王文兵
（大唐阳城国际发电有限责任公司 山西晋城 048102）
摘要：通过一起350MW机组高调门AST跳闸电磁阀油路异常EH油压降低机组跳闸的异常事件，分析了异常发生的原因以及存在的问题，并提出了相应的防范措施。
关键词：高调门；AST电磁阀；EH油压；防范措施
1.设备与系统概况
某公司总装机容量6×350MW，采用单元制配置，锅炉为美国福斯特·惠勒公司设计制造的亚临界自然循环汽包锅炉，汽轮机为德国西门子公司设计制造的K30-40-16 N30-2X10型反动式单轴、双缸双排汽、亚临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机，DCS系统、DEH系统和ETS系统均采用西门子公司T3000控制系统。
汽轮机阀门配置如图1所示，配汽采用全周进汽方式，所有调门和关断门均配置两个冗余线圈AST电磁阀，任一AST电磁阀失电阀门泄压关闭。其中所有主汽门的两个AST电磁阀均由ETS系统控制，所有调门一个AST电磁阀由ETS系统控制，一个AST电磁阀由DEH系统控制（快速实现调阀快关）。
图1：汽轮机阀门配置
2.事故经过
2017年01月18日，1号机组负荷225MW，四台磨煤机运行，协调控制方式，保护全部投入。05：30，值长令1号 机组以2.5MW/min 升负荷速率升负荷至300MW；05：53，机组负荷升至283MW 时系统突发“高排冷却蒸汽流量低A”报警，运行人员迅速检查画面，发现右侧12高调门全关，同时11 高调门快速开大，立即暂停升负荷将目标负荷设定为285MW，同时发现EH油压从15.49MPa正常值持续开始下降。05：55，运行人员发现11高调门、11/12 中调门开始逐渐关小，立即将机组负荷目标值设定为225MW，此时EH母管油压已持续下降至约8MPa。05：56，1号机组发 “汽机跳闸”、“发电机跳闸”、“锅炉灭火”报警，1号机组解列，汽机跳闸，锅炉灭火。
机组跳闸后，维护人员立即对 1号机组12高调门AST跳闸电磁阀、遮断滑阀进行试验和解体检查，试验动作均正常，接线也无松动，12高调门AST跳闸电磁阀、遮断滑阀内部密封件完整光滑未见异常。为避免机组启动后再次发生类似故障，对可能存在隐患的12高调阀AST跳闸电磁阀、遮断滑阀全部进行了更换。1号机组于1月18日19：05 点火，21：08 并网成功。
3.原因分析
（1）机组停运后，汽机专业对EH油系统和就地油动机及管路进行了详细检查（EH系统如图2所示），未发现异常；热工专业检查DCS系统、ETS系统、DEH系统在机组跳闸前后均无异常报警，同时排除EH油系统、就地油动机及油管路泄漏可能性。
图2：EH系统图
（2）在做好隔离安全措施后，对12高调门进行反复开关试验，油动机以及EH油系统均未发现异常，伺服阀工作电流及偏置均显示正常。12高调门在任一AST跳闸电磁阀失电动作时，其关闭时间均在300-400ms之内，本次异常中12高调门由46%开度缓慢至全关用时近5s，且AST跳闸电磁阀的指令变化均有历史记录和报警功能，可排除AST跳闸电磁阀失电导致12高调门关闭可能性。
（3）通过对12高调门的AST跳闸电磁阀接线进行故障验证，在阀门挂闸开启状态下，松开AST跳闸电磁阀内两个冗余线圈的任意1根接线，ETS系统能发出输出回路钝化故障报警，剩余1个线圈仍能保证AST跳闸电磁阀在挂闸状态，且ETS输出模件具备输出回路负载监视报警功能（模件故障、开路、短路、负载阻值异常、电流异常），因此基本排除12高调门AST跳闸电磁阀线圈故障导致的油压异常可能。
（4）由于汽轮机采用全周进气方式，DEH逻辑中11/12高调门开度指令完全相同，分析故障曲线11/12高调门指令趋势均正常，可排除伺服阀指令异常可能性（高调门指令反馈曲线见图3）。由于12高调门伺服阀配置冗余双线圈，单个线圈即可确保伺服阀正常工作，发生异常时DEH系统没有任何卡件报警和伺服阀断线或接地监测报警，结合后续多次试验结果，同时考虑该伺服阀为大修更换全新设备（使用未超过3个月），基本排除12高调门伺服阀异常导致阀门关闭可能性。
综合分析认为：机组运行中12高调门AST跳闸电磁阀遮断模块控制端节流孔被异物堵塞，造成遮断模块遮断滑阀产生异常开度，使12高调门油动机遮断模块内部泄漏，致使EH油母管油压持续降低，1号机组高中压油动机相继由于失压关闭，最终造成机组跳闸。
（7）防范措施
1）当汽轮机调汽门AST跳闸电磁阀油路异常泄油时，伺服阀由于阀门开度偏差将持续向油动机供油，将出现供油和回油短路，而EH油母管由于持续泄油压力下降极易触发EH油母管压力低跳机保护。为防止汽轮机调门在油路系统异常工况下可能造成的EH油路短路，对汽轮机调门逻辑可增加以下保护逻辑：当以下三个条件（定值参考机组阀门特性）同时满足延时5s将该阀门阀限由110%降到-5%。
a、调门指令和反馈偏差大于7%且阀位反馈小于5%；
b、调门两个AST跳闸电磁阀未动作；
c、EH母管油压小于13MPa延时2s
2）增加调门指令和反馈偏差大于3%且阀位小于10%、延时1s报警，增加EH油泵运行电流高报警。
3）为防止机组在进行阀门活动ATT试验过程中出现异常，在进行试验的调节汽门的伺服阀线圈电流大于某一定值、延时3S后，发出报警停止试验；在进行试验的调节汽门的开度指令比反馈大7%、延迟3S秒，发出报警停止试验，并将该调节汽门开度指令设定为0。
4）优化EH油泵联锁逻辑：增加EH油母管压力≤14.5MPa报警，当运行油泵出口压力≤13.5MPa、延时10S自动启动备用泵，当EH油母管压力≤13MPa自动联启备用油泵。
5）确保AST电磁阀、伺服阀、阀位反馈接线牢固可靠，确认调节阀工作点偏置值在正常范围内，定期测试调阀和关断阀关闭时间。
6）加强EH油质监督，严格进行阀门定期活动试验，加强运行人员EH油系统压力突降事故演练，提高异常工况下的快速判断和应急操作能力。
4.结束语
机组EH系统在运行中特别是定期阀门活动试验过程中，容易出现由于设备老化、油质不合格等各方面原因引起EH油压波动甚至泄压跳机，为了能实现快速发现问题、紧急隔离设备和防止故障扩大，通过增加必要的报警、优化联锁保护逻辑、加强设备管理并制定足够的防范措施，能有效降低机组设备故障带来的风险。
论文作者:王文兵
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
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