1号机ASP油压低原因分析

罗义豪

（广东国华粤电台山发电有限公司广东台山529228）

摘要：为防止汽轮机运行过程中，因为部分设备工作失常导致重大事故发生，机组一般都装有汽轮机危急遮断系统（ETS），危急遮断系统工作的可靠性直接关系着机组的安全，因此对ETS系统的运行状况应重点关注，对系统缺陷应及时解决。

关键词：AST；隔膜阀；泄漏

一、事件背景

国华台山电厂1号汽轮发电机ETS系统在今年2月份曾多次出现ASP油压低的问题，就地压力表在4~5MPa范围变化，直到今年5月份机组停运前就地ASP压力表一直维持在4.5MPa左右。以下为当时的运行操作记录：

2014-2-0208：00检查发现1号机组汽轮机紧急遮断系统ASP油压显示4.75MPa（正常值6.5MPa），联系专业组到场检查分析可能为电磁阀泄漏或节流孔有堵，适时更换表计核实油压真实值，当前加强现场巡检。

2014-2-1312：00，就地ASP油压4.38MPa，15：00，更换EH油ASP就地压力表，更换前表计显示4.45MPa，更换表计后显示4.60MPa，无明显变化。

该问题是ETS系统的重大隐患，从危险源辨识的角度它直接威胁机组的安全运行，属重大设备隐患。对于引起ASP油压波动的原因，本人做如下分析：

二、ETS系统介绍

汽轮机危急遮断系统由4只AST电磁阀、2只OPC电磁阀、2只单向阀以及隔膜阀和危急遮断块组成，当传感器指明汽轮机的某一变量处于遮断水平时，AST电磁阀失电打开，卸掉危急遮断油，快速关闭汽机主汽门和调节汽门。如图1所示为ETS系统4只AST电磁阀的布置情况，采用双通道串并联冗余布置，20-1/AST和20-3/AST构成第一通道，20-2/AST和20-4/AST构成第二通道，每一通道由在危急遮断系统控制柜中的继电器保持供电，串联防止误动，并联防止拒动。每一通道有其本身的继电器、电源和监视所有汽轮机遮断变量的能力，遮断汽轮机需要两个通道同时动作，即每个通道至少一个电磁阀动作才能卸掉遮断油压，正常运行期间任意通道的任一电磁阀误动是不会造成停机的。这样的布置在保证安全的同时又提高了可靠性。

三、AST电磁阀的动作原理

在机组正常运行时，四只AST电磁阀是被通电关闭的，从而封闭了自动停机危急遮断（AST）母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀失电打开，则母管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽轮机停机。AST电磁阀是组成串并联布置的，这样就有多重的保护性。每个通道中至少须一只电磁阀打开，才可导致停机。同时也提高了可靠性，四只AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。

ETS母管装有2只压力开关63-1/AST，63-2/AST用以监测AST压力，因而可监测汽轮机的状态（复置或遮断）。在两个通道之间装有2只压力开关63-1/ASP，63-2/ASP用以监测ASP压力。AST油通过两个串联的孔径一致（φ0.8）的小节流孔回油，ASP压力是两个串联的小节流孔中间的压力。ASP油压由AST油压通过节流孔产生，再通过节流孔到回油，ASP油压通常在7.0MPa左右，约为AST油压的一半。ASP1油压低报警为4.3MPa，ASP2压力高报警为9.5MPa。当AST电磁阀1或3动作时，ASP压力升高至与AST油压相当，即13MPa左右，ASP1压力开关动作；当AST电磁阀2或4动作时，ASP压力降低至零，ASP2压力开关动作。如果AST电磁阀没有动作时，ASP1或2压力开关动作，或AST电磁阀复位后压力开关不复位，就存在ASP油压报警。根据ASP油压是升高还是降低，这可判别是上游两个电磁阀（20-1/AST，20-3/AST）还是下游两个电磁阀（20-2/AST，20-4/AST）失电，从而可监测汽轮机ETS试验的状态。一旦AST总管与回油相通，则会使OPC总管通过AST与回油相通，引起空气引导阀中的弹簧将空气引导阀关闭。结果，将切换供到抽汽逆止阀的压缩空气，而储存的空气将放入大气，因此各抽汽逆止阀将关闭。一旦AST总管油压重新建立，则动作相反。AST电磁阀都是两级动作阀，以实现低压油控制高压油，增加了系统的可靠性，如图2所示。AST电磁阀第一级正常时通电，电磁阀带动阀芯下移，关闭高压供油HP的泄油通路，进入第二级阀门，X腔的压力升高，它克服弹簧1的拉力，推动活塞向右移动，将AST危急遮断油的泄油通道堵塞，AST危急遮断油油压建立。AST电磁阀失电时，电磁阀阀芯在弹簧2的拉力作用下上移，打开高压供油HP的泄油通路，X腔的压力降低，不足以克服弹簧1的拉力，活塞在弹簧拉力的作用下左移，将AST危急遮断油的泄油通道打开，AST危急遮断油失压。

四、风险分析

AST电磁阀（2、4）内漏，使系统的可靠度降低了50%，如果1、3电磁阀误动或通道一失电则AST油压下降，会使高中压缸调门调节品质下降，有超速的危险，下降到4.43MPa机组遮断油压低跳闸。ASP油压是危急遮断油的唯一检测数据，如果该参数失去监视，只能通过压力开关来推断系统的故障，而一旦压力开关动作，后果只能是机组跳闸，这样就无法掌握故障的量变过程，无法提前预控。

五、ASP油压报警的原因分析

1、就地表计不准。

可通过更换压力表进行校验。

2、隔膜阀内漏

隔膜阀上部为润滑油，下部为遮断油，正常运行时通过上部的润滑油压力关闭阀门，遮断AST油的泄油通道建立遮断油压。长期运行如果隔膜阀的零位出现漂移，隔膜阀关闭不严出现微量的内漏，则会使AST的泄油通道保持一低流量，这样AST母管压力就会下降，从而引起ASP压力降低。目前的隔膜阀上部油压稳定在0.69MPa，低于规程规定的0.72~0.84MPa范围，从这一点讲有封闭不严的可能。但是如果隔膜阀下部AST油有泄漏，则回油管的温度应该接近EH油温。但现场通过触摸该段管道的结果却相反，所以这种猜想得以否定。另外隔膜阀上部有手动转轮，机组运行中可以采取通过手动关闭的方法来观察ASP压力的变化，进而推断隔膜阀有无内漏。

3、ASP前导节流孔板有堵塞

经过其他电厂的同类异常资料显示，ASP油压报警多数是由于前导节流孔堵塞造成的。当前导节流孔（AST到ASP的节流孔）堵塞时，ASP油压降低，ASP2压力开关动作，发出ASP油压低报警；当后置节流孔（ASP到回油的节流孔）堵塞时，ASP油压升高，ASP1压力开关动作，发出ASP油压报警。对于这种推断暂无有效的验证方法，但如果排除其他原因，这种可能并不影响机组的安全性和可靠性。由于AST系统遮断油无手动阀门隔离ASP节流孔板检修，只能利用机组停运机会通过检查清洗节流孔来清除故障。节流孔板是标准件安装，不存在调节问题，因此造成该节流孔板堵塞的可能原因为油质劣化，即EH油质杂质较多、温度及粘度不合规定，杂质在孔板处积聚堵塞节流孔板（未完全堵死）。所以机组正常运行期间要保证EH滤油机的运行，控制EH油温度、粘度等油质参数符合要求。

4、20-2/AST或20-4/AST有内漏

AST油通过两个节流孔回油，其他管路都是封闭的，如果通道一AST电磁阀内漏，则ASP油压升高，如果通道二电磁阀内漏，相应的多了AST油的回油，造成AST油压以及ASP油压降低。通道二的2、4号电磁阀采取并联方式连接，任一泄漏均可能引起ASP油压低报警。AST电磁阀内部滑块卡涩或者弹簧锈蚀导致动作不到位均可能造成电磁阀内漏，而四只AST电磁阀采取模块化安装，外部很难发现和检修。此种可能与上述节流孔板堵塞均不宜验证，而且均需停机处理。AST电磁阀泄漏将导致系统可靠性降低，任一通道一误动均可引起机组跳闸。对于这类故障应及早发现解决，机组启动前应进行AST电磁阀活动试验和通道试验，检查验证电磁阀的可靠度。

六、运行处理与建议

1、安装AST油压表

通过对比AST和ASP油压，如果存在节流孔堵塞则ASP油压降低，AST油压升高。如果实际两者都降低就可排除是节流孔板堵塞的可能。

2、增加ASP油压变送器

实现ASP的远方监视，可以通过ASP压力模拟量曲线，连续跟踪变化趋势，便于推断故障原因。

3、严格执行标准规定

严格执行北京国华电力技术研究中心关于《防止AST电磁阀拒动故障的技术措施》（编号GHJC[2007]1）相关规定：“1.始终保持EH油系统清洁，油质符合国华电力公司有关标准要求。2.机组运行时应加强对ASP油压信号的监视。机组连续并网运行一个月以上时，应每月进行一次定期AST电磁阀“在线”（机组并网运行中）活动试验，分别对四个AST电磁阀进行活动。在进行AST电磁阀“在线”活动试验之前，机组所属发电公司应组织制定相关的风险预控措施，并完成机组停机时的AST电磁阀活动试验。只有在该试验结果正常可靠之后，才能在机组并网运行中进行定期AST电磁阀“在线”活动试验；否则，应立即联系厂家处理或改进。若出现EH油系统被污染、油质异常的情况，应立即采取措施恢复油质，并对每个AST电磁阀进行10次以上的活动试验。只有当每次试验中AST电磁阀都动作正常时，才允许继续使用该AST电磁阀组。但在此后的半年时间内AST电磁阀的“在线”活动试验的时间间隔应缩短一半。”）

七、结束语

ASP油压低是系统运行的重大隐患，对于故障的原因，应该是ASP前导节流孔板堵塞或AST通道二电磁阀内漏所致，运行中无法处理。如果是前导节流孔板堵塞，暂不会影响机组安全，如果是AST电磁阀故障，AST动作的可靠度降低，一旦误动机组跳闸。所以未来的工作重点应该是加强对ASP油压变化趋势的监视，制定相应预案，尤其注意机组升降负荷、调门活动试验等引起EH油压波动阶段。

参考文献：

[1]沈士一、庄贺庆、康松、庞立云主编，《汽轮机原理》，中国电力出版社，1992-06出版。

作者简介：

[1]罗义豪、男、1982年12月、2004年7月毕业于东北电力学院、于神华国华粤电台山发电有限公司工作、助理工程师、从事火力发电厂集控运行专业。