事故經過:
5號汽輪機機型號為N300-16.7/538 / 538,調節系統是由美國西屋公司生產的DEH-Ⅲ型數字電液調節系統。2002年6月28日帶210 MW負荷調峰運行,值班人員利用機組調峰的機會定期進行主汽門和調速汽門的活動試驗(閥門試驗是全行程動作試驗,按廠家的要求,該機組進行閥門試驗時必須將機組負荷降至210 MW以下),在分別試各主汽門和調速汽門后發現A側高壓主汽門(以下簡稱為TV1)不能動作。
當時TV1的活動試驗操作是這樣的:值班人員在執行了TV1汽門活動試驗的程序后,同側的1號、3號、5號高壓調速汽門緩慢關閉,另一側的2號、4號、6號高壓調門相應緩慢開大,以維持試驗過程中機組負荷不會大幅波動。本來當1號、3號、5號高壓調速汽門全關后,DEH閥門試驗的程序會發出指令快速關閉TV1,當TV1全關后其又會自動快速全開啟,只有在TV1全開啟并且在操作員按下"START/OPEN/TRIP "鍵后,1號、3號、5號高壓調速汽門才會緩慢開啟,直至開回原來的開度(相應的2號、4號、6號高壓調門則會自動關回至原來的開度位置),試驗才算結束。但是這次1號、3號、5號高壓調速汽門關閉后,TV1卻無法關閉,并且完全不能動作,試驗無法繼續進行下去,TV1的動作存在問題。
由于一下還不能判斷TV1是機械卡澀還是熱工信號或其它問題,因此為保證機組的安全運行,值班人員做好TV1是機械卡澀的最壞打算。在這期間必須做好防止機組突然甩負荷可能引起汽輪機超速的安全措施,于是值長下令將機組負荷減至160 MW,然后用主汽閥門試驗的方法,將1號、3號、5號高壓調速汽門關閉,機組處于單側進汽方式下運行。在做好這個安全措施后交由檢修人員處理TV1的故障。
原因分析:
從其工作原理的分析可以得知,可能造成主汽門不能關閉的原因有:閥桿等機械部分卡澀;熱工電信號或電液轉換器故障。
故障處理:
根據分析逐一進行檢查。在檢查之前,做好有關的安全隔離措施。雖然機組只帶160 MW負荷,在單側進汽方式下運行,并且故障側的1號、3號、5號調速汽門也已用閥門試驗的方法將其關閉,但這還不夠,為防止故障側的調速汽門突然誤動作,還必須將故障側的調速汽門(即1號、3號、5號調門)的油動機進油截止閥關閉,確保1號、3號、5號調速汽門在故障處理過程中時刻處于關閉位置。這樣在檢查或處理TV1故障過程中,不管TV1處于何種位置均不會對機組的運行有影響。這個隔離措施是非常必要的。
1) 檢查是否閥桿等機械部分卡澀。暫停閥門試驗,拆下控制箱的外罩殼,關閉TV1進油截止閥,然后緩慢旋出快速卸荷閥的壓力整定閥整定桿直至其全部松出。如閥桿能夠自由關閉,則說明閥桿等機械部分無卡澀,故障原因應該是其它方面。但實際上是在快速卸荷閥完全打開后,即油動機下油缸的壓力油完全泄去后,油動機并沒有動作,閥桿等機械部分有卡澀。機械卡澀的原因也是多方面的,可能是閥桿或者油動機活塞桿或者操縱座等機械連接件卡澀。因此,在這種情況下只有用鐵錘順著閥桿下關的方向進行適當力度的敲打,經敲打幾下后,閥桿只是緩慢下關了20%行程左右。閥桿能動說明其卡澀的程度并不很嚴重,可采取對油動機下部通油,全開主汽門,然后又將其排油,活動閥桿并在閥桿上噴上松動劑的方法來處理。通過來回供、排油幾次,閥桿的關閉和開啟越來越靈活,閥桿的每次開啟均可觀察到閥桿上帶出的被松動劑溶解的鐵銹。隨著閥桿鐵銹的清除并且確認在就地利用快速卸荷閥完全可以自由關閉和開啟閥門后,恢復快速卸荷閥至正常狀態,開回TV1進油截止閥,試驗TV1的動作情況。在TV1全開后,再次執行TV1閥門試驗程序,但TV1只能關閉15%行程左右,然后又自動開回100%行程位置。看來TV1的動作還是有問題,為此再次利用上述檢查閥桿等機械部分是否卡澀的方法打開快速卸荷閥,在泄去油動機下油缸的壓力油后,閥門立即關閉,看來閥桿等機械部分已不存在卡澀了。需進一步檢查其它的原因。
2) 檢查是否熱工電信號或電液轉換器故障。拆下電液轉換器接線插頭(如閥門關下,則為MVP板、電纜線或位移傳感器故障),全行程檢查位移傳感器的輸出。按照該方法在拆下電液轉換器接線插頭后,閥桿還是無法下關,這樣故障點可以進一步縮小到電液轉換器上。
3) 更換電液轉換器。拆下電液轉換器接線插頭,關閉油動機進油截止閥,打開快速卸荷閥,檢查閥門關閉后,擰松電液轉換器的安裝螺釘,觀察其結合面滲出的油量應逐漸變小。此時,應特別注意一點的是如果滲出的余油一直較大或無變小的趨勢時,應重新擰緊安裝螺釘,說明進油截止閥或回油逆止閥有泄漏,這樣只能考慮停機停泵后再更換電液轉換器、逆止閥或截止閥。在這期間,觀察到滲出的余油在逐漸變小,說明系統隔離嚴密,于是拆下電液轉換器,重新換上新的電液轉換器。在鎖緊安裝螺釘后,關閉快速卸荷閥,緩慢擰松進油截止閥,檢查結合面應無漏油后,插上電液轉換器插頭,并送上電信號,TV1立即全開。
4) 為檢查故障處理后的閥門動作情況,重新進行閥門試驗。在執行TV1汽門的試驗程序后,TV1立即關閉,然后又快速自動打開,動作過程靈活自由,無卡澀。于是恢復系統,重新打開1號、3號、5號調速汽門進油截止閥,然后按"START/OPEN/ TRIP"開啟按鈕,調速汽門開回至正常狀態。再進行一次1號、3號、5號調速汽門和TV1主汽門成組動作試驗,動作結果也完全正常,于是值長令機組加回負荷。
5) 由于TV1的門桿曾存在機械卡澀,在隨后的幾天里多次對TV1進行活動試驗,均動作正常,消除了一起主汽門動作卡澀的重大缺陷。
防范措施:
1) 主汽門的定期活動試驗是一項非常重要的工作,值班人員必須嚴格按有關規定執行。由于本類型機組在進行主汽門活動試驗時,必須要減負荷至70%左右,這樣可能就會碰到在電網負荷緊張時省電力調度中心難以安排試驗負荷的情況。即使是遇到這種情況,值班人員也應時刻與省電力調度中心值班人員聯系,盡可能在短時間內安排機會進行閥門試驗,決不能因負荷緊張延長試驗周期。否則,若汽門卡澀又沒有及時發現的話,是非常危險的。
2) 如機組在運行中發現汽門卡澀時應立即進行處理并根據本機組的具體情況做足有關安全措施,防止在處理過程中,機組甩負荷可能引起的超速事故。
在處理汽門卡澀的過程中,運行人員和檢修人員都必須高度重視,精心配合,對調速油路系統設備的檢查或更換,只有在準確判斷清楚,確保系統完全隔離嚴密后方可進行。