汽轮机组在停机过程中,为避免发生主汽门、调门卡涩不严,导致发生汽轮机超速、轴系断裂等重大设备损坏事故,特制定以下技术措施及处置方案。
一、预防汽门卡涩技术措施
1、机组检修及启动前的规定
(1)设备部汽机专业定期每年利用机组大小修安排对汽机主汽门、调门进行检查,主要加强对阀杆氧化皮处理,门杆高压漏气逆止门的检查。
(2)按规定进行阀门整定及静态全开关试验合格,同时做好记录台账及曲线分析。
(3)在机组启停前必须投入EH油系统滤油装置连续运行,并且在EH油质检查合格前,不允许向调节系统部件通油。
(4)在机组启动前加强汽水品质的监督,汽水各项指标不合格时,必须加强排放冲洗,合格后方可进行冲转。
(5)启动过程中必须严格按照运行规程的启动要求进行冲洗、升温、暖管、冲转,避免机组中各部位出现较大的温度变化。
2、机组运行中的规定
(1)机组运行中必须严格控制蒸汽温度不超过规定值,避免金属产生高温腐蚀,同时控制阀门进汽温度的稳定,防止汽温大幅波动,减少氧化皮的生成和脱落。
(2)机组运行过程中定期化验EH油油质,建立油质监督档案,并保持净化装置、滤油装置运行状态,连续或定期对油质进行处理,以免调节系统和保安系统部件锈蚀及卡涩。
(3)严格按照规定执行主汽门、调门的活动试验,并密切监视试验过程中各个阀门的开关情况,若有异常卡涩的情况,应及时处理。
(4)机组运行中加强蒸汽品质的监督,保证汽水品质各项参数合格,当汽水品质较差时,应适当增加主汽门、调门的活动试验次数,防止蒸汽带盐使门杆结垢而造成卡涩。
(5)机组运行中应注意检查调节汽门开度和负荷的对应关系,以及调节汽门后的压力变化情况,若有异常,应及时查找原因并设法消除。
3、机组停运的规定
(1)停机时,先打闸汽轮机,采用逆功率保护动作解列发电机,非紧急情况下严禁先解列发电机后联停汽轮机。
(2)停机后及时开启主汽阀后疏水阀,防止由于主汽门、调门前集聚水汽使阀门的各个部套件锈蚀卡涩。
(3)汽机打闸后,加强汽机转速、缸温、高压胀差的监视,发现异常变化,必须立即汇报处理。
二、汽门卡涩处置方案
1、机组跳闸后汽轮机发生超速的处置规定
(1)汽机转速超3090rpm时OPC拒动或动作不正常,汽机转速仍在上升。检查汽轮机转速大于3100rpm时,保护自动开低旁50%并联开PCV阀泄压(控低旁后温度不超120℃,低压缸排汽温度不超80℃)(备注:因多次发生汽门卡涩现象,故新增联锁为:汽机跳闸,汽机转速超3100rpm,自动保护开低旁50%并联开PCV阀),否则手动开启;若高压主汽门、调门卡涩,同时开启高旁泄压;在高排逆止门或中调门、中主门不严的情况下严禁开启高旁。
(2)立即破坏真空,停运EH油系统,并手动打危急保安器一次检查各主汽门、调门、抽汽逆止门、电动门、高排逆止门及汽机本体疏水阀关闭,汽机闷缸(但应严密监视汽机本体上下缸温差,若上下缸温差大于35℃时应及时开启汽机本体疏水),否则手动执行。
(3)破坏真空后,关闭主、再热蒸汽管道上的疏水阀。
(4)汽轮机转子静止后投入盘车装置,查明卡涩的原因,原因未查明严禁机组启动。
(5)再次启动前,必须进行汽门严密性试验、OPC超速、机械超速及电超速试验,合格后方可启动。
2、机组跳闸后汽轮机转速缓慢下降的处置规定
(1)立即检查各主汽门、调门、抽汽逆止门、电动门、高排逆止门关闭,检查汽机本体及导汽管疏水阀、高排通风阀及其相关减温水应开启,否则手动执行。
(2)若汽机惰走时间超过80分钟,则应立即采取降压措施;若高压主汽门、调门卡涩,则开启高、低旁路降压,注意控制低旁后的温度,否则开启PCV阀;若中压主汽门、调门卡涩,则开启低压旁路泄压,注意控制低旁后温度正常。
(3)加强汽机上、下缸温差及高压胀差监视,发现异常变化必须立即采取措施处理。
(4)锅炉熄火后将储水箱水位上高,然后停运小机、电泵运行;锅炉进行5分钟的吹扫后,停送、引风机运行,锅炉闷炉。同时密切关注空预器电流,若其上涨,立即通知检修对其冷端通风。
(5)汽轮机转子静止后投入盘车装置运行。
附案例:
一、 事件经过
某电厂#1机为超超临界二次再热凝汽式发电机组,容量为660MW,三大主机采用哈—东—东配置,锅炉型号HG1938-32.45-605/623/623-YM1。汽轮机型号N660-31-600/620/620。汽轮机正常运行由两个超高压调阀节流调节控制负荷,调速系统采用高压抗燃油DEH控制系统。汽轮机旁路采用美国CCI公司生产的40%BMCR容量的高、中、低三级串联旁路装置,旁路具有快开及快关调节汽压功能。制粉系统配置6台MPS200-HP-2型中速磨煤机,给水系统配置1×100%容量汽动给水泵,两台机组共用一台30%容量的电动启动给水泵。1号机组C修后于01月08日启动,06时06分并网。01月08日11时33分机组负荷升至602MW,接中调令机组投入AGC运行。主汽压27.12MPa,主汽温度600℃,总燃料量234t/h,给水流量1672t/h,1A、1B、1C、1D、1F磨运行。11时41分04机组负荷突降至421MW,主蒸汽压力从25.59MPa突增至28.6MPa。11时41分37汽机高压旁路减压阀自动开到61.9%,CCS自动退出,汽机主控及锅炉主控自动退出,机组运行方式切至BM方式。11时42分02值班员手动关闭高旁减压阀。11时43分02负荷336MW,主汽压力34.13MPa,锅炉PCV阀自动开启。11时43分32 值班员手动开启高旁减压阀(指令40%),但高旁只能开至6%。11时44分01 负荷297MW,主汽压力33.03MPa,锅炉PCV阀自动关闭。11时44分20值班员手动开大超高压调门阀位指令(68%→77%)。11时44分53 给水泵小汽轮机进汽压力由0.60 MPa降低至0.55MPa,给水压力与主蒸汽差压由原来的5MPa降至1MPa。给水流量降至555T/H,联系邻机开启辅汽母管联络门提高小汽轮机汽源压力,手动增加给水流量。11时45分13 手动急停1F磨煤机。11时46分13 手动急停1D磨煤机。11时49分38 手动急停1C磨煤机。11时50分17 手动急停1B磨煤机。11时50分26 后烟道后墙入口联箱温度高高(535℃),锅炉MFT动作,汽机跳闸,发电机解列。
二、原因分析
1. 调阅历史曲线分析历史曲线显示,1号机组06时06分并网后,从08时59分起(负荷360MW),超高压调阀2(VHPCV2)开始偶尔出现卡涩现象,11时38分48秒超高压调阀1(VHPCV1)、调阀2(VHPCV2)指令均为29%,而实际开度分别为29%、61%;随着AGC负荷指令下降,VHPCV2开度指令随之减小至26.6%,但是阀门一直卡在61%的开度。11时41分04秒该阀门突然关至指令值26%,引起机炉之间的大幅度扰动,负荷快速下降128MW(从549MW降至421MW),炉侧蒸汽压力快速升高至34.2MPa,锅炉给水量迅速从1485 T/H下降至 598 T/H,高压旁路自动开启后值班员手动关闭操作过快。此阶段尽管值班员连续急停两台磨煤机,但由于燃料总操未切至手动方式,锅炉总燃料量由204T/H仅减至177T/H,速度较慢,煤水比不匹配。引起后烟道后墙入口联箱温度快速上升,“后烟道后墙入口联箱温度高高”保护触发MFT动作,因此事件原因是超高压调阀2(VHPCV2)伺服阀卡,加上运行人员操作经验不足导致。2.现场检查超高压调阀2(VHPCV2)伺服阀卡的原因,经检查是油路存在局部死角导致油质变差等原因引起伺服阀卡涩失灵,导致超高压调阀2(VHPCV2)开度跟不上指令变化。3. 暴露问题:设备维护管理有待加强。超高压调阀2(VHPCV2)伺服阀存在问题,导致阀门调节卡涩、开关不灵。
运行人员操作经验不足。汽机阀门突关,锅炉压力快速上升,给水量减小后,运行人员虽紧急停运两台磨(1F、1D),但未能及时退出总煤量自动,造成煤水比失调,锅炉后烟道后墙入口联箱温度上升至保护动作值,导致锅炉MFT动作。
运行人员对旁路功能熟悉不够。在事故处理过程中,不当操作退出高旁自动,关小高旁减压阀的速度太快(61%→0%),引起锅炉汽压加剧升高,造成给水流量进一步减少。
在机组启动后,忙于升负荷等操作,运行人员分工不明确,导致部分画面巡查DCS画面不及时(如汽机进汽阀门开度显示画面),未能及时发现汽机调门卡涩等问题。
热工逻辑保护梳理有待优化完善,没有设置汽轮机进汽阀指令值与实际反馈值偏差大触发报警的功能。未能及时提醒运行人员发现阀门卡涩情况。
三、防范措施
1.加强对EH油系统的管理。(1)严格控制EH油的粘度。EH油箱的油温尽量控制精准(40℃-42℃),冬季EH供油管加伴热带,(2)尽快改换EH油箱电加热方式,防止油箱内电加热表面油质碳化。(3)加强滤油、定期化验等工作保证油质合格。
2.加强设备维护管理,在机组检修期间将油动机和伺服阀返厂清洗油路,提高EH油系统的清洁度,避免因油管死角等处积存的微小颗粒被冲出影响伺服阀的正常运行。
3.增加汽轮机所有进汽阀门“指令与反馈偏差大”的报警信号,便于运行人员及时发现问题。增加任一超高压调门“指令与反馈偏差大”切除CCS的逻辑,防止因调门卡涩造成负荷大幅度波动。
4.强化责任意识,加强运行监盘管理,规范监盘巡查画面频率、确保监控无死角,并将此工作列入日常运行管理考核内容。
5.加强运行技术培训及事故预案管理,提高运行人员处理异常事件的能力与水平。结合此次事件教训,对所有集控运行人员有针对性的开展事故演练,由部门在仿真机上逐个验收(含值长),并严格考核直至全员合格。
附案例:应急处置评分表
汽门卡涩防汽机超速应急处置评分表(发电机组负荷到零)
响应流程 现象 处置措施分值得分
发现机组负荷突然甩到零,汽机转速升高
1)监视转速变化;
2)报告值长15
前期处置转速持续上升,轴承金属温度升高1)盘上立即手动打闸汽轮机一次
2)确认锅炉MFT动作正常、发电机跳闸,否则手动打闸; 3)确认高、中压主汽门、调门,高排逆止门、各段抽汽逆止门、电动门关闭,高压缸排汽通风阀开启;
4)检查厂用电切换正常。15
汇报汽轮机超速向公司领导、网调、省调、江西分公司汇报、申请启动应急预案;10
应急处置转速超过3300r/min,检查超速原因(高压汽门卡涩或中压汽门卡涩)
1)立即破坏真空,紧急停机,确认机组转速下降,立即停运EH油泵;
2)高压汽门卡涩,开启锅炉PCV阀,开启高压旁路阀对主蒸汽泄压,开启低压旁路阀对再热蒸汽进行泄压;
3)中压汽门卡涩,开启低压旁路阀对再热蒸汽进行泄压 。
20
应急响应停机过程中伴有轴向位移异常 (≥ 0.6mm或≤ -1.08m)停机后应由检修维护人员进行推力轴承解体检查10
惰走时间明显缩短且伴有金属摩擦声或异常声音 停机后汽轮机应揭缸检查5
机组停运后根据异常原因,制定技术处理方案并进行消缺;缺陷未消除时禁止启动机组。10
应急结束机组具备启动条件下令应急结束,各应急队伍恢复现场和正常生产秩序5
注意事项
1)汽轮机转速超过3300r/min而超速保护未动作,应破坏真空紧急停机;
2)停机后,应综合各参数分析超速原因和评估设备状况;
3)原因未查明、缺陷未消除,禁止机组启动。
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