上汽-西門子汽輪機的ATT試驗失敗案例與反措

2021-01-21 汽機監督


1、ATT試驗簡介

1.1什麼是ATT試驗

ATT試驗是汽輪機的自動跳閘試驗,其目的是: 檢驗:(1)汽輪機能不能跳閘、(2)跳閘的冗餘保護可不可靠、(3)跳閘後主汽門能否在規定時間內關閉 。一般要求每四周一次;試驗範圍包括: 高、中壓主汽門;高、中壓調門;過載閥;高排逆止閥和高壓缸通風排汽閥。以一隻汽門為例,ATT試驗過程如下:


1.2ATT試驗失敗的後果

(1)跳機;

(2)汽門失控,造成汽輪機軸汽推力突變,可能嚴重損壞汽輪機;

(3)造成汽輪機單側進汽,汽輪機單側進汽造成的溫度偏差。

1.3 ATT試驗可以不做嗎?

不可以! 西門子汽輪機ATT試驗具有常規汽輪機試驗的以下功能: 跳閘電磁閥動作試驗;

《二十五項反措》規定,電液伺服閥(包括各類型電液轉換器)的性能必須符合要求,否則不得投入運行。運行中要嚴密監視其運行狀態,不卡澀、不洩漏和系統穩定。大修中要進行清洗、檢測等維護工作。發現問題及時處理或更換。備用伺服閥應按製造廠的要求條件妥善保管。

1.4 ATT試驗發現汽門卡澀實例

通過試驗,可能早期發現汽門卡澀的情況,防止更大的事故出現。如一臺西門子660MW的汽輪機就在ATT試驗時發現中主門卡澀。

在中壓主汽門執行器解體過程中,發現活塞杆鍍鉻層與導向套處有部分磨損及點蝕現象。由於導向套是碳鋼材質,在密封損壞的情況下與活塞杆發生磨擦,造成結合處磨損,同時密封件老化,造成密封效果不良。還發現執行器內的碟形彈簧片有 3組共計 6 片破碎。 碟形彈簧片多片碎裂,導致彈力達不到設定值,從而造成ATT 試驗時中壓主汽門無法關閉到位。在長時間的運行中,由於中壓主汽門是垂直向下安裝,經門杆洩漏出的蒸汽順活塞杆進入執行器腔體內,凝結成水,造成執行器內部部件特別是碟形彈簧片生鏽,並最終造成其碎裂。


2、油路圖

(1)調節汽門油路圖


(2)主汽門油路圖


3 兩起ATT試驗失敗事件

3.1 事件一:

13:08:49,#2中主、中調門ATT試驗的測試順控步序結束,開始恢復順控步序, 51步已執行,#2中主門已開啟;13:11,進行52步開啟#2中調門,順控發指令關跳閘電磁閥2(該電磁閥為常開型,得電關),同時放開伺服閥閥限到105%,伺服閥指令為100%,此時反饋指示仍為0%,#2中調門沒有正常開啟。

13:11:33,EH母管壓力從161bar下跌到聯鎖啟備泵定值(<115bar>),#1EH備用油泵自啟,EH母管壓力上升到143bar。

13:27:54,EH母管油壓降到跳機保護動作值(<105bar>),汽輪機跳閘。

原因:#2中調門跳閘電磁閥2進行失電卸油關門動作試驗後,重新得電因卡澀沒有回座,EH洩壓迴路仍然聯通;開啟伺服閥進油後,EH母管直接洩油,EH備用油泵自啟後因電機過載熱繼電器保護動作跳閘,汽輪機跳閘。

3.2 事件二:

11:55,在CRT執行ATT ESV/CV的SGC子程序,ATT試驗開始。

12:00,A側高壓主汽門/調門試驗完成。

12:01:10,SGC執行B側高壓主汽門/調門試驗,在B側高壓調門第二次全關時EHC油壓急劇下降。

12:01:20,EHC油壓低報警(13MPa)。

12:01:33,EHC油壓至10.86 MPa備泵自啟動,但油壓仍繼續快速下。

12:01:51,汽機因EHC油壓低保護動作跳閘;

原因:本次ATT試驗導致機組跳閘原因為高壓調門B第二次全關活動試驗時,高壓調門B跳閘電磁閥1雖然已經帶電,但電磁閥1實際還在開啟卸油狀態,當調門指令至100%,調門伺服閥開啟,導致EHC油進油與回油導通,EHC油壓快速下降。

4、EH油洩油跳機事件分析

4.1兩起事件的共同點

在調節汽門一隻跳閘電磁閥實際開的情況下,調門開度指令與反饋偏差大,導致大量EH油經「油泵-伺服閥-插裝閥-EH油箱」這一迴路洩掉,EH油壓力快速下降到跳機值,或無法使汽門保持在開啟狀態。

4.2反措思路

(1)設備可靠、接線可靠

a、選擇信譽最好的廠家的設備;

b、閥門靜態調試時,現場確認每一個電磁閥的接線可靠;確認調節閥AP值在合理範圍內;否則徹查原因;

c、提高電磁閥動作力量,比如通過提高其電壓等級來實現;

(2) 快速消除調門開度指令與反饋偏差

a、增加試驗異常判斷邏輯,如:

(3) 降低EH油壓力下降幅度與速度

a、早啟動備用EH油泵;

b、增大EH油泵容量;

c、在調節汽門EHC油進口濾網後增加阻尼孔;

d、確保蓄能器正常投用;

5 ATT試驗反措具體措施建議

(1)試驗異常時控制邏輯的修改

(2)EHC油泵備用泵自動啟動邏輯的修改

(3)在運行人員監視畫面中增加EHC油泵電機電流信號,在ATT試驗過程中重點監視。

(4)汽輪機ATT試驗按要求每4周進行一次,保證一定的試驗頻率;防止EHC油沉積老化導致電磁閥卡澀。

(5)加強EHC油的管理,增加EHC油更換頻率,防止過度老化。

(6)制定專門的ATT試驗事故預案,部分內容建議如下:

試驗時運行與維護人員到位,EHC油泵旁有運行人員,確保聯絡通暢;

汽門無法啟閉時,快速判斷其中原因,確認為電磁閥卡澀造成EHC油大量內洩時,快速關閉相應汽門的EHC油至試驗閥組隔離門,EHC油大量內洩的特徵為EHC油壓力突降、EHC油泵電流突增;

故障電磁閥應以更換為主,避免現場清洗,儘可能的縮短EHC油系統開口時間,防止更換過程中其它意外的發生;

做好故障處理準備工作,儘可能的縮短汽輪機單側進汽運行時間;汽輪機單側運行的操作與監視應嚴格按照運規要求進行。

(7)聯繫設備廠家,討論以下措施的可行性


與君共勉:人心有一部真文章,都被殘篇斷簡封錮了;有一部真鼓吹,都被妖歌豔舞淹沒了。學者須掃除外物,直覓本來,才有個真受用。


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