#3汽机跳闸后惰走时间过长原因分析

#3汽机跳闸后惰走时间过长原因分析

黄日辉

深能合和电力（河源）有限公司    广东河源    517000

摘要：#3机组停机后，发现汽轮机惰走时间长，并根据各种参数变化确认A侧超高压主汽门关不严是导致本次汽轮机惰走时间长的原因，并结合停机前的机组状态，判断出A侧超高压主汽门关不严的原因，为后续遇到此类情况积累了宝贵的运行经验。

关键词：汽轮机；惰走；超高压主汽门；关不严

引言

我厂汽轮机是由上海汽轮机厂生产的，型号为N1000-31/600/620/620，型式为超超临界、二次中间再热、单轴、五缸四排汽、凝汽式汽轮机。2022年4月30日，#3机组停机，机组停运后大机惰走185min，对比以往停机，惰走时间120min左右，本次惰走时间明显偏长，本人组织对惰走时间较长情况进行详细分析。

查阅前几次停机从3000rpm惰走至510rpm所需时间、510rpm惰走至120rpm所需时间、120rpm惰走至57rpm所需时间分别进行对比，发现本次停机惰走在510rpm惰走至120rpm所需时间稍有延长，120rpm惰走至57rpm所需的时间明显延长。

一、本次汽轮机打闸后惰走时间长，主要从以下几个方面进行分析：

1、排查汽机各汽门的开度及影响

发现汽机打闸后，A侧超高压主汽门仍有0.6%开度，A侧超高压调门仍有1%的开度，对比前几次汽机打闸后汽机的超高、高压缸各主汽门开度，发现本次停机后A侧超高压缸调门与以往有较大偏差，汽轮机惰走过程中，A侧超高压调门缓慢关小，进一步查阅数据发现，本次停机后#1、#2超高压调门后压力没有如历次停机一样快速降至0，最高仍有0.29MPa，且随A侧超高压调阀缓慢关小而降低，大约3.5小时才最终降为0MPa，此时汽轮机转速已稳定保持在55rpm。且超高压缸排汽管道上的疏水阀后温度在大机惰走过程中一直呈上升趋势，与以往停机有较大偏差，怀疑A侧超高压主汽门及调门停机后未关严，相关曲线如下图所示：

2021.8.31日停机（图1）

2022.4.30日停机（图2）

2、查看停机后一再、二再压力变化情况

汽轮机打闸后，一再、二再压力均呈下降趋势在汽轮机转速535rpm时，压力已全部降到0Mpa以下，而汽轮机惰走时间延长段主要发生在汽轮机转速120rpm至55rpm，可以排除一再、二再压力的影响。

3、查看停机后向汽轮机内返汽的可能性

向汽轮机内返汽可能性最大的途径有5段抽汽至除氧器、辅汽返至二次冷再及邻机加热管道，查阅三组管道压力变化：

在汽轮机转速1736rpm时，辅汽至二次冷再压力已降为0Mpa，汽轮机惰走时间延长段主要发生在汽轮机转速120rpm以后，可以排除辅汽至二次冷再管道返汽的可能。

汽轮机跳闸后5段抽汽口压力很快下降且一直在0.026Mpa左右，对比5段抽汽温度呈缓慢下降趋势（若从除氧器返汽，除氧器温度较低，抽汽口温度肯定会降低）、5段抽汽至3A、3B汽轮机抽气压力为0Mpa，查阅之前几次停机，停机后5段抽汽口压力也有0.026Mpa，判断该测点不准，结合以上情况可以排除5段抽汽至除氧器返汽的可能；

A列高加邻机加热管道压力有0.52Mpa，B列高加邻机加热管道压力为0Mpa，其上游管道上有一个机械式逆止门和A、B侧高排逆止门，查阅A、B侧高排逆止门后压力一直为负数，可以排除通过邻机加热返汽的可能。

4、查看汽轮机润滑油及顶轴油运行情况

  汽轮机打闸后，汽轮机转速低于510rpm，顶轴油泵联锁启动，运行正常，盘车电磁阀关闭，润滑油压力及温度平稳变化，汽轮机转速290rpm时， #1轴承下部温度测点突升，随即手动启动备用B大机润滑油泵，油温下降后，大机转速135rpm时停运A大机润滑油泵并置备用，大机转速120rpm时，盘车电磁阀自动打开，与以往停机除了#1轴承下部温度测点突升，其他没有明显变化。A大机润滑油泵停运时，大机转速135rpm，汽轮机惰走时间延长段主要发生在汽轮机转速120rpm至55rpm，基本排除其影响。

5、排查轴封系统

排查轴封系统，发现三号机近四次停机时，轴封母管压力均设为3.5Kpa，轴封供汽调阀开度均在65%上下浮动，相差不大。

6、排查汽机疏水系统

1）就地检查汽机各疏水管道上的手动门均为开启状态；

2）DCS上汽机各疏水气动门均显示正常打开，疏水温度正常；

3）超高排、高排通风阀打闸时正常打开，1980rpm后自动关闭。

通过上述各种原因排查及分析，基本确认A侧超高压主汽门关不严是本次汽轮机打闸后惰走时间长的主要原因。

二、造成A侧超高压主汽门关不严的原因分析

结合停机前的情况，机组停运前执行汽轮机阀门试验，做A侧超高压阀组（包括主汽门及调门）时，A侧超高压主汽门动作正常，A侧超高压调门开启时，EH油压快速下降，调门未开启，关闭EH油供A侧超高压阀组手动门，关闭A侧超高压阀组（包括主汽门及调门），联系热控及机务检查。因当天机组需调停，在机组停运前未再开启A侧超高压阀组（包括主汽门及调门），采用单阀组（B侧超高压阀组）停机。

造成A侧超高压主汽门关不严的可能原因有：

1、安装问题。鉴于之前几次停机A侧超高压主汽门均能完全关闭，暂不考虑此种情况；

2、阀杆变形导致阀门卡涩。停机前做阀门实验时，该主汽门动作情况正常，排此种情况；

3、阀芯处卡有异物或阀芯有磨损。查阅历次停机后A侧超高压主汽门开度，开度没有明显变化；机组运行中主汽门一直为全开状态，没有部分开启截流的情况，阀芯磨损的可能性较小；机组运行时蒸汽品质控制优良，对阀芯磨损及阀芯结垢的可能性也较小，故也暂不考虑此种情况；4、油动机动作缓慢。油动机弹簧受损、失去势能或势能不够。主汽门内弹簧势能不能瞬间释放，不能充分利用弹簧的弹性势能及惯性进而导致阀门关不严。在此次机组停运前，A侧超高压主汽门已由运行人员手动关闭，查阅阀门实际动作情况发现由全开至全关用时14S，而正常停机时只需1S。

下面重点对停运前手动关闭A侧超高压缸主汽门时，阀门关闭时间明显长于正常停机的关闭时间及其可能存在的影响进行分析。

三、主汽门油动机动作缓慢原因分析

主汽门内部模块及油路如下图3所示：

图3  主汽门内部模块及油路图

1、机组正常停运时主汽门油动机动作情况（如图4）：

正常情况下停机时汽轮机打闸后，主汽门方向电磁阀得电泄油，快关电磁阀失电泄油，插装阀上部的油在快关电磁阀泄油后也迅速卸掉，插装阀被顶开，油动机内的EH油迅速卸掉，主汽门在弹簧势能的作用下瞬间关闭。

图4  机组正常停运时主汽门油动机油路动作图

2、本次停机前主汽门油动机动作情况（如图5）：

本次停机前因A侧超高压调阀无法开启，需要手动关闭A侧超高压主汽门，为避免EH油压波动大，影响机组安全，当值采用将方向电磁阀得电（2个快关电磁阀状态不变，未通过快关电磁阀来泄载油动机油压），自动断开方向电磁阀内P与A油路连接（切断向主汽门油动机供油），自动连通方向电磁阀内A与T管路（将方向主汽门内油动机内油泄掉），此时油动机内的高压油需通过方向阀的节流孔圈（φ2mm）缓慢卸掉。油动机则在弹簧弹力势能的作用下，慢慢关闭。

图5  本次停机前主汽门油动机油路动作图

3、两种不同关闭主汽门方式的对比及可能影响

两种方式均可以使主汽门关闭，正常打闸停机时，主汽门内油动机可以通过两个直径40mm的插装阀管路以及带直径2mm节流孔圈的方向电磁阀的回油管路（如图3）同时泄油，EH油以极快的速度卸掉压力，油动机在弹簧力的作用下快速动作使得主汽门瞬间关闭。本次停机前手动关闭主汽门，因快关电磁阀未失电，插装阀上部的油压不会泄掉，插装阀始终保持关闭的状态，主汽门油动机内部的油只能通过带直径2mm节流孔圈的方向电磁阀的回油管路泄油，卸油压速度大大降低，油动机在弹簧力的作用下缓慢动作，主汽门关闭速度也大大降低。而弹簧的特性使得在这种动作情况下其弹性势能不能迅速释放，进而导致A侧超高压主汽门未完全关严。

2022年6月14日，#3机组正常停机后，大机惰走时间110min左右，证明了我们的分析是正确的。

四、结语

1）定期执行汽轮机阀门试验。进行试验时，DCS上派专人密切监视EH油母管压力及相应阀门动作情况，发现异常时及时联系现场人员关闭该阀组供油手动门；就地阀组供油手动门处派经验丰富的师傅带队（至少2人），一人密切监视EH油母管就地压力表，一人时刻做好关门准备，时刻保持通讯畅通，就地人员发现EH油母管就地压力表快速下降时，有优先处理权；同时派人在就地观察阀门的实际动作情况，发现异常时及时汇报。

2）机组进行A级或B级检修时，安排汽轮机阀门本体检查，确认阀门本体状态，是否存在异物、卡涩或磨损。检修结束，机组恢复正常运行前严格进行汽轮机阀门严密性试验。

3）机组正常运行时，若遇到因某种原因需要将单个主汽门关闭时，建议先将此主汽门对应的调门的阀限设定为0，确认调门正常关闭，然后关闭供此阀组的EH油的手动门，再通过快关电磁阀失电将主汽门关闭，此时仍需留意EH油供油压力，做好相应的事故预想。