摘要：本文结合宁夏吴忠热电厂的实际情况，主要介绍了一起由于辅机冷却水压力波动造成汽轮机润滑油压力波动，造成机组跳闸事故的过程，润滑油冷却器冷却水调阀的设计具有一定的共性，供同行参考。
关键词：润滑油冷却器；冷却水调阀；润滑油油压低；机组跳机
引言
宁夏国电吴忠热电厂“上大压小”新建项目2×350MW工程为新建2×350MW工程，汽轮机为东方汽轮机厂生产的超临界机组，主机润滑油冷却器设计为一用一备，在线切换。润滑油冷却器冷却水来自于辅机冷却水泵出口，经板式换热器换热后，冷却水回水至机力塔，进行冷却。冷却水调阀设计在冷油器冷却水出口回水管道上，机组运行时，通过调节冷却水调阀的开度来控制冷油器出口润滑油温度。如下图所示：
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1 事件经过
2016年11月10日，1#、2#机同时并网运行，01:37:05#2机组负荷至62MW，准备继续升负荷至超速试验前暖机负荷，1#机运行人员进行辅机冷却水泵日常切换操作，切换前3号辅机冷却水泵运行，启动2号辅机冷却水泵，停止3号辅机冷却水泵，01:38:08，1#、2#号机同时发润滑油压低低低跳机信号，两台机同时跳闸， ETS发“润滑油压低停机”信号，DCS “润滑油压力低”“润滑油压力低联启交流润滑油泵”“润滑油压低联启直流润滑油泵”信号发，且交流润滑油泵、直流润滑油泵联启，两台机组同时汽机跳闸，机组甩负荷。
2 原因分析
a.信号干扰引起
#1、#2机组运行期间，唯一有重大操作的是运行人员启动#3辅机冷却水泵，之后#3辅机冷却水泵跳闸，此时#1、#2机ETS同时发“润滑油压低停机”信号，最初怀疑停3号辅机冷却水泵时，有信号干扰，使两台机同时跳闸，为避免干扰，给两台机更换了专用电缆，然后在启动3号辅机冷却水泵，再停止3号辅机冷却水泵，两台机同样发润滑油压力低低低跳机信号。之后夜班人员对热工、电气信号进行了大量的排查及多次试验，最终排除并不是热工、电气信号干扰引起此次#1、#2机跳机事故，且确认#1、#2机润滑油压低跳机信号准确、可靠。
b.其它原因排查
在排除了热工、电气信号干扰引起的原因后，发现在进行的多次#3辅机冷却水泵启停过程中，#1、#2机“润滑油压低停机”信号均动作，说明#3辅机冷却水泵启停确实是引起了#1、#2机润滑油系统油压波动，且导致了润滑油系统油压低跳机的事实。多次试验中发现每次#3辅机冷却水泵的停止均能引起开式水系统母管压力的大幅波动，之后围绕开式水系统母管压力波动做了多次试验，确认是每次辅机循环水泵的启停均能引起开式水系统母管压力大幅波动，而开式水系统母管压力波动的同时润滑油压也出现波动。通过对每次辅机循环水泵启停、开式水母管压力、润滑油压趋势曲线的对比，确认是由于开式水系统压力的变化导致了润滑油系统压力波动，而它们之间唯一的联系点就是板式换热器。（相应曲线见下图）
c.排除信号干扰可能，通过分析，当2、3号辅机冷却水泵同时启动时，冷却水压力大，使板式换热器内换热板向油侧凸出，当3号辅机冷却水泵停止时，冷却水压力降低，向油侧凸出的换热板形状恢复，瞬时使油侧空间体积增大，导致油压瞬时降低，触发跳机。
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3 纠正行动
a.主机冷油器板式换热器运行方式为开式水进、出水手动阀全开，润滑油温通过设计在回水管道上的调节阀来控制。在此次跳机过程中，回水调节阀并没有进行大幅的跳整，但开式水系统压力波动引起润滑油系统压力波动，说明板式换热器设计过大且换热板刚性不足，每次开式水压力的消失均能引起换热器内部润滑油压力的突然释放，最终导致润滑油系统压力的大幅度波动。为了消除冷却水压力波动对油压的影响，避免开式水系统压力波动对板式换热器的冲击，改变板式换热器的运行方式，采取用换热器入口手动门节流的措施，将回水调阀旁路阀全开，用换热器入口手动门开度来调节进入换热器的水量。首先全关换热器入口手动门，在根据油温调节手动门的开度，手动门约开2圈时，可控制油温在40℃左右。再启停3号辅机冷却水泵，润滑油压无波动，问题解决。但此方法增加了运行人员大量的工作，且操作难度较大，建议以后大修时更换板式换热器或检修。
b.此次事故，除了大机冷油器板式换热器存在一定的问题外，辅机循环水泵启停均能引起开式水系统压力的大幅波动也是原因之一。每次辅机循环水泵的启停试验不应使开式水系统压力大幅波动。引起开式水系统压力波动的主要原因是运行辅机冷却水泵停止时出口蝶阀关闭时间不合格，关闭时间过慢，引起开式水回流，导致系统压力不稳定。建议联系厂家重新调整辅机循环水泵出口蝶阀关闭时间，合理调整快关及慢关时间，以满足运行泵停止时能使系统压力稳定，不出现大幅度的波动。
4 结束语
事后检查发现，造成此次跳机的主因是润滑油冷却器设计偏大，但与润滑油冷却器冷却水调阀的设计位置也有一定的关系。在此次跳机过程中，回水调节阀并没有进行大幅的跳整，但开式水系统压力波动引起润滑油系统压力波动，说明板式换热器设计过大且换热板刚性不足，每次开式水压力的消失均能引起换热器内部润滑油压力的突然释放，最终导致润滑油系统压力的大幅度波动。为了避免开式水系统压力波动对板式换热器的冲击，改变板式换热器的运行方式，将回水调阀旁路阀全开，通过板式换热器开式水进水手动门来控制润滑油温度，问题得以解决。
本机组主机润滑油温度通过设计在冷却水回水管道上的调节阀来控制。此种设计方法，存在当冷却水压力突然变化时，导致润滑油压波动。当冷却水压力突然增大时，使板式换热器内换热板向油侧凸出，当冷却水压力降低，向油侧凸出的换热板形状恢复，瞬时使油侧空间体积增大，导致油压瞬时降低，直接导致跳机跳闸。
同类机组主机润滑油温度控制均为冷却器冷却水回水管道上设计有总的调节阀门，通过控制调节阀开度来控制润滑油温度，并且DCS能投入自动。但考虑到润滑油冷却器投入运行一定时间后，由于冷却水水质、夏季冷却水温度过高等原因会导致板式换热器换热效果降低，故板式换热器就留有一定的设计余量。因此，当冷却水压力突然变化时，比如冷却水泵跳闸，运行中定期切换泵运行等，都会影响润滑油冷油器出口压力，影响润滑油压力的程度取决于板式换热器设计余量的大小，当改变主机板式换热器的运行方式后，问题基本能得到解决。
将主机润滑油冷却水调阀设计在板式换热器入口冷却水管道上，这样能在冷却水压力突然变化时，避免了主机润滑油压力的波动，保证机组长期安全、稳定运行。
通过优化改造，能使润滑油系统压力维持稳定，使系统运行可靠性大大增加，保障机组安全稳定运行。
参考文献
[1]宁夏吴忠热电厂汽机技术规范书[R].吴忠热电厂，2016.
论文作者:马昭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：润滑油论文; 冷却水论文; 压力论文; 水泵论文; 辅机论文; 水系论文; 开式论文; 《电力设备》2018年第22期论文;