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文档简介
1、机组跳闸汽轮机ETS 无跳闸首出原因分析摘要 某厂汽轮机组在紧急跳闸系统无任何跳闸首出的情况下主汽门关闭,导致发电机跳闸,锅炉主燃料跳闸保护动作。分析了可引起该问题的几种可能原因:就地手动打闸停机,危急遮断器动作,热工控制系统故障等,同时给出了预防、改进措施。关键词 汽轮机组;跳闸首出;危急遮断装置;调节系统;挂闸系统简介某厂1 号汽轮机组(300 MW)数字电液调节系统(以下简称DEH)采用ABB 公司生产的Symphony系统,ETS(紧急跳闸系统)采用该厂随机组配供的控制系统, 内部逻辑采用了MODICON 系列可编程控制器,跳闸首出记忆信号送入新华DCS 系统。机组于2006-12 投
2、入商业运行。汽轮机组危急遮断系统。2 故障过程及现象(1) 2010-06-07T09:34:30 机组负荷198.5 MW,汽轮机转速3 000 r/min, 抗燃油压力14.5 MPa,机组运行正常;(2) 09:34:31 汽轮机主汽门关闭,机组负荷突然降至0 MW,主汽压力升高,汽轮机转速下降;发电机逆功率保护动作,机组跳闸,跳闸历史记录曲线如图2。机组跳闸时,汽轮机ETS 跳闸画面无任何跳闸首出;(3) 09:34:32 锅炉MFT 动作。锅炉MFT 跳闸首出“汽轮机跳闸”。经过调取历史曲线,“汽轮机跳闸1、2、3” 没有动作历史,而主汽门关闭反馈有反转信号,从而确认汽轮机跳闸信号是
3、主汽门关闭所致;高压主汽门、中压主汽门确定已经关闭,即抗燃油系统油压消失。汽轮机跳闸后,紧急跳闸系统无任何跳闸首出。3 原因分析该机组的挂闸过程为:远方DEH 系统给出挂闸指令复位电磁阀1YV 带电,将0.2 MPa 左右的透平油注入到危急遮断装置的第1 个压力腔室在压力腔室内活塞的带动下, 连杆带动第2 个腔室活塞运行, 同时带动遮断隔离阀组动作阻断油路建立油压第1 个腔室中的顶杆达到行程开关ZS1 位置ZS1 由闭合状态变为断开状态, 同时EH 油压力开关PS1、PS2、PS3 三取二动作(压力开关动作定值为7.8 MPa)撑钩在旋转弹簧的作用下复位(如图1 中所示位置)压力信号及行程开关
4、ZS1 闭合信号存在后,该信号使复位电磁阀1YV 失电排除第1 个腔室中的压力透平油, 活塞在弹簧力的作用下恢复原位置第2 个腔室中的活塞在弹簧力的作用下也向原位置移动,但由于撑钩已经复位,顶住了第2 个腔室中的右侧顶杆机组机械挂闸完成,行程开关ZS1 再次由断开状态变为闭合状态,控制组态判断汽轮机挂闸成功。机组无跳闸首出记忆存在以下几种可能。3.1 就地手动打闸停机即人为操作手动停机机构使汽轮机跳闸。手动停机操作将直接导致汽轮机危急遮断器撑钩动作,使隔离阀组动作,直接卸掉高压抗燃油压力,主汽门关闭, 汽轮机跳闸。该过程无信号送入DCS 系统。3.2 危急遮断器动作危急遮断器(汽轮机飞环)动作
5、将自动打掉危急遮断器撑钩导致EH 油泄压。可能原因:(1) 机械超速,危急遮断器飞出。故障时汽轮机转速平稳维持在(3 000±2) r/min,可排除此原因。(2) 喷油试验电磁阀漏油。如果机组运行中喷油试验电磁阀存在渗漏, 将导致机组在稳定转速工况下跳闸,并且无跳闸首出记忆。3.3 热工控制系统故障汽轮机跳闸联跳锅炉控制组态见图3,DEH 系统保护电气原理见图4。组态说明如下:“主汽门关闭反馈(由DEH 来)”:由DEH 系统通过逻辑判断后硬接线送入DCS 系统,DEH 组态中判断条件为高压主汽门任意1 个关闭同时中压主汽门任意1 个关闭,触发“主汽门关闭”信号;“汽机跳闸1、2、
6、3”:为热工ETS 保护判断后的汽轮机跳闸信号。控制系统故障无跳闸首出可能原因:(1) 汽轮机ETS 及DCS 的SOE (Sequence ofEvent,事件序列记录)系统故障。通过跳闸后的相关试验, 证明热工ETS 及DCS 的SOE 系统工作状态正常,排除了该原因。(2) 汽轮机保护系统故障,试验用继电器误动,导致机组跳闸无首出记忆。汽轮机保护系统(TPS)由3 块TPS02 模件及以电缆连接的1 个TPSTU02端子单元组成, 所有与电子超速保护有关的功能皆由模件及端子单元监测和完成, 保护功能独立于控制系统的数据总线和多功能处理器。汽轮机保护系统采用3 冗余输入方式、3 选2 保护
7、逻辑,具有在线试验的能力。3 项保护功能都有4 个继电器输出至液压集成块,主要实现超速保护(OSP)、汽轮机跳闸低压遮断保护(TRIP)、高压遮断保护(EHC)及功率不平衡保护(PLI)功能。机组运行稳定性、可靠性明显提高TRIP 可取代或与原厂家配置的电动跳闸(一般为汽轮机控制油油路中的1 个电磁卸荷阀)并行操作,以快速关闭汽轮机阀门。此项保护的动作转速一般设定为额定转速的110。EHC 与TRIP 配合操作, 激励高压遮断集成块以泄掉所有阀门油动机油压。动作转速同样设定为额定转速的110。EHC、TRIP 保护动作的条件为汽轮机转速达到额定转速的110%,同时3 块TPS02 转速板至少有
8、2块已经动作, 但是故障时机组实际转速在3000 r/min 左右且较稳定,因此该信号动作的可能性不大。但根据电气原理图, 如果TRIP 保护试验继电器4(图4 中2-7A-TB9-(56)发生误动作,将出现以下动作过程:TPSTU02 板中TRIP 保护继电器4 误动作AST 电磁阀失电及停机电磁铁带电(3YV)汽轮机EH 油泄压压力监视开关PS1、2、3 动作汽轮机复位信号消失ZS2 在正常位(危急遮断器在掉闸位)汽轮机已遮断触发高压遮断1、2、3、4信号,该过程无跳闸首出记忆。4 改进措施(1) 加强运行管理,一般情况下禁止操作现场手动打闸机构,确保机组的安全运行;(2) 机组启动前必须检查喷油试验电磁阀,确保电磁阀及油路中润滑油的清洁度, 保证喷油试验电磁阀工作的可靠性;(3) 联系设备生产厂家将汽TPSTU02 端子单元升级为TPSTU12 端子单元,排除试验继电器误动作的可能性。5 结语保护
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