汽轮机低负荷运行的危害(转载--汽机高调门反复频繁波动造成EH油压低机组跳闸事件)
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汽轮机低负荷运行的危害(转载--汽机高调门反复频繁波动造成EH油压低机组跳闸事件)
一、事件过程
2016年某月5日，13:03:15，某汽轮机由顺序阀模式自动切为单阀模式。14:14:05，机组CCS（协调）方式下运行，负荷335MW，主汽压力16.9MPa，主、再热汽温稳定，A、B、C磨煤机全磨运行，运行人员无任何操作。14:14:50，机组跳闸，ETS首出原因“EH油压低”，FSSS首出原因“汽轮机跳闸”。
二、原因分析
1、调阅历史趋势，5日11:12:05，出现一次顺序阀切单阀情况，切阀后调门出现大幅波动，30min后调节趋于平稳，见图1。
图1 11点切阀趋势
2、该机组跳机前后，EH油温正常，油箱油位正常。
3、跳机前1min，6个高调门在45%～100%开度之间频繁波动，1min内波动了32次，EH油压快速下降至跳闸值，触发汽机跳闸。14:14:10，EH油压13.9MPa，B油泵电流34A；机组跳闸时EH油压10.1MPa， B油泵电流44A，备用A油泵联启正常，见图2、图3。
图2 跳闸前1min，1、2、3号高调门波动趋势
图3 跳闸前1min，4、5、6号高调门波动趋势
4、EH油压低保护4个压力开关（四取二）动作正常。
5、机组跳闸后，停运EH油泵，检查4个高压蓄能器充氮压力正常，分别为9.5、9.5、9.3、9.4MPa。
6、该汽轮机挂闸，高调门逐一进行快速开关试验，EH油压基本无变化，油泵电流在29A～33A之间变化。5号高调门在全开位置指令与反馈偏差4%，更换伺服阀后在全开位置指令与反馈偏差2.4%，见图4、图5。
图4 单个高调门快速开关试验
图5 单个高调门快速开关试验
7、做机组跳闸前状态模拟试验：对6个高调门同时进行40%～100%开度连续快速开关，约30s时间B油泵电流由29A逐渐升高至50A，EH油母管压力由14.3MPa降至跳闸值，该汽轮机跳闸。切至A油泵运行重复上述试验，试验结果一致，见图6。
图6 6个高调门同时进行连续快速开关试验
8、原因分析
（1）汽轮机跳闸原因：EH油压低。
（2）EH油压低原因：机组跳闸前1min，汽轮机单阀运行，6个高调门开度快速（32次/分钟）大幅度（45%～100%）波动，系统1min内，从13.96MPa下降到跳闸值9.3MPa，见图1、图3。
（3）6个高调门开度大幅波动原因：机组负荷330MW以上时，汽机主控指令小幅变化（98.5%～100%），对应高调门开度大幅度变化（43.89%～100%），高调门流量特性曲线不完善,见图7、图8、图9。
图7 主控指令97.9%，阀门开度100%
图8 主控指令97.4%，阀门开度50%左右
图9 单阀阀门特性曲线
（4）汽轮机由顺序阀自动切单阀运行模式的原因：5号高调门指令与反馈偏差大于20%超过15s（厂家设定的切换条件）,见图10、图11、图12。
图10 5号高调门指令反馈偏差大延时切单阀
图11 顺阀切单阀在线逻辑
图12 指令反馈偏差大延时判断逻辑
（5）5号高调门调节响应迟缓的原因需待机组检修时做进一步检查确认。
三、暴露的主要问题
1）对满负荷时汽轮机由顺序阀自动切单阀后带来的危害认识不足，没有对当日上午阀门切换与阀门大幅度波动情况引起足够重视，导致问题重复发生。
2）该机组增容后（由300MW增至335MW）仅进行了常规热力性能试验，未进行高调门流量特性曲线优化试验，给本次跳机埋下了隐患。
3）汽轮机厂原配DEH系统中设置有“高调门指令与反馈偏差大于20%超过15s”切换“顺序阀”方式为“单阀”方式，此逻辑有待商榷，易引起阀门的大幅波动。
四、防范措施
1）完善汽轮机顺序阀切单阀条件，并暂取消调门指令与位反偏差大切换条件，征询汽轮机厂家意见，完善相关逻辑。
2）制定机组正常运行中汽轮机调门剧烈波动时的应急操作措施或预案，避免因阀门剧烈波动导致机械设备损坏或诱发其它事故隐患。
3）利用合适机会安排该机组高调门流量特性曲线优化试验，并完善相关控制逻辑。
4）加强机组运行期间的重要参数监视，及时消除运行中的缺陷，避免缺陷扩大导致不安全事件的发生。
5）机组检修时对5号高调门及其热控控制回路进行全面检查，消除调节响应迟缓的问题。
（来源：CAA发电自动化）
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