胡长伟

(京能赤峰能源发展有限公司,内蒙古赤峰 024000)

关于哈汽150MW汽轮机调节(DEH)系统挂闸主汽门瞬间摆动缺陷的分析

胡长伟

(京能赤峰能源发展有限公司,内蒙古赤峰 024000)

当今世界已经进入了21世纪,人类社会已发展到前人难以想象的高度文明阶段。电力工业随之同步发展壮大,而作为火力发电厂中重要设备的汽轮机调节保安系统是否能稳定运行变得至关重要,本文主要通过哈尔滨汽轮机厂生产的150MW汽轮机在挂闸瞬时主汽门方面存在的问题及缺陷做出阐述及改进意见

DEH 危急遮断 挂闸 开关电磁阀 AST 主汽门 卸荷阀

1 引言

汽轮机是火力发电厂中的重要设备,在高温高压蒸汽作用下高速旋转,完成热能到机械能的转换。汽轮机驱动发电机转动,将机械能转换成电能,电力网将电能输送给各个用户。电力生产对发电用的汽轮机控制系统提出了两个基本要求:一是保证能够随时满足用户对电能的需求,二是使机组能够维持一定的转速,保证供电的频率和机组本身的安全。

2 汽轮机调节保安系统动作原理

2.1 汽轮机危机遮断系统几个主要部分

(1)卸荷阀;卸载阀装在执行机构控制块上,它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机时,在危急遮断装置动作使自动停机危急遮断油(AST油)泄去,可使执行机构活塞杆下腔的压力油经卸载阀快速释放,在阀门弹簧力的作用下,使主汽阀阀门关闭。(2)开关电磁阀;开关电磁阀位于油动机集成块上,它在得电动作时将油动机卸荷阀上腔的自动停机危急遮断控制由于有压回油母管接通,油动机卸荷阀的滑阀在底部的压力油作用下迅速打开,使油动机油缸活塞下腔的压力油被排往有压回油母管,主汽门在操纵座弹簧力的作用下迅速关闭,该电磁阀在失电状态时,卸荷阀上部的AST控制油得以保持,卸荷阀关闭,油动机油缸活塞下腔油压得以建立,这样,油动机油缸在油压作用下克服操纵座的弹簧力,使主汽门打开。(3)危急遮断(AST)电磁阀组件;四个串并联布置的AST电磁阀(20—1.2.3.4./AST)是由DEH控制器的自动停机危急遮断保护部分所控制,正常运行时这四个AST电磁阀是得电关闭的,封闭了AST母管的泄油通道,使各主汽门执行机构和调节阀门执行机构活塞杆的下腔建立起油压,当机组发生危急情况时,AST信号输出,这四个电磁阀就失电打开,使AST母管油液经无压回油管路排至EH油箱。这样各主汽门执行机构和各调节阀门执行机构上的卸荷阀就快速打开,使各个汽门快速关闭。

2.2 挂闸及跳闸工作原理

挂闸时高压自动关闭器执行机构接受DEH控制系统来的控制信号,其开关电磁阀(该电磁阀为二位四通常闭电磁阀)在得到DEH控制系统发出的控制信号后,该电磁阀动作,使其排油通道关闭,挂闸成功。而跳闸时该油动机的油缸旁,有一个卸荷阀,当汽轮机发生危急情况时自动停机危急遮断油(AST油)卸去后,卸荷阀快速打开,迅速卸去执行机构活塞杆下腔的压力油,则主汽门在弹簧力的作用下迅速关闭,因此危急遮断控制(ETS)的作用就是在ETS系统检测到机组超速达到110%额定转速或其他安全指标达到安全界限后,通过AST电磁阀关闭所有的主汽阀和调节汽阀,实行紧急停机。

3 调节保安系统在汽轮机挂闸跳闸过程的缺点及改进方案

机组挂闸过程及存在的不足:系统设有一套危急遮断器滑阀远方挂闸装置,供危急遮断滑阀远方挂闸使用。机组在进行远方挂闸时,其程序如下:按下挂闸按钮,挂闸组件上的挂闸电磁阀得电打开,将危急遮断器滑阀上腔的挂闸油泄去(该挂闸油是压力油经过一个∮6节流孔后形成的),危急遮断器滑阀在其底部压力油油压的作用下由下止点上升到上止点,这样,就将低压保安油的排油口封住,封住了高压抗燃油危急遮断系统的自动停机危急遮断母管(AST控制油母管)的排油口,EH系统就可以投入使用。当危急遮断滑阀挂闸油压跌落到0.45MPa时,位于挂闸油路上的63/RS压力开关触点闭合,发出信号给DEH控制系统,使挂闸电磁阀失电,危急遮断滑阀上腔油压得以恢复至1.96MPa。这样,汽轮发电机组的挂闸程序完成。而汽轮机的主汽门的开关电磁阀接受到了挂闸信号后带电打开,使执行机构活塞杆下腔的压力油经卸载阀快速释放,在阀门弹簧力的作用下,使主汽阀阀门虽然在挂闸状态依然关闭,但是汽轮机判断挂闸成功的依据是取AST母管上的3个压力开关(3取2),该压力开关定值是9.8MPa,即只有当AST母管上得油压达到9.8MPa以上时系统才认为挂闸成功,此时AST母管油压从9.8MPa到额定值的时间很短,因此即使开关电磁阀带电时,此时的执行机构下腔油压使得主汽门已经被开启了一部分了,所以我们在实际过程中会看到机组挂闸而主汽门未开启时出现了开关摆动。

解决机组挂闸过程及存在的不足方案;针对这种情况考虑ATS母管油压建立的问题,正是因为其油压建立太快,而主汽门的开关电磁阀还没来得及将卸荷阀上腔的油压卸掉,因此可将高压油至AST遮断母管注油的截流孔板的直径变小,从而降低AST母管油压建立的速度,让开关电磁阀带电后能及时的将主汽门油动机高压油卸掉,从而能解决掉此类问题,但是不足的是,这样做可能会使得遮断母管油压建立过慢,进而影响机组的挂闸时间。

4 结语

综上所述,单一通过改变高压油至ATS遮断母管注油的截流孔板虽然能起到避免汽轮机主汽门在机组挂闸瞬间摆动的情况,缺点就是使得机组的挂闸时间大大增加,机组恢复的速度会受到一定程度的影响。而通过在AST母管增设单独的压力开关来控制主气门的开关电磁阀,理论上也很难实现,所以建议上述两点综合改进,即在适当改小高压油至ATS遮断母管注油的截流孔板的孔径(在不影响AST母管建立油压速度的前提下),同时在AST母管增设一到两个压力开关用来单独控制主气门的开关电磁阀是否带电,从而避免了主汽门在机组挂闸的时候出现波动。

[1]胡念苏.汽轮机设备及其系统[M].中国电力出版社,2003(7).

[2]沈士一,康松,庄庆贺,庞立云.汽轮机原理[M].中国电力出版社,1992(6).

[3]哈尔滨汽轮机有限公司.135MW中间再热式汽轮机说明说,2005.

[4]上海新华控制技术集团有限公司.135MW汽轮机数字电液调节系统说明书.