基于300 MW汽輪機(jī)組試驗裝置可靠性研究

李 壯

（北京太陽宮燃?xì)鉄犭娪邢薰?，北?100028）

0 引言

近年來，燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)得到了快速發(fā)展?！岸弦弧比?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組效率高、供熱能力強(qiáng)，尤其在北方地區(qū)發(fā)展迅速。某二拖一機(jī)組汽輪機(jī)由哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司提供，型號LN275/CC154型，為三壓、一次中間再熱、雙缸雙排汽、帶抽汽供熱汽輪機(jī)機(jī)組。汽機(jī)采用全周進(jìn)汽，不設(shè)調(diào)節(jié)級，機(jī)組容量270 MW，汽輪機(jī)布置在汽機(jī)房12m處。汽輪機(jī)前箱處有4套試驗裝置，分別為EH油壓低試驗裝置、潤滑油壓低試驗裝置、真空低試驗裝置及交直流潤滑油泵聯(lián)啟試驗裝置。每套試驗裝置含兩個電磁閥及兩個手門，可供運(yùn)行人員啟機(jī)前進(jìn)行就地試驗及遠(yuǎn)方試驗。前箱側(cè)面安裝了一面壓力開關(guān)接線綜合柜，機(jī)柜正面?zhèn)裙?8塊壓力開關(guān)及一塊轉(zhuǎn)速表。柜內(nèi)接線主要為三類測點：壓力開關(guān)、TSI測點及溫度測點。

該文以前箱處試驗裝置優(yōu)化為例，通過拆除改造原試驗裝置及壓力開關(guān)接線綜合柜，大幅提升了試驗裝置動作的可靠性，機(jī)柜遠(yuǎn)離原前箱高溫區(qū)域，提高了汽輪機(jī)試驗裝置的可靠性及主保護(hù)的穩(wěn)定性，實踐證明，這對相似行業(yè)的機(jī)組試驗裝置改造有借鑒意義。

1 試驗裝置系統(tǒng)存在的問題

該公司試驗裝置及壓力開關(guān)接線綜合柜為哈汽廠配置，其配置方式已不滿足《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》中的相關(guān)內(nèi)容，圖1～圖4為改造前系統(tǒng)配置，且在實際使用中存在如下問題：1）現(xiàn)EH油壓低試驗裝置、潤滑油壓低試驗裝置及真空低保護(hù)試驗裝置每套配備4個壓力開關(guān)，保護(hù)方式為四取二，但每套保護(hù)的開關(guān)均為一根取樣管，取樣管容易堵塞，進(jìn)而造成保護(hù)拒動，嚴(yán)重威脅機(jī)組運(yùn)行安全。2）現(xiàn)試驗裝置為四套，是哈汽廠機(jī)組出廠的默認(rèn)配置方式，每套裝置上存在兩個電磁閥及兩個手門，供運(yùn)行人員就地或遠(yuǎn)方進(jìn)行試驗，但是試驗為每次汽輪機(jī)啟動前，即每年僅進(jìn)行兩次試驗，這就容易導(dǎo)致電磁閥卡澀，出現(xiàn)電磁閥不動作試驗不成功的現(xiàn)象。3）現(xiàn)壓力開關(guān)接線綜合柜位于前箱北側(cè)，后方空間狹小，且在機(jī)組運(yùn)行期間受到軸封漏氣等原因影響，該處環(huán)境溫度極高，處理該處缺陷有危險。

圖1 EH油壓低試驗裝置

圖2 真空低試驗裝置

圖4 潤滑油壓低試驗裝置

上述所說壓力開關(guān)均接入ETS機(jī)柜參與主保護(hù)跳閘，其動作邏輯為一三開關(guān)任一動作，AST電磁閥一三均動作，二四開關(guān)任一動作，AST電磁閥二四均動作，若前后開關(guān)動作類型不一致，例如EH油任一開關(guān)一三動作，潤滑油任一開關(guān)二四動作，機(jī)組有跳閘風(fēng)險，且若AST電磁閥不嚴(yán)，可能存在單個壓力開關(guān)動作機(jī)組跳閘的情況，嚴(yán)重威脅機(jī)組運(yùn)行安全。

圖3 交直流潤滑油泵聯(lián)鎖啟動試驗裝置

2 改造方案

EH油壓低試驗裝置在原取樣管路上新增一路取樣，潤滑油壓低試驗裝置在前箱內(nèi)潤滑油母管管路上新增一路取樣，真空低試驗裝置在凝汽器管路上新增一路取樣，取樣管路均獨立于原取樣裝置，改造后系統(tǒng)圖如圖5～圖8所示。

圖5 EH油壓低試驗裝置（單位：mm）

圖8 交直流潤滑油泵聯(lián)啟試驗裝置

取消EH油壓低、潤滑油壓低、真空低及交直流潤滑油泵試驗裝置，將四套裝置整體放置于一面機(jī)柜內(nèi)，其中EH油壓低、潤滑油壓低及真空低取消電磁閥，即取消遠(yuǎn)方試驗功能，交直流潤滑油泵試驗裝置保留電磁閥，即實現(xiàn)遠(yuǎn)方及就地試驗功能，新增機(jī)柜圖片如圖9～圖10所示。

圖9 機(jī)柜正面圖（單位：mm）

圖10 機(jī)柜內(nèi)部布置圖（單位：mm）

新增開關(guān)及接線柜放置于現(xiàn)有接線柜正前方2米位置，為不銹鋼材質(zhì)，即EH油母管前方。新增機(jī)柜長140 cm，寬52 cm，高223 cm，接線柜后柜門離地55 cm，方便后柜門開關(guān)，同時后柜門做雙層防護(hù)，防止蒸汽高溫影響。接線柜側(cè)面新增電纜橋架，用于原測點接線的穿入及穿出。

修改現(xiàn)有主保護(hù)動作邏輯，壓力開關(guān)一三任一動作與同系統(tǒng)壓力開關(guān)二四任一動作，AST四個電磁閥直接動作，機(jī)組跳閘。

3 具體改造內(nèi)容與試驗

圖5兩路EH油壓低試驗裝置接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔，每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個壓力開關(guān)、1個就地壓力表組件組成。預(yù)留2路?8mm×2mm排油管路，由于取消了EH油回油管，因此須在試驗手門下放置接油盒接油。

EH油壓低試驗方案：關(guān)閉EH油壓低開關(guān)1入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#1試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低1開關(guān)應(yīng)動作，LP1燈亮，隨后關(guān)閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)1入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LP1燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉EH油壓低開關(guān)3入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#3試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低3開關(guān)應(yīng)動作，LP3燈亮，隨后關(guān)閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)3入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LP3燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉EH油壓低開關(guān)2入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#2試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低2開關(guān)應(yīng)動作，LP2燈亮，隨后關(guān)閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)2入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LP2燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉EH油壓低開關(guān)4入口隔離閥，打開EH油壓低試驗裝置#4試驗手動一次門及二次門。這時EH油壓低4開關(guān)應(yīng)動作，LP4燈亮，隨后關(guān)閉EH油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)4入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LP4燈應(yīng)該會消失。

圖6兩路潤滑油壓低試驗裝置預(yù)留2路?14mm×2mm進(jìn)油管路，預(yù)留管路上接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔，每1路分為2路試驗通道?8mm×2mm，每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個壓力開關(guān)、1個就地壓力表組件組成。預(yù)留2路φ8mm×2mm排油管路，由于取消了潤滑油回油管，因此須在試驗手門下放置接油盒接油。

圖6 真空低試驗裝置（單位：mm）

潤滑油壓低試驗方案：關(guān)閉潤滑油壓低開關(guān)1入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#1試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低1開關(guān)應(yīng)動作，LBO1燈亮，隨后關(guān)閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)1入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LBO1燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉潤滑油壓低開關(guān)3入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#3試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低3開關(guān)應(yīng)動作，LBO3燈亮，隨后關(guān)閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)3入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LBO3燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉潤滑油壓低開關(guān)2入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#2試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低2開關(guān)應(yīng)動作，LBO2燈亮，隨后關(guān)閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)2入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LBO2燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉潤滑油壓低開關(guān)4入口隔離閥，打開潤滑油壓低試驗裝置#4試驗手動一次門及二次門。這時潤滑油壓低4開關(guān)應(yīng)動作，LBO4燈亮，隨后關(guān)閉潤滑油壓低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)4入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LBO4燈應(yīng)該會消失。

圖7兩路真空低試驗裝置預(yù)留2路?14mm×2mm進(jìn)氣管路，預(yù)留管路上接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔。每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個壓力開關(guān)、1個就地壓力表組件組成。當(dāng)做試驗動作時須先將總截止閥關(guān)閉，再打開試驗截止閥進(jìn)行試驗。

圖7 潤滑油壓低試驗裝置（單位：mm）

真空低試驗方案：關(guān)閉真空低開關(guān)1入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#1試驗手動一次門及二次門。這時真空低1開關(guān)應(yīng)動作，LV1燈亮，隨后關(guān)閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)1入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LV1燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉真空低開關(guān)3入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#3試驗手動一次門及二次門。這時真空低3開關(guān)應(yīng)動作，LV3燈亮，隨后關(guān)閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)3入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LV3燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉真空壓低開關(guān)2入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#2試驗手動一次門及二次門。這時真空低2開關(guān)應(yīng)動作，LV2燈亮，隨后關(guān)閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)2入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LV2燈應(yīng)該會消失。

關(guān)閉真空低開關(guān)4入口隔離閥，打開真空低試驗裝置#4試驗手動一次門及二次門。這時真空低4開關(guān)應(yīng)動作，LV4燈亮，隨后關(guān)閉真空低試驗手動一次門及二次門，打開開關(guān)4入口隔離閥，點擊跳閘復(fù)位按鈕，LV4燈應(yīng)該會消失。

圖8潤滑油壓低試驗裝置預(yù)留1路?14mm×2mm進(jìn)油管路，預(yù)留管路上接頭組帶?0.8mm節(jié)流孔，其中1路分為2路?8mm×2mm管路接壓力開關(guān)。每個試驗通道由1個總截止閥、1個試驗截止閥、1個電磁閥、1個壓力開關(guān)、1個就地壓力表組件組成。當(dāng)手動做試驗時須先將總截止閥關(guān)閉再打開試驗截止閥進(jìn)行試驗，當(dāng)遠(yuǎn)方進(jìn)行操作時直接動作相應(yīng)通道電磁閥即可。

4 結(jié)論

該文分析某發(fā)電公司二拖一機(jī)組歷年試驗裝置試驗失敗案例，依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)規(guī)范、原則，從取樣管路及測點等方面提出了提高試驗裝置可靠性的方案。在該文研究的基礎(chǔ)上，某發(fā)電公司于2021年10月進(jìn)行了試驗裝置的升級改造。改造后，試驗裝置運(yùn)行穩(wěn)定，主保護(hù)配置更合理，未再出現(xiàn)誤動的現(xiàn)象，升級改造取得了良好的效果。該文的研究及在某發(fā)電公司的成功實踐為如何提高哈汽300MW機(jī)組試驗裝置安全穩(wěn)定性這一課題提供了良好的范本。