大型汽轮机的主汽阀调节汽阀均由调速油来控制,位于调节保安系统中的节流孔,对于该系统的可靠工作起着至关重要的作用。在新建机组的过程中,经常会发生由于调节保安系统的故障造成工期的拖延。如在大唐韩城电厂600MW机组调试过程中,由于高调4阀门在检修过程中少装了一个节流孔引起高调4在机组运行过程中无故自关的故障。在大唐灞桥热电厂300MW供热机组小机调试中,由于调速油净化等级不够,造成节流孔堵塞引起调节阀门阀位突跳。另外,汽机调节保安系统中节流孔所在位置不同,它所起的作用也不相同。本文以某热电厂的调节保安系统图为例说明节流孔的作用和常见故障。
1 节流孔的分类1.1 起控制作用的节流孔图1为某2×135MW热电厂主汽阀、调节汽阀及危急遮断模块控制油路简图。图1中只画出了一个主汽阀和一个调节汽阀[1]。因为其它主汽阀和调节汽阀的油路控制与图1所示的是一样的,所以没有画出。图1中标1、2、3、4、5、6、7、8、9处都为安装节流孔处。
图1 EH油路图
标1处节流孔安装在高压进油管路上,通过这个节流孔压力油可以到达油动机下腔和卸载阀下腔。汽机正常运行时,压力油到达油动机下腔开启主汽门,这部分压力油通过卸载阀上部弹簧和AST安全油(控制汽轮机所有汽门开关的安全油,以下同)的双重作用而被压死。
标2处节流孔安装在主汽阀活动试验电磁阀和卸载阀下油腔之间,当需要做主汽门活动试验时,活动试验电磁阀带电打开,油动机下腔压力油通过2处节流孔和试验电磁阀流回至有压回油管路DP(连接油动机油腔和调速油箱的管路),从而使主汽门关闭一段距离。通过调整这个节流孔的直径,可以调节活动试验时主汽门的关闭速度。通常,这个节流孔的直径要比标1处的节流孔直径大0.5毫米左右,这样才能达到泄走一部分油动机下腔油的目的。
标3处为主汽阀上高压进油至AST安全油管路的进油节流孔,通过这个节流孔,压力油转化为AST安全油。
标4处为调节汽阀上高压进油至OPC安全油(控制汽轮机所有调节汽门开关的安全油,以下同)管路的进油节流孔,通过这个节流孔,压力油转化为OPC安全油。
标5处为高压进油到OPC安全油管路节流孔。通过这个节流孔,压力油转化为OPC安全油,但是一般在电厂安装过程中,这个节流孔有时会被遗忘,有时却按照图纸安装在指定位置。例如在国电石嘴山技改工程一号机组调试过程中,发现设计图上有这个节流孔,但安装公司却没有安装这个节流孔。调查发现厂家也没有提供这个节流孔,由于这个节流孔制造工艺复杂,一时间难以得到,最后造成工期延误,给电厂,给现场各单位造成损失。在山西潞安余吾热电厂设计图纸上也有这个节流孔,但在实际安装过程中一号机组危急遮断模块上根本没有安装这个节流孔的管路。
根据油管路设计分析,笔者认为完全没有必要安装这个节流孔,是因为OPC安全油可以完全由4处的节流孔处提供,一台300MW或者135MW汽轮机通常有六个调节汽阀,六个调节汽阀就有六个这样的节流孔向OPC安全油管路提供安全油,即使不安装标5处的节流孔,也不会对OPC安全油供油量有太大影响。
标6处,标7处为高压进油进入AST电磁阀(关闭AST电磁阀可以建立AST安全油压,打开AST电磁阀则AST安全油压泄走,以下同)的节流孔,通常一个节流孔后面连着1号AST电磁阀和3号AST电磁阀,另外一个节流孔连着2号AST电磁阀和4号AST电磁阀。这样算下来,如果不安装标5处的节流孔,则一个危急遮断模块上就总共只有两个高压进油节流孔,分别是标6处和标7处。
标8处为3号AST电磁阀和4号AST电磁阀之间连接AST安全油管路和无压回油2号管路的节流孔。
标9处为1号AST电磁阀和2号AST电磁阀之间连接AST安全油管路和1号AST电磁阀与2号AST电磁阀之间管路的节流孔。
机组正常运行时,标3处,标8处和标9处节流孔形成极小油流量通路,使得在正常运行时和标8处节流孔连接的1号AST电磁阀和2号AST电磁阀之间不致形成死油,和标9处节流孔连接的3号AST电磁阀和4号AST电磁阀之间不致形成死油。
综上所述,对于一台有两个高压主汽门,两个中压主汽门,四个高压调节汽阀和两个中压调节汽阀的大型汽轮机组来说,它的调节保安系统中所有的节流孔数目应为3×2(两个高压主汽门)+1×4(四个高压调节汽阀)+3×2(两个中压主汽门)+1×2(两个中压调节汽阀)+6789四个(危急遮断模块上的,不包括标5处节流孔)=22个,因为汽门是整体安装,所以在汽门上的18个节流孔一般不会漏装,但在危急遮断模块上的最后四个节流孔应在调试过程中仔细观察,以防漏装!
另外,为了调节保安系统试验的需要而不影响整个调速油系统的稳定运行,调节保安系统中还设置了另外一些节流孔。
1.2 为试验检查而安排的节流孔
图2中的两个节流孔,就是为了测试63-1-LP、63-2-LP、63-3-LP和63-4-LP四个压力低开关的动作可靠性[2]。当电磁阀20-1-LPT带电打开,泄去压力开关63-1-LP和63-3-LP取样管中的压力油,达到测试这两个压力开关的目的。当电磁阀20-2-LPT带电打开,泄去压力开关63-2-LP和63-4-LP取样管中的压力油,达到测试这两个压力开关的目的。由于在高压进油管路和压力开关之间安装了两个节流孔,所以在试验压力开关过程中,并不会影响系统油压的稳定。
图2 EH油压试验装置
图3中的节流孔,也是为了测试63-MP压力低开关动作的可靠性[2]。当电磁阀20-MPT带电打开后,63-MP压力低开关取样管中的油压慢慢泄掉。由于在高压进油管路和压力开关之间安装了节流孔,所以这个试验的进行也不会影响高压进油母管油压。
图3 EH油泵联动电磁阀试验装置
综上所述,在汽轮机调节保安系统中的节流孔可以分为三类。
第一类为控制油动机动作速度的节流孔,通过这些节流孔的孔径可以控制主汽门和调节汽门的开启关闭速度。如图1中所示1和2处的节流孔,这类节流孔可以称之为控制节流孔。
第二类为给安全油管道充油或维持安全油管道中抗燃油不是死油的节流孔,这些节流孔的作用是建立安全油压并维持安全油有一个微小的流动,不管是AST安全油还是OPC安全油都需要这样的节流孔。如图1中所示3、4、5、6、7、8、9处的节流孔,这类节流孔可以称之为安全节流孔。
第三类就是为试验电磁阀和试验压力开关等专门设计的节流孔,这类节流孔的目的就是让微小流量的抗燃油或者润滑油通过本身到达压力开关。这样压力开关的作用得到了体现又对系统中整体油流量不会造成影响。这类节流孔可以称之为试验节流孔。
这样把节流孔分类之后,对于工程技术人员理解EH油路图会有更好的效果。每个阀门上都有控制节流孔和安全节流孔,每套试验装置上除非管子特别细,肯定都有试验节流孔。这样对于减少节流孔的漏装和误装会有更好的效果。
2 由节流孔引发的故障实例2.1 漏装危急遮断模块上节流孔导致调速油压建立不起来
图4 (a) 危急遮断模块正视图
图4 (b) 危急遮断模块俯视图
图4是某300MW机组危急遮断模块的正视图和俯视图。该电厂在新安装机组调试过程中,调速油压始终建立不起来,最后检查发现是图中标3处高压进油管道中少安装一个1.5mm的节流孔导致安装上该节流孔之后,机组调速油压顺利建立。
2.2 节流孔漏装导致高调4阀门在机组正常运行中突然关闭
某电厂#3号600MW机组在调试过程中曾发生高调4在机组正常运行过程中经常突然关闭的情况。见图1中标4处的节流孔,这个节流孔的作用在前文中已提及,故不再赘述。如果没有装这个节流孔,则该调阀的卸载阀上部安全油压会变得不稳定。在机组运行过程中,在不稳定的卸载阀上部油压作用下,该调门的高压油会慢慢通过卸载阀漏至邮箱中,从而导致该调门关闭的故障。安装上这个节流孔之后,机组运行正常,该调门再没有出现突然关闭的问题。
2.3 复位节流孔未安装导致机组挂不上闸
印度杜家坡300MW汽轮机由东方汽轮机厂提供,在机组调试过程中,汽机挂不上闸。检查发现是因为挂闸系统中复位电磁阀前的复位节流孔未装。复位节流孔的作用是通过这个节流孔让润滑油流过来,推动连杆执行机构动作从而堵住调节保安系统中安全油的泄油口,达到建立安全油压的目的。如果没有装这个节流孔,则润滑油根本流不到推动连杆执行机构动作的油腔,则推动执行机构动作的目的就不能达到,安全油压也建立不起来。安装上这个节流孔之后,挂闸问题得到解决。
2.4 节流孔孔径偏差导致试验时阀门关闭
在做主汽门活动试验时,主汽门活动试验电磁阀带电,主汽门油动机下腔抗燃油通过活动试验电磁阀后的节流孔(见图1中标2处)流回油箱,主汽门慢慢关一段行程从而达到活动阀门以防卡涩的目的。在这个试验进行中,由于活动试验电磁阀后的节流孔径太大,导致油动机下腔抗燃油瞬间全部通过节流孔流进抗燃油箱,主汽门也随之关闭。查出原因之后更换节流孔径合适的节流孔解决了这个问题。主汽门在阀门活动试验过程中再没有出现突然关闭的情况。
2.5 节流孔卡涩导致小机调门频繁开启关闭
由于抗燃油的等级没达标,在某电厂给水泵汽轮机调试过程中出现小机运行过程中进汽调阀阀位频繁突跳,经常突然关闭之后又瞬间打开至关闭前的阀位,油动机振动剧烈。出现这样的情况给机组运行带来很大的安全隐患。
在检查节流孔后发现抗燃油中杂质多,引起节流孔卡涩是造成上述现象的根本原因。净化抗燃油并清理进汽调门的伺服阀之后该问题得到解决。
3 结语在汽轮机调节保安系统中,机务方面最重要的问题是油质,只有经过长时间过滤油质达标的调速油才能被用来控制汽轮机。在油质达标之后,节流孔的问题才浮出水面。节流孔虽然很小,但是它们在调节保安系统中起的作用却不可小觑。
从开箱开始,就要仔细检查节流孔的数目,尺寸等项目。到正式安装阶段就不但要检查节流孔的孔径,还要检查它的安装位置,安装方向等参数以防装错。
如果按照本文所述的汽轮机调节保安系统节流孔分类方法和计数规律来验证,则节流孔的数目就不会搞错,节流孔的安装位置也会一目了然。不用等到调试该系统开始后才发现某个节流孔漏装或错装,在安装之前通过阅读调速油系统图就可以做到心中有数。
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