汽轮机增加主汽门、调速汽门全关活动试验逻辑功能

汽轮机增加主汽门、调速汽门全关活动试验逻辑功能

田贺

河北大唐国际唐山热电有限责任公司自动化室 063000

摘要：汽轮机主汽门和调速汽门的正确动作，是机组安全运行的根本。近期有电厂在汽机超速过程中，调速汽门和主汽门均未及时关闭，造成汽轮机严重超速，威胁生产安全。按照集团公司文件要求，我厂增加了各汽门全关试验功能逻辑，可定期验证各汽门的全行程动作，切实提高了机组运行的安全性。

关键词：汽轮机 主汽门 调速汽门 安全 全关活动试验 逻辑

1、机组简介

某电厂2*300MW机组，上海锅炉厂生产SG-1025-17.6型亚临界，自然循环锅炉，一次中间再热，四角切圆燃烧，正压直吹式制粉系统。汽机为东方汽轮机厂生产的NC300/220-16.7-535/535型双缸双排汽，抽汽供热机组。机组采用北京日立公司5000M型DCS控制系统，DEH整合在DCS系统中，一体化设计。

2. 增加全关试验功能前的状态：

机组有2个高压主汽门和2个中压主汽门，其中带LVDT的高压主汽门采用85%行程的模拟量作为试验到位信号，不带LVDT的高压主汽门和2个中压主汽门采用行程开关作为试验到位信号。4个高压调速汽门和2个中压调速汽门，均采用LVDT模拟量作为试验到位信号。

2. 存在问题

3.1改造前，机组的阀门活动试验行程不足。机组仅具备关至85%行程的活动试验能力，即汽门实际只动作15%的行程，即认为该汽门活动正常。但结合近期发生的一起超速事故，当时该机组在超速后，103%转速时关闭调速汽门无效，继续超速至110%转速时，主汽门虽然有关闭动作，但并未关严，导致机组转速仍然升高，最后是靠锅炉灭火后主汽压力缓慢降低，才使汽轮机转速逐渐下降，期间转速大大超过安全限制，严重威胁生产人员和设备的安全。

由此可见，在之前的阀门活动试验中，仅仅能验证阀门是否“能动”，即阀门在全开位置附近是否卡涩。但是阀门在全关位置附近是否动作可靠，仅依靠之前的半关试验是无法验证的。

3.2 改造前，机组的阀门活动试验仅仅试验了阀体是否卡涩，而对于更加重要的遮断电磁阀是否动作正常，并不能进行试验。在机组真正发生超速后，103%和110%超速，实际需要的是调速汽门和主汽门的遮断电磁阀及时带电动作，使阀门快速全关，起到避免进一步超速的作用，而改造前的阀门活动试验，依靠的是MOOG阀和试验电磁阀使阀门动作，仅能验证阀门门体是否卡涩，而对至关重要的遮断电磁阀是否正常，并不能进行试验

2. 增加的全关试验功能介绍

4.1 阀门就地改进

对于没有安装LVDT的高压主汽门和两个中压主汽门，各在就地增加一个10%位置的行程开关，用于表征阀门全关试验到位，并敷设从该开关到DCS机柜的电缆。

4.2 全关试验前具备的条件逻辑：

4.21 所有主汽门全开

4.22 DEH处于自动方式

4.23 已投入DEH测功功能

4.24 机组已并网

4.25 机组实际负荷在150WM至210MW之间

4.26 机组在单阀方式且未进行单阀、顺序阀切换

4.27 所有DCS板无故障信号

4.3 右侧高压主汽门（带LVDT指示和MOOG阀）全关活动试验逻辑：

活动试验时，指令给到MOOG阀，控制阀门逐渐关闭，当阀门关至全行程的10%时，对应的遮断电磁阀（10YV）带电，快速关闭该主汽门至全关位置，至此试验结束，遮断电磁阀失电、MOOG阀指令恢复100%，主汽门逐渐打开至全开位置。

试验进行时，MOOG阀控制阀门以1%速率关闭，当阀位达到10%时，触发遮断电磁阀动作。

当阀门全关反馈返回、试验超时、手动操作切除试验、应具备的条件（除所有主汽门全开以外）任一条件不满足，以上只要满足其一，全关试验自动结束。

为提高试验的灵活性，在试验前，可手动选择阀门关至10%是否触发遮断电磁阀带电：

4.4左侧高压主汽门（不带LVDT指示和MOOG阀）全关活动试验逻辑：

活动试验时，指令给到试验电磁阀，控制阀门逐渐关闭，当阀门关至全行程的10%时，对应的遮断电磁阀（11YV）带电，快速关闭该主汽门至全关位置，至此试验结束，试验电磁阀失电、遮断电磁阀失电、，主汽门逐渐打开至全开位置。

当阀门全关反馈返回、试验超时、手动操作切除试验、应具备的条件（除所有主汽门全开以外）任一条件不满足，以上只要满足其一，全关试验自动结束。

4.5高压调速汽门全关活动试验逻辑：

高压调速汽门没有全关位置的行程开关，因此在阀门全关试验中，用LVDT的2%行程，作为阀门全关信号。

活动试验时，指令给到对应的MOOG阀，控制阀门逐渐关闭，当阀门关至全行程的10%时，对应的遮断电磁阀（10YV）带电，快速关闭该主汽门至全关位置（阀位反馈小于2%），至此试验结束，遮断电磁阀失电、MOOG阀指令恢复100%，主汽门逐渐打开至全开位置。

试验进行时，MOOG阀控制阀门以1%速率关闭，当阀位达到10%时，触发遮断电磁阀动作。

当阀门全关反馈返回、试验超时、手动操作切除试验、应具备的条件（除所有主汽门全开以外）任一条件不满足，以上只要满足其一，全关试验自动结束。

4.6 中压联合汽门成组全关试验逻辑

与高压主汽门、高压调速汽门分别试验不同，中压主汽门和调速汽门采用成组试验方式，同侧的中压主汽门和中压调门为一组，一共两组。

成组试验开始时，先关闭中调门，MOOG阀控制中调门关至10%时，其遮断电磁阀带电，中调门快关；然后中主门试验电磁阀带电，开始关闭，中主门关至10%时，其遮断电磁阀带电，中主门快关，待其全关到位后，试验结束；之后中主门的试验电磁阀和遮断电磁阀均失电 ，主汽门开始打开，待主汽门全开后，中调门遮断电磁阀失电、MOOG阀控制中调门全开。

总结：本次技改后，已经在机组运行中进行了多次全关试验，试验效果良好。通过本体改进，不仅使各主汽门和调速汽门的全行程平顺性都能得到验证，也新增加了对防止汽轮机超速至关重要的遮断电磁阀的试验功能。通过以上改进，使汽轮机组的运行安全性，得到了切实的提高。