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上汽-西门子汽轮机的ATT试验失败案例与反措


1、ATT试验简介

1.1什么是ATT试验

ATT试验是汽轮机的自动跳闸试验,其目的是: 检验:(1)汽轮机能不能跳闸、(2)跳闸的冗余保护可不可靠、(3)跳闸后主汽门能否在规定时间内关闭 。一般要求每四周一次;试验范围包括: 高、中压主汽门;高、中压调门;过载阀;高排逆止阀和高压缸通风排汽阀。以一只汽门为例,ATT试验过程如下:


1.2ATT试验失败的后果

(1)跳机;

(2)汽门失控,造成汽轮机轴汽推力突变,可能严重损坏汽轮机;

(3)造成汽轮机单侧进汽,汽轮机单侧进汽造成的温度偏差

1.3 ATT试验可以不做吗?

不可以! 西门子汽轮机ATT试验具有常规汽轮机试验的以下功能: 跳闸电磁阀动作试验;

  • 汽门全行程活动试验;

  • 汽门快关时间测试;

《二十五项反措》规定,电液伺服阀(包括各类型电液转换器)的性能必须符合要求,否则不得投入运行。运行中要严密监视其运行状态,不卡涩、不泄漏和系统稳定。大修中要进行清洗、检测等维护工作。发现问题及时处理或更换。备用伺服阀应按制造厂的要求条件妥善保管。

1.4 ATT试验发现汽门卡涩实例

通过试验,可能早期发现汽门卡涩的情况,防止更大的事故出现。如一台西门子660MW的汽轮机就在ATT试验时发现中主门卡涩。

在中压主汽门执行器解体过程中,发现活塞杆镀铬层与导向套处有部分磨损及点蚀现象。由于导向套是碳钢材质,在密封损坏的情况下与活塞杆发生磨擦,造成结合处磨损,同时密封件老化,造成密封效果不良。还发现执行器内的碟形弹簧片有 3组共计 6 片破碎。 碟形弹簧片多片碎裂,导致弹力达不到设定值,从而造成ATT 试验时中压主汽门无法关闭到位。在长时间的运行中,由于中压主汽门是垂直向下安装,经门杆泄漏出的蒸汽顺活塞杆进入执行器腔体内,凝结成水,造成执行器内部部件特别是碟形弹簧片生锈,并最终造成其碎裂。


2、油路图

(1)调节汽门油路图


(2)主汽门油路图


3 两起ATT试验失败事件

3.1 事件一:

13:08:49,#2中主、中调门ATT试验的测试顺控步序结束,开始恢复顺控步序, 51步已执行,#2中主门已开启;13:11,进行52步开启#2中调门,顺控发指令关跳闸电磁阀2(该电磁阀为常开型,得电关),同时放开伺服阀阀限到105%,伺服阀指令为100%,此时反馈指示仍为0%,#2中调门没有正常开启。

13:11:33,EH母管压力从161bar下跌到联锁启备泵定值(<115bar>),#1EH备用油泵自启,EH母管压力上升到143bar。

13:27:54,EH母管油压降到跳机保护动作值(<105bar>),汽轮机跳闸。

原因:#2中调门跳闸电磁阀2进行失电卸油关门动作试验后,重新得电因卡涩没有回座,EH泄压回路仍然联通;开启伺服阀进油后,EH母管直接泄油,EH备用油泵自启后因电机过载热继电器保护动作跳闸,汽轮机跳闸。

3.2 事件二:

11:55,在CRT执行ATT ESV/CV的SGC子程序,ATT试验开始。

12:00,A侧高压主汽门/调门试验完成。

12:01:10,SGC执行B侧高压主汽门/调门试验,在B侧高压调门第二次全关时EHC油压急剧下降。

12:01:20,EHC油压低报警(13MPa)。

12:01:33,EHC油压至10.86 MPa备泵自启动,但油压仍继续快速下。

12:01:51,汽机因EHC油压低保护动作跳闸;

原因:本次ATT试验导致机组跳闸原因为高压调门B第二次全关活动试验时,高压调门B跳闸电磁阀1虽然已经带电,但电磁阀1实际还在开启卸油状态,当调门指令至100%,调门伺服阀开启,导致EHC油进油与回油导通,EHC油压快速下降。

4、EH油泄油跳机事件分析

4.1两起事件的共同点

在调节汽门一只跳闸电磁阀实际开的情况下,调门开度指令与反馈偏差大,导致大量EH油经“油泵-伺服阀-插装阀-EH油箱”这一回路泄掉,EH油压力快速下降到跳机值,或无法使汽门保持在开启状态。

4.2反措思路

(1)设备可靠、接线可靠

a、选择信誉最好的厂家的设备;

b、阀门静态调试时,现场确认每一个电磁阀的接线可靠;确认调节阀AP值在合理范围内;否则彻查原因;

c、提高电磁阀动作力量,比如通过提高其电压等级来实现;

(2) 快速消除调门开度指令与反馈偏差

a、增加试验异常判断逻辑,如:

  • 在ATT试验过程中,正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,发出试验异常报警,同时将该调节汽门开度指令设定为0;

  • 在ATT试验过程中,正在进行试验的调节汽门的开度指令比反馈大10%,延迟3S秒,发出试验异常报警,同时将该调节汽门开度指令设定为0。

(3) 降低EH油压力下降幅度与速度

a、早启动备用EH油泵;

b、增大EH油泵容量;

c、在调节汽门EHC油进口滤网后增加阻尼孔;

d、确保蓄能器正常投用;

5 ATT试验反措具体措施建议

(1)试验异常时控制逻辑的修改

  • 增加试验异常判断逻辑:在ATT试验过程中,正在 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,发出试验异常报警,同时将该调节汽门开度指令设定为0;上述定值请向控制系统生产厂家询问后确定;

  • 增加试验异常判断逻辑:在ATT试验过程中,正在进行试验的调节汽门的开度指令比反馈大10%,延迟3S秒,发出试验异常报警,同时将该调节汽门开度指令设定为0。

(2)EHC油泵备用泵自动启动逻辑的修改

  • 修改EHC油备用泵自动启动逻辑为:EHC油泵出口压力小于15MPa,延时10S启动备用泵;

  • 修改EHC油备用泵自动启动逻辑为:EHC油泵出口压力小于13.5MPa,启动备用泵。

(3)在运行人员监视画面中增加EHC油泵电机电流信号,在ATT试验过程中重点监视。

(4)汽轮机ATT试验按要求每4周进行一次,保证一定的试验频率;防止EHC油沉积老化导致电磁阀卡涩。

(5)加强EHC油的管理,增加EHC油更换频率,防止过度老化。

(6)制定专门的ATT试验事故预案,部分内容建议如下:

  • 试验时运行与维护人员到位,EHC油泵旁有运行人员,确保联络通畅;

  • 汽门无法启闭时,快速判断其中原因,确认为电磁阀卡涩造成EHC油大量内泄时,快速关闭相应汽门的EHC油至试验阀组隔离门,EHC油大量内泄的特征为EHC油压力突降、EHC油泵电流突增;

  • 故障电磁阀应以更换为主,避免现场清洗,尽可能的缩短EHC油系统开口时间,防止更换过程中其它意外的发生;

  • 做好故障处理准备工作,尽可能的缩短汽轮机单侧进汽运行时间;汽轮机单侧运行的操作与监视应严格按照运规要求进行。

(7)联系设备厂家,讨论以下措施的可行性

  • 在每只调节汽门EHC油进口滤网后增加阻尼孔,至少保证一只汽门空载泄油时,EHC油压力基本不受影响;

  • 更换EHC油泵与其电机,增大其额定容量;

  • 提高跳闸电磁阀的工作电压等级,增加其执行力。


与君共勉:人心有一部真文章,都被残篇断简封锢了;有一部真鼓吹,都被妖歌艳舞淹没了。学者须扫除外物,直觅本来,才有个真受用。



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