挂闸电磁阀卡涩对220MW汽轮机组运行安全影响的分析和防范措施

　　某电厂1号、2号机组为东方汽轮机厂生产的D09 N220-12.7/535/535型超高压中间再热、三缸、三排汽凝汽式汽轮机,汽轮机调速保安系统均改造为数字式电液控制系统(DEH)。2台汽轮机组调速保安系统的挂闸电磁阀(图1)相继出现卡涩的异常情况,对机组的安全运行造成了不同程度的影响。

　　1　故障情况

　　1号机组在大修后超速试验前,3 000 r/min工况下进行1号、2号危急保安器压出试验和主汽阀、调节汽阀严密性试验均正常。该机组的1号、2号撞击子的冷态校定动作转速分别为3 279、3 286 r/min。进行1号撞击子超速试验过程中,转速升到3 246r/min时,2号撞击子击出指示灯亮,转速继续升高到3 298 r/min时机组未跳闸,就地打闸的同时DEH110%超速保护动作。进行2号撞击子超速试验时,转速升至3 249 r/min时,2号撞击子击出指示灯亮,但机组未跳闸。同时,汽轮机前箱骤然发出强烈的撞击声,转速持续攀升,前箱处振动明显增大。在短短的几秒钟内连续数次手动挂闸均不成功,直至迅速集控室手动打闸方使机组跳闸,停机前转速3 288 r/min。对异常情况进行了分析,最终检查确认调速系统的挂闸电磁阀存在卡涩现象,并发现1号撞击子击出指示灯故障。更换了挂闸电磁阀并重新对危急遮断器杠杆进行校正,随后进行超速试验情况正常。2号机组在具备冲转条件的情况下,反复挂闸多次仍然失败,致使汽轮机无法按计划起动。检查发现挂闸电磁阀存在卡涩情况后,立即对挂闸电磁阀进行了拆卸和清理。随后顺利开机。

　　2　故障原因

　　挂闸电磁阀是为调速保安系统实现挂闸的装置,其主要由机械、电磁两部分组成(图2)。汽轮机组通过该阀的动作泄掉危急遮断器滑阀上部A室油压(图-3,该油压也称挂闸油压、警戒油压),使大滑阀1的研磨面向上贴合,确保危急遮断器滑阀处于警戒位置(挂闸油压超过1.18 MPa时即处于警戒状态),且开启主汽阀使机组冲转。

　　1-大滑阀　2-弹簧　3-套筒　4-壳体　5-压盖　6-小滑阀   图3　危急遮断器滑阀

　　挂闸电磁阀的正常动作过程为:集控室手动操作使汽轮机挂闸后,电磁阀的线圈带电并使线圈铁芯下移,推动机械部套的阀芯克服弹簧力将泄油口打开,使危急遮断器大滑阀上移复位到警戒位置;数秒钟后,电磁阀线圈失电,阀芯和铁芯在底部弹簧力作用下被上推、泄油口封闭,危急遮断器大滑阀上部建立并保持稳定的警戒油压(2.0 MPa)。在集控室手动挂闸失效时,也多采用就地手动挂闸的方式,即:就地向下顶压挂闸电磁阀铁芯,直至主汽阀全开。

　　危急遮断器滑阀的工作原理如图3所示,危急遮断器滑阀上部的小滑阀顶部接受危急遮断器杠杆的控制,危急遮断器动作时,杠杆将小滑阀压下,压力油进入A室。此时,大滑阀上部油压作用面积大于下部B室油压作用面积,大滑阀落下,泄掉控制DEH自动停机危急遮断(AST)油路的隔膜阀上部油压,实现停机。