与低压安全油压在启泵过程中已自动建立 利用排除法进行试验 1 机头手动遮断停机正常 证明危急遮断油门滑阀动作灵活 2 利用 DEH 硬 手操盘打闸正常 证明 AST 泄油通道正常 3 此时 唯一能够解释开泵挂闸 故障现象的只剩附加安全油优先于挂闸油压建立 下面我们从挂闸系统的原理 方面进行分析 右图是该机组挂闸系统原理示意图 我们可以看到 危急遮断油门大滑 阀上部和下部的压力油均为 1 96MPa 集油管内的压力油经过 6 的节流孔节流 产生 结合机头油管路布置情况 我们发现可能存在如下问题 1 危急遮 断油门上部油压需要经过挂闸电磁阀 再到危急遮断油门的挂闸油口 管路长 而曲折 2 危急遮断油门下部油压经过 6 的节流孔直接到危急遮断器的 保安油口 管路短而平直 3 在初次启动高压交流辅助油泵前 挂闸油管 路中存在积留空气的可能 据此 我们制定了适当放大挂闸油管路节流孔径或 减小保安油管路节流孔径的处理方案 图 2 在将挂闸油管路节流孔直径适当增加后 重新启泵挂闸试验 故障现象消 除 总结分析 1 挂闸油管路节流孔径不宜增加过大 否则可能出现挂闸电 磁阀带电时自动主汽门开启 当挂闸电磁阀失电时 又掉闸的现象 主要原因 是挂闸电磁阀失电时挂闸油压升高过快造成冲击而压下大滑阀所致 2 减小 保安油管路节流孔径的方法同样可以解决开泵挂闸的故障 但容易造成油压波 动时自动掉闸的现象 原因在于过小的节流孔径将影响遮断油压的稳定性 2 2 挂闸后又掉闸的故障 总结并利用 2 1 的故障分析过程和结果 我们便可以更方便的分析挂闸 后又掉闸的问题了 若挂闸又掉闸的故障只是在机组长期运行后有时出现 则 其原因在于经过运行反复冲击和磨损 而导致危急遮断油门大滑阀上部环形密 封面受损不严所致 其故障过程应该是 挂闸电磁阀通电后 危急遮断器的挂 闸油口油压降低 危急遮断油门大滑阀在下部保安油压作用力下被推动危急遮 断滑阀上移 使研磨面贴合 完成挂闸 但当挂闸电磁阀断电后 挂闸油口的 油压由 0 上升至 2 0MPa 当危急遮断滑阀的研磨面不是很好时 挂闸油压沿密 封面间隙进入大滑阀顶部环形油室建立油压 致使大滑阀上部油压作用面积增 加 造成大滑阀被压至下至点而使机组掉闸 此故障的解决办法只有解体危急 遮断油门 对大滑阀顶部环形密封面进行研磨 重新恢复密封效果即可 2 3 挂闸后自动主汽门无法开启故障 某日 6 号机组因蒸汽负荷问题停机后再次启动时 出现操作 挂闸 按钮 后自动主汽门无法开启的故障 根据当时现场情况按照从易至难的故障分析原 则进行了如下原因查找 1 检查 DEH 安全油压未建立 证明低压安全油未 建立 2 就地手动按下挂闸电磁铁阀芯 自动主汽门依然未动 证明挂闸 电磁阀阀芯没有卡涩现象 回路油路正常 经过以上检查 初步断定危急遮断 机构存在问题 于是 开前箱检查 发现危急遮断油门部件散落在前箱底部 原来由于反复打闸冲击造成大滑阀底部套筒端盖固定螺丝疲劳断裂 大 小滑 阀以及部件从壳体下方掉落 检修时采取更换强度更好的螺丝 在端盖与壳体 之间钻孔加防脱销钉和结合面局部点焊的办法加以解决 3 结论 汽轮机保安系统是汽轮机重要保护装置之一 运行期间对其可靠性要求 极高 在安装 检修过程中应格外重视 严格按照有关技术要求进行维护和检 查 同时 由于危急遮断装置对动静间隙和部件