汽輪機(jī)液壓油系統(tǒng)引起機(jī)組異常跳閘的故障_分析檢查實驗
(1)概述
某電廠2號機(jī)在運(yùn)行過程中因推力瓦磨損檢測液壓裝置的信號引起機(jī)組一系列異常動作并觸發(fā)跳機(jī)。跳閘前機(jī)組帶340MW負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行且無任何操作。跳機(jī)報告如下。
09:1 8:50 500 ms**TURBINE THRUST TRIP
+00 00 145 TURBINE THRUST NORMAL
+o0 00 280 TURBINE THRUST TRIP
+00 00 405 TURBINE THRUST NORMAL
+00 01 005 IV (LEFT) FULLY CLOSE
+00 01 055 ALL CVs FULLY CLOSE
+00 01 260 IV (RIGHT) FULLY CLOSE
+00 07 220 MSV (LEFT) FULLY CLOSE
+00 1 1 675 MSV (RIGHT) FULLY CLOSE
+00 1 1 695 ALL MSVs FULLY CLOSE
+00 11 755 MFT ACTION ON
+00 1 2 055 MTS OPERATED
在以往的跳機(jī)報告中，觸發(fā)原因及保護(hù)動作過程一般都符合正常的動作順序，而這次跳機(jī)報告不符合機(jī)組的任何一種常規(guī)保護(hù)設(shè)計邏輯，看上去非常混亂，存在很多疑問。因此，跳機(jī)原因不能立即下結(jié)論。針對這次跳機(jī)，當(dāng)時及事后對各種可能原因進(jìn)行了大量的試驗研究。
(2)跳機(jī)期間的分析檢查及試驗
由于一時找不到對跳機(jī)過程的合理解釋，于是進(jìn)行各種可能性猜測，對各相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析并在可能的條件下進(jìn)行了一系列的試驗和調(diào)查。
①汽輪機(jī)推力瓦磨損檢測液壓裝置 該汽輪機(jī)推力瓦磨損檢測液壓裝置的工作原理如圖F所示。當(dāng)推力瓦發(fā)生磨損時，45。斜面凸輪將軸向移動，帶動液壓油斜面噴嘴做上下同步移動，使活塞錯油門的進(jìn)出油口尺寸發(fā)生變化，從而使活塞內(nèi)油壓發(fā)生變化。通過與之相連的油壓開關(guān)可以判斷推力瓦的磨損狀況。活塞套由內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)組成，外活塞套相對汽輪機(jī)軸承座固定，內(nèi)活塞套可以通過試驗盤的螺紋進(jìn)行上下移動，可等效模仿活塞的反向上下位移，即模仿汽輪機(jī)大軸的軸向位移。試驗肘，通過試驗開關(guān)解除跳閘聯(lián)鎖保護(hù)，并由試驗燈觀察試驗狀態(tài)。
跳機(jī)報告中顯示汽輪機(jī)推力瓦磨損信號（帶～號者）觸發(fā)跳機(jī)，因此首先對推力瓦磨損檢測液壓裝置進(jìn)行了數(shù)次試驗。未發(fā)現(xiàn)任何異常。令人不解的是，跳機(jī)報告中推力瓦磨損信號在不到半秒的時間內(nèi)連續(xù)動作了2次，而且2次動作的持續(xù)時間很短，分別是145ms及125ms。如果汽輪機(jī)推力瓦真正發(fā)生嚴(yán)重磨損，那么就不會自動恢復(fù)正常，因此推斷推力瓦本身沒有問題，而短暫的脈動信號只是誤動作。于是把推力軸承磨損信號當(dāng)作直接觸發(fā)跳機(jī)的原因。但很快發(fā)現(xiàn)，這樣的假設(shè)與跳機(jī)報告中各保護(hù)的動作順序不符。在對測量回路及控制盤內(nèi)保護(hù)通道進(jìn)行了檢查、試驗且均為正常后，又開始尋找其他的跳機(jī)原因。
②汽輪機(jī)危急保安器試驗電磁閥 跳機(jī)報告中，先是汽輪機(jī)蒸汽閥門關(guān)閉，然后是汽輪機(jī)主跳閘電磁閥(MTS)動作，那么這些由油動機(jī)帶動的汽輪機(jī)蒸汽閥門又是什么原因?qū)е玛P(guān)閉的呢？從汽輪機(jī)危急保安器系統(tǒng)分析可知，若試驗電磁閥誤動作，將會導(dǎo)致誤跳機(jī)。經(jīng)確認(rèn)跳機(jī)后無人對危急保安器液壓裝置進(jìn)行就地操作或復(fù)位，于是檢查危急保安器液壓裝置的位置狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)試驗電磁閥未引起跳機(jī)活塞桿動作，因此排除了該電磁閥誤動的可能性。
③MTS連桿位置開關(guān) 是否MTS在蒸汽閥門關(guān)閉之前實際已經(jīng)動作，只是因這個位置開關(guān)動作不靈敏，其信號送到計算機(jī)系統(tǒng)有延遲？經(jīng)檢查位置開關(guān)，未見異常，之后又進(jìn)行了多次動作試驗，也正常。
④汽輪機(jī)功率負(fù)荷不平衡保護(hù)功能(PLU) MTS未動作而蒸汽閥門先被關(guān)閉，可能是PLU保護(hù)動作引起。這項保護(hù)是當(dāng)電網(wǎng)設(shè)備故障、電廠機(jī)組瞬間大幅甩負(fù)荷時，為了防止汽輪機(jī)超速飛車而設(shè)計的。當(dāng)PLU動作時會立即把汽輪機(jī)4個高壓調(diào)門(CV)及2個中壓調(diào)門(IV)關(guān)閉。用于這個保護(hù)回路中的中壓缸進(jìn)汽壓力變送器、發(fā)電機(jī)輸出功率變送器以及檢測運(yùn)算回路是否有誤動的可能？據(jù)此對PLU進(jìn)行了試驗，未發(fā)現(xiàn)任何異常。若PLU動作，不應(yīng)該關(guān)閉汽輪機(jī)高壓主汽門(Msv)，除非發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)動作，這與跳機(jī)報告也不符，因此也可以排除PLU誤動作的可能。
⑤汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH) 在跳機(jī)報告中，汽輪機(jī)閥門動作混亂。是否因為DEH汽輪機(jī)閥門控制電路板或就地控制設(shè)備出現(xiàn)異常？由于多個閥門幾乎同時動作，可以排除各個相對獨立的閥門控制通道發(fā)生故障的可能性。若是DEH主控制器(MC)或系統(tǒng)控制器(SC)中的某些電路板故障或者程序問題使閥門關(guān)閉，根據(jù)信號處理流程，不應(yīng)該在跳機(jī)報告中出現(xiàn)推力瓦磨損觸發(fā)信號。因此，對于整個DEH系統(tǒng)來說，除與現(xiàn)場油壓開關(guān)相連的輸入通道板外，其他軟件及硬件設(shè)備觸發(fā)故障的可能性均可排除。
⑥外部電磁干擾對計算機(jī)的影響 在未對跳機(jī)報告進(jìn)行合理解釋的情況下，經(jīng)與運(yùn)行當(dāng)班了解，在跳機(jī)前，機(jī)組及系統(tǒng)沒有大功率設(shè)備操作，計算機(jī)也未記錄到任何干擾或異常現(xiàn)象。根據(jù)十幾年來計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行表現(xiàn)，雖然這次跳機(jī)報告看上去很怪異，但是打印的動作結(jié)果不應(yīng)該是一種虛假現(xiàn)象，因此還需要更深入地分析原因。在停機(jī)的幾小時里，通過上述分析檢查及試驗后，仍未能找到一種合理的解釋，因此又回到了推力瓦磨損檢測回路，分析另一種可能性，即跳機(jī)不是由于磨損信號直接觸發(fā)，而是由其間接引起。雖然這種猜測不符合正常的保護(hù)邏輯，但在極端的情況下能否發(fā)生，需要模擬產(chǎn)生毫秒級的脈沖信號進(jìn)行驗證。因此，決定在啟機(jī)后進(jìn)一步研究并準(zhǔn)備相關(guān)設(shè)備進(jìn)行試驗。