原小宁
(阳城国际发电有限责任公司山西阳城048102)
摘 要 分析了某厂350MW 带有过负荷调节阀汽轮机组在阀门活动试验中发生跳闸的原因，并提出了解决方案。关键词 阀门活动试验 阀位限制器 1 前言
某厂机组为西门子350MW 亚临界、中间再热、单轴双缸双排汽、反动式、凝汽汽轮机，节流调节，配有两个高压主汽调节联合阀和两个中压主汽调节联合阀，每一对主汽阀和调节阀的阀杆互成直角，组合在一个共同的阀体中，高、中压主汽调节联合阀分别通过法兰联接到高、中压缸两侧。在两个高压主汽阀后、主汽调节阀前通过管道联接过负荷调节阀(简称OL CV )，此阀在V WO 工况下打开，流入高压缸第三级下游。这种配汽方式在国内还较少见，除该厂外仅有刚刚投产的华能玉环超超临界机组应用了此技术。机组运行期间每月做一次主汽门/调门活动试验。
2 事件经过
2004年3月2日16:00,1号机组负荷230MW ，开始做汽机主汽门/调门活动定期试验。过
负荷调节阀当时机械故障，其所在左侧高压主汽调节联合阀组未进行试验。16:06，当右侧中压组进行至第四步时，因中压主汽门关反馈未回来超时，试验自动执行复位程序,16:07，将所有调阀关到10%，负荷快速降至120MW ，主汽压力急剧上升，高旁快开；热再压力急剧上升，低旁快开，旁路油站跳，低旁跳闸，高排冷却蒸汽喷水阀开启，高排冷却蒸汽喷水流量低保护动作，汽机跳闸，旁路未打开，保护触发锅炉M F T ，逆功率短延时保护动作，发电机解列。
3 原因分析
3.1 主汽门/调门活动试验原理
主汽门/调门活动试验意义在于防止该汽轮机主汽门/调门门杆卡涩，确保机组解列不超速。主汽门/调门活动在线试验通常是作为DEH 控制器重要功能组成部分。该厂DEH 控制器采用西门子SIMAD YN -D 控制器，利用光纤将两套互相冗余的SIMAD YN 控制器分别和DCS 控制系统TEL E -XP 的SIN EC H1厂级总线连接起来，除主蒸汽压力、转速、负荷、发电机组并网、解列信号、主汽门及调门阀位以及至电液执行机构的指令信号外，其余信号包括各种报警、运行状态以及转速与负荷的设定、控制均通过SIN EC H1厂级总线交换得到。主汽阀、调节阀活动试验由顺控子组AU TO TU RB IN TESTER (简称A T T )与汽轮机控制器等相关系统作用联系完成。主汽阀、调节阀活动试验按照联合阀分为四组分别进行，过负荷调节阀参与第一组高压联合阀。通过画面子回路可以选择每一联合阀组是否参加试
验，全部预选后，子组循环启动依照左侧高压主汽调节联合阀组、右侧高压主汽调节联合阀组、左侧中压主汽调节联合阀组、右侧中压主汽调节联合阀组顺序依次进行，每次仅允许一个阀组试验。
汽轮机控制器阀位限制器和阀位控制器在试验中扮演着重要角，试验调门的开关控制都依赖其完成。正常运行每一个调节阀阀位是由汽轮机控制器速度/负荷控制单元对其输出OSB 与该阀阀位限制器输出二者取小决定的。左侧高调阀阀位控制器如图1所示。
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04—热电技术 2007年第2期(总第94期)
图
1 左侧高调阀阀位控制器
A T T子组通过不同步序命令作用于阀位限制器，来完成活动试验。左侧高调阀阀位限制器与A T T程序命令联系图如图2所示。
图2 左侧高调阀阀位限制器与A T T程序命令联系图
以左侧高压主汽调节联合阀组试验过程为例来说明A T T程序:
A T T试验允许条件如下：机组负荷小于280MW；汽轮机控制器处于负荷控制方式；高、中压主汽门全开；过负荷阀关；高排冷却蒸汽阀未运行。
A T T子组分为试验程序(STEP1———STEP17)、复位程序(STEP51———STEP55)。试验允许条件满足后，即可启动子组，在左侧高压阀组预选的情况下先行进行该组活动。首先子组发出C2命令，将图2中左侧
高调阀(简称CV1)阀位限制器设定为0%，阀位限制
器输出BFD1V以1、3%/s地速率下降,BFD1V在图
1小选块奏效后CV1开度以1、3%/s减小直至关闭,
同时另一侧高调阀(简称CV2)在负荷控制器或主汽
压力控制器作用下逐渐开大以维持负荷。而后在
CV1关闭情况下进行主汽门活动及关闭时间测定。
子组步序使左侧高压主汽阀(简称ESV1)两个遮断电
磁阀其中之一失电，主汽门遮断关闭。复位遮断电磁轴承油封
阀打开主汽门后，进行另一遮断电磁阀失电遮断；在
主汽门遮断关闭之时，控制器内“黑匣子”自动测定关
闭时间是否在许可范围。超时则中止试验步序，保护
启动复位程序，恢复试验前初始状态。在ESV1活动
试验正常后，保持ESV1关闭依次进行CV1、OL CV
活动，在CV1试验时子组置位CV1在试验信息
PRFD1给CV1阀位控制器,CV1阀位设定就由图1
小选块切至阀位限制器输出B FD1V，这样子组步序
双层杯
C4命令将CV1阀位限制器设定为10%，同时将阀位
限制器速率块切至65%/s,CV1便以65%/s速率快
开至10%，类似于主汽门,CV1在10%开度下其两个
遮断电磁阀交替失电遮断关闭CV1。这里需要注意
的是：为了维持控制油压,CV1关闭信号FD1Z返回,
CV1在试验信息PRFD1存在情况下二者逻辑相与产运动头
生C1命令,CV1阀位限制器设定为0%，阀位限制器
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原小宁:350MW汽轮机组阀门活动试验时跳闸的原因分析
速率块输出即刻也被锁定为0%，以使CV1调阀伺服阀滑阀回到平衡位置，不再向油动机进油，避免油压卸掉。过负荷阀活动原理与CV1一致，其更能体现OL CV 在试验信息将阀位设定由小选块切至阀位
限制器输出意义，过负荷阀只有在两个高调阀100%全开后方可开启，试验负荷下过负荷阀速度/负荷控制单元对其输出小于0，小选块作用下是无法开到10%的。切至阀位限制器输出方可快开至10%，其两个遮断电磁阀亦是在10%开度下交替失电遮断关闭OL CV 。最后一次遮断关闭，试验程序即告结束,STEP17启动复位程序。STEP51检查CV1是否关
闭，关闭则复位ESV1遮断电磁阀。否则C2命令被调用，将左侧高调阀CV1阀位限制器设定为0%，关闭CV1。等待检查ESV1开启，结束该步。STEP52复位CV1、OL CV 在试验信息,CV1、OVL CV 阀位设定就重新切回小选块;CV1、OL CV 遮断电磁阀复位带电；同时对应C3命令分别发出,CV1、OL CV 阀位限制器设定为105%，阀位限制器输出以1、3%/s 地速率上升,CV1逐步开大直至接受速度/负荷控制器输出OSB 控制。OVL CV 在此期间始终保持关闭。STEP53：清除已结束试验阀组的预选。STEP54：解除已结束试验的阀组对其余预选阀组的试验闭锁。STEP55：假若仍有预选待试阀组且无干预中断条件(子组试验步序任一步超时、STEP55监测到试验条件不满足、试验步序进行中人为启动复位步序)，将循环启动下一组试验，直至全部预选阀组试验完成或出现上述干预中断条件，则等待两秒，检查所有调阀阀位限制器皆大于102%，否则启动相应C4命令，将所有调阀阀位限制器设定设为10%，并以65%/s 的速率输出。其余阀组试验过程以及A T T 与
调阀阀位限制器和阀位控制器交互命令基本一致，仅是没有过负荷调节阀参与。3.2 C4命令设定值10%与105%的辨析
此次事故正由于过负荷阀机械故障后，操作人员人为将其阀位限制器设定为0%，导致STEP55启动C4命令。但此步逻辑很令人困惑和费解!该步序命
令反馈检查条件为所有调阀阀位限制器皆大于102%，而在其不满足的情况下却将其设定为10%，完
全是自相矛盾的。设定为105%才合乎逻辑!查阅了西门子典型设计，发现发向各个调阀阀位限制器的C4命令设定值皆为105%.STEP55启用C4命令将阀位限制器设定为105%真正目的何在?无论是超时、人为走复位步序,STEP52都将所试阀组调阀阀位限制器设定恢复为105%,STEP55似显多余!但若A T T 试验STEP3将阀位限制器设定为0%之后，发生汽机遮断，复位步序保护启动，忽略STEP52等各步直接跳至STEP55。诚如该厂10%设定，不但未将跳闸前所试阀组调阀阀位限制器复原，而且将其它阀位限制器限位，则给恢复启动埋下隐患。因此STEP55启用C4命令根本目的是弥补跳闸后跳步未
能释放的阀位限制器，为下次启动创造条件。至于65%/s 的速率输出则在此步没有多少实际意义。STEP55发向各个调阀阀位限制器的C4命令设定值
为105%才是正确的。
C4命令在程序中除STEP55发出，还分别在阀
组调阀活动中多步调用；该厂A T T 程序C4命令设定值10%意味着试验中所有调门仅能快开至10%做
遮断快关。程序设计者为什么要修改设定值为10%呢?高压缸特有的带过负荷调节阀的配汽方式，不难理解：无论高压阀组哪一侧试验，关闭该侧主汽门后活动相应调阀时，都有来自另一侧正常运行主汽门后蒸汽冲击注入高压缸。现阶段试验时高调阀、过负荷阀10%的开关，主汽流量的直线突升突降在13kg/s ，那么100%的快开快关主汽流量的波动冲击非常严重。10%设定将高调阀、过负荷阀快开快关的影响减小到机组可接受范围，但也存在一定缺憾：对于高调阀其试验允许负荷下开度通常在22%～28%，仅依靠从原有开度慢关活动，不能全行程校验检查。而不带过负荷调节阀机组完全不存在如此顾虑与遗憾，其在试验中STEP55及调阀活动开启时采用C4同一条命令出口，将阀位限制器设定为105%，既充分地活动调阀，又满足了解除阀位限制的目的。同理对于该厂中调阀亦是适用的，但调门100%的开度遮断快关势必对阀芯产生一定损害，该厂A T T 程序中压调阀C4命令设定值为10%正基于此考虑。
剥离力测试方法A T T 程序STEP55发向各调阀阀位限制器命令设定值必须为105%不容置疑，而该厂程序为了左/右高压阀组高调阀、过负荷阀试验时的机组运行安全、稳定，修改C4命令设定值为10%十分必要；修改中调阀C4命令设定值10%也确有可取之处。但不能顾此失彼，单一调用C4命令，将阀位限制器设定为10%是不能两全的。
(下转第47页)
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4—热电技术 2007年第2期(总第94期)
配比。3.5 注入树脂
打开法兰，打开放气阀。从下法兰处倒入树脂，一边倒一边用Ф10棍子向下捅树脂，直到放气阀冒出树脂为止。关闭放气阀，连接好法兰，此操作动作要快，确保树脂在固化之前，压入砂包中。3.6 带压浇注树脂
法兰一旦接好，立即开启氮气阀，浇注树脂所需时间由树脂固化时间决定(约20～30min )。3.7 观察
仔细观察，检查环氧树脂外冒的情况。3.8 下一步工作
如还有新的漏点，如上法重复处理。如缸内有树
脂渗出需将缸内树脂处理干净。如处理效果良好，便将Ф16表管距离缸体50mm 处锯下来。
4 处理效果
用此方法仅用了一天的时间便完成了对砂包气
孔的处理。处理后，汽轮机油动机缸体原铸件的砂包和气孔被环氧树脂填满，将渗透油的通道全部堵死。实践证明，用高压气体注入环氧树脂堵漏的新工艺，对油动机壳体漏油处理的尝试，取得了圆满成功。随后机组顺利地进行了冲动，为该机组的提前投产，赢得了宝贵时间。
(上接第42页)
4 结论
a. 过负荷调节阀的存在造成左右侧主汽阀、调
节阀之间阀室事实上的导通。该厂A T T 程序设计仅仅注意过负荷调节阀存在等因素的影响而忽略了STEP55设计本意，未能分离STEP55恢复命令与调门活动快开命令，造成了事故的发生。
b. STEP55设计根本目的复原跳闸前试验阀组调阀阀位限制器设定为105%，其阀位限制器输出回升时间相对于跳闸后的恢复时间微不足道，阀位限制器速率块采用1、3%/s 速率即可，而当前C4命令将阀位限制器速率块切至65%/s ，使调阀迅速开启，有利于消除阀杆氧化皮等积垢，增强活动效果。因此保留当前C4命令用于试验调门快开,STEP55命令出口改至C3命令。
c. 全周进汽加过负荷阀技术不存在喷嘴配汽
方式下高温叶片强度超限、汽流激振问题，且解决了
全周进汽机组快速调频压力损失问题及滑压运行额定工况进汽压力偏低的问题。其在大功率超超临界汽轮机组将得到广泛应用。过负荷阀存在也使该类型机组主汽/调节阀阀门活动试验有别于常规机组。该厂阀门活动试验时跳闸原因及改进对今后同类型机组有着一定借鉴意义。参考文献
1.彭泽瑛，顾德明.补汽调节阀技术在百万千瓦全周进汽
汽轮机中的应用.热力透平,2004年第4期
包装箱制作2.C311Plant Course simensA G ・Power G eneration GROU P (KWU )
3.林松青.西门子汽轮机功频电液控制系统的控制功能.
福建电力与电工,2003年第4期
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