300MW汽轮机机械超速遮断装置故障分析及处理.doc

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300MW汽轮机机械超速遮断装置故障分析及处理

300MW汽轮机机械超速遮断装置故障分析及处理 　　摘要：机械超速遮断是汽轮机电超速失效后防止超速的最后一道保障，本文分析了某电厂四号机组因机械超速遮断系统故障机组多次跳闸的原因，提出了解决方法，从根本上保证了机组安全可靠运行。 　　关键词：汽轮机；机械超速遮断；跳闸；扭弹簧 　　概况 　　福建某电厂四号机组，采用引进型300MW亚临界中间再热凝汽式汽轮机，型号N300-16.7/538/538，制造厂家：上海汽轮机厂（引进美国西屋公司技术）。汽轮机机械超速遮断系统随主设备由上海汽轮机厂配套提供。机组于2006年5月投产，该机组在2012年连续三次因机械超速遮断系统故障导致四号机组跳闸，严重影响到机组的安全可靠运行，鉴于此，有必要对机械超速遮断系统故障进行深入地分析，提出解决方案，从而保障机组的安全可靠运行。 　　1.汽轮机机械超速遮断系统介绍 　　机械超速遮断系统基本由飞锤、超速遮断滑阀、超速遮断阀遥控及就地复位装置、超速遮断阀机构检验装置、隔膜阀等组成（如图1）。该机组的机械超速保护为飞锤式，飞锤重心不在转子的中心线上，有一定的位移偏置，旋转时可产生离心力，飞锤由弹簧压在座上。正常运行时，因其离心力小于弹簧的预紧力而不能飞出。当转子转速超过一定数值（超速9%～11%），飞锤的离心力大于弹簧力，飞锤飞出，撞击碰钩，并带动遮断滑阀右移，泄去隔膜阀顶上的保安油压，隔膜阀向上打开，快速泄去调节系统的安全油压（AST），从而使各自动主汽门、调节汽门及各抽汽逆止门快速关闭，切断汽机的全部进汽，防止转速进一步上升，保护主机的安全。当转速下降至接近额定转速时，飞锤复位，可重新挂闸。 　　图1 机械超速危急遮断系统图 　　注油试验的目的是为了能在转子不超速的情况下检查飞锤动作是否正常。在注油试验时，为了不使汽机停机，应在整个试验过程中一直用手向外拉着试验手柄，这样可避免飞锤出击时，隔膜阀顶上的保安油压失去。注油试验时，主油泵出口的压力油经过注油试验阀通过油管对转子中心孔的喷嘴供油，通到飞锤的端面，油柱的离心力和油流速转变压力的双重作用，使飞锤飞出，试验成功。由于已对保安油进行隔离，仅是超速滑阀右移，脱扣复位手柄打至“脱扣”位置，而不会使隔膜阀顶部压力失去。 　　图2 注油试验示意图 　　2.存在问题 　　2012年3月25日，该电厂运行人员检查发现#4机隔膜阀油压表计显示偏高（正常范围为0.6～0.7 MPa），指针在红线（0.8MPa）偏右位置，16：50，应发电部汽机专业要求，经部门同意按规程进行调整，由主值操作，值长助理监护，进行间断性缓慢操作，操作过程加强观察油压变化，16：54，当隔膜阀压力调节阀的手轮调整（关方向）约2/5圈，隔膜阀压力表显示在0.79MPa时，隔膜阀开启，泄去安全油导致汽轮机跳闸。跳机后发现隔膜阀压力表指针仍显示在0.79MPa，表计拆下后依然卡在0.79MPa。联系热工更换#4机隔膜阀油压表后，重新冲转至3000转/分钟，并将隔膜阀油压调至0.65MPa，20：47并网，20：53机组负荷约20 MW时，汽机再次跳闸，ETS上“就地打闸”信号发出。机组再次跳闸后，按照省调要求停机备用，于3月29日12：05重新并网运行（隔膜阀压力调整至0.7MPa）。4月6日按计划停机进行C级检修。两次机组跳闸处理耗油14.4吨，少发电量390万千瓦时。 　　2012年5月7日夜班#4机组负荷300MW。7：00运行人员检查发现#4机隔膜阀油压降至0.65MPa（接班时为0.7MPa），汇报值长。发电部汽机专工将此情况通知设备部主任助理，设备部热控检修人员办理工作票更换新压力表，压力表更换完毕，在恢复过程微开仪表阀门的瞬间，于11：08 #4机组因隔膜阀油压低引起跳机。在确认#4机组跳机系因隔膜阀油压瞬间降低引起，经省调同意，当日18：55#4机组重新并网运行。本次机组跳闸多耗油3.2吨，少发电量约154万千瓦时。 　　3.原因分析 　　2012年3月25日第一次机组跳闸由于隔膜阀压力表存在故障，运行人员又误认为该表计正常，在调整隔膜阀油压过程中隔膜阀打开导致机组跳闸。而紧接着发生的第二起和2012年5月7日发生的第三起机组跳闸都和机械超速遮断系统动作的临界值过低有一定的关系。 　　如图1所示，当汽机就地复位挂闸时，将脱扣复位手柄向外推离转子中心线（向左），使曲臂转到挂扣位置，遮断滑阀在油压的作用下，被推向左侧，停止泄油，使隔膜阀上的保安油压力重新建立。正常隔膜阀上面的压力被调整为0.6～0.7 MPa，这个压力由于系统溢流阀微动作以及遮断滑阀间隙漏油，实际到达遮断滑阀阀芯的背压将小于0.6～0.7 MPa，而复位扭弹簧的作用力与作用遮断滑阀阀芯的背压相反，所以正常情况时，隔膜阀上面压力在低于

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