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某電廠AST電磁閥失效原因分析

某電廠AST電磁閥失效原因分析

2023/10/26 10:13:20

一、前言

大唐LB發電公司采用新華威爾液壓系統(上海)有限公司生產的EH油系統,EH油系統包括供油系統、執行機構和危急遮斷系統。汽輪機停機保護是由汽輪機危急遮斷控制系統(以下簡稱 “ETS系統” )來實現的。

ETS系統停機的主要執行元件由4個AST 電磁閥組成,電磁閥封堵著各汽輪機主汽門AST母管油壓。當電磁閥打開時,AST母管油壓卸掉時機組主調門全部關閉,汽輪機惰走,機組停機。

LB公司每月作一次AST活動試驗,2013年9月和2014年8月試驗過程中出現過同一通道的AST電磁閥都失效的現象,同一通道的電磁閥失效表現為ASP壓力不正常,若此時另外一通道的電磁閥任何一個出現故障可能就會導致機組跳閘或不能實現機組保護停運的功能。

二、ETS危急遮斷系統原理
ETS危急遮斷系統模塊如下圖由四個AST電磁閥、四個節流孔、儀表等組成。四個電磁閥是受ETS電氣信號所控制。AST電磁閥是勵磁關閉,失勵打開。在正常運行時電磁閥勵磁被關閉,從而封閉了壓力油與回油管的通路,在壓力油的作用下使卸載閥關閉,從而封閉了AST母管油的泄油通道,建立了AST油壓,使所有與AST油相關的執行機構動作,從而完成了掛閘。當電磁閥失磁打開,泄掉卸載閥上的壓力油,在彈簧力的作用下卸載閥打開,從而泄掉AST油,使所有與AST油相關的執行機構跳閘,導致機組停機。
四個AST電磁閥組采用串、并聯模式布置,即1、3并聯的電磁閥再與2、4并聯的電磁閥串聯,并且采用冗余設置,由二通道構成,第一通道由AST1、AST3電磁閥組成,第二通道由AST2、AST4電磁閥組成,這樣就具有多重的保護性,每個通道中至少必須有一只電磁閥打開才可導致機組跳閘,這樣能有效地防止跳閘油模塊誤動或拒動。

1.jpg

每個電磁閥的壓力油側都串接有節流孔1和節流孔2,掛閘時電磁閥關閉,壓力油通過節流孔1和節流孔2向卸載閥上部充油,使卸載閥關閉;電磁閥跳閘打開時,由于有節流孔1和節流孔2對母管側壓力油的阻隔作用,使卸載閥上的壓力油迅速泄掉,保證卸載閥快速打開,并且不影響母管油壓。在電磁閥的每個通道上還并接了一個節流孔3和節流孔4,共二個,這二個節流孔的作用是建立一、二通道之間的即ASP油壓;保持AST油在運行時有一定的流動性;試驗時能有效檢測到ASP油壓的變化,而且對系統油壓又不造成影響。

三、AST通道試驗

按照要求每月應該進行AST通道試驗,在通道一與通道二的串接點上安裝了電磁閥試驗壓力開關PS1、PS2,PS1用于中間壓力即ASP油壓高報警,PS2用于ASP油壓低報警,系統正常運行時ASP油壓約為7.0Mpa左右。

做試驗時,每個通道每個電磁閥單獨進行,不能同一通道的二個電磁閥同時做,防止機組有跳閘信號而造成拒動。做第一通道電磁閥AST1和AST3試驗時,首先將該通道要做試驗的電磁閥置于試驗位置,打開該電磁閥,ASP油壓上升,當中間壓力升到9.5Mpa時,壓力開關PS1動作高報警,說明該電磁閥動作正常,將該電磁閥投回運行,同理做另一個。做第二通道電磁閥試驗時,方法一樣,此時ASP油壓下降,當壓力下降到4.2Mpa時,PS2發低報警,說明電磁閥動作正常。


四、AST電磁閥失效或ASP油壓異常分析
很多電廠都遇到過AST電磁閥失效的現象,特別是作AST電磁閥通道試驗定期工作時,很多電廠都遇到過ASP油壓異常的現象。盡管AST電磁閥失效或ASP油壓異常原因很復雜,但梳理概括起來主要有以下幾條:
4.1節流孔1堵塞,AST1、AST3的先導控制油壓(由EH油泵來的高壓油)無法建立,導致AST1、AST3卸載閥不能關閉,AST油壓直接泄到下游電磁閥AST2和AST4前,ASP母管油壓日常運行時高報警,第一通道AST1、AST3失效,若此時AST2和AST4任一個出現故障或內漏就會導致AST油壓瀉走,造成機組跳閘。
4.2節流孔2堵塞,AST2、AST4的先導控制油壓(由EH油泵來的高壓油)無法建立,導致AST2、AST4卸載閥也不能關閉,ASP油壓直接泄回油箱,ASP母管油壓日常運行時低報警,第二通道AST2、AST4失效,若此時AST1和AST3任一個出現故障就會導致AST油壓瀉走,造成機組跳閘。
4.3節流孔3堵塞,ASP母管日常運行時油壓低報警,但此時做AST電磁閥試驗不會產生影響,即表明AST電磁閥能夠正常動作,AST電磁閥未失效。
4.4節流孔4堵塞,ASP母管油壓日常運行時高報警,但此時做AST電磁閥試驗不會產生影響,即表明AST電磁閥能夠正常動作,AST電磁閥未失效。
4.5AST1或AST3電磁閥內漏,ASP母管油壓日常運行時高報警,第一通道AST1或AST3失效,若此時AST2和AST4任一個出現故障或內漏就會導致AST油壓瀉走,造成機組跳閘。
4.6AST2或AST4電磁閥內漏,ASP母管油壓日常運行時低報警,第二通道AST2或AST4失效,若此時AST1和AST3任一個出現故障或內漏就會導致AST油壓瀉走,造成機組跳閘。
4.7AST1和AST3電磁閥都卡澀,AST定期試驗時ASP母管油不能實現正常的高報警,第一通道AST1或AST3失效,機組ETS停機功能失效,電超速失效。
4.8AST2和AST4電磁閥都卡澀,AST定期試驗時ASP母管油不能實現正常的低報警,第二通道AST2或AST4失效,機組ETS停機功能失效,電超速失效。
根據上面列舉的幾種原因,總結了4種故障現象,為檢修運行人員分析問題提供借鑒:

2.jpg

五、防范措施

為防止AST電磁閥失效的現象,造成機組正常運行時時誤跳機或保護跳機時拒動,檢修運行人員應該采取以下防范措施:
5.1每月至少進行一次AST的活動試驗,從開關動作ASP油壓是否正常、動作值是否出現漂移、節流孔是否存在堵塞、采樣管是否存在堵塞、AST電磁閥是否異常等各方面逐一排查對試驗過程中出現的問題。
5.2在機組啟動前,進行AST電磁閥通道試驗,而且每次試驗均重復5次,并保證電磁閥都能正常動作方可進行機組啟動工作。
5.3利用AST電磁閥分組供電的特性,停機時采用退電法檢查AST電磁閥的嚴密性。結合AST試驗,及時查找出故障AST電磁閥,保證AST電磁閥的可靠性。
5.4機組停運時,對AST電磁閥電源保護裝置的輸出電壓進行檢查。其輸出電壓必須在設計值±5%范圍內。
5.5在ASP油路安裝一個壓力表,便于監視系統油壓,有條件能通過變送器,進入監視畫面顯示。進行AST試驗時,可直觀地觀察試驗過程,并能很快判斷出試驗中出現的問題原因是什么。
5.6利用停機機會加大對AST電磁閥的維護檢查,如對腐蝕損壞密封件O型圈更換,檢查清理ASP油壓節流孔及AST節流孔和泄油主閥結合面等。
5.7機組在停運檢修時,檢查AST電磁閥的線圈電阻、絕緣電阻。對不符合線圈電阻設計值的電磁閥進行更換,對絕緣不符合要求的必須查找原因予以處理。
5.8加強EH油系統濾油,定期取油樣化驗油中顆粒度,發現有明顯劣化情況應及時采取措施。確保EH油顆粒度≤NAS5級的標準,防止AST電磁閥運行中卡澀。
5.9機組正常運行時,加強對AST電磁閥的巡視檢查。通過判斷電磁閥是否勵磁、電磁閥線圈溫度是否在正常范圍、ASP油壓是否在正常值等來分析AST電磁閥的工作狀況,及時發現各種異常。
六、結束語 
AST電磁閥較常見的故障是:
AST電磁閥內漏,引發EH油泵電流增加;
ASP前后節流孔堵塞,ASP開關運行中報警;
但如果是遇到AST電磁閥不動作,不能正常泄壓,其潛在的危險性極大。AST電磁閥不動作若發生在發電機跳閘時,則機組存在著超速風險;若發生在主、再熱汽溫驟降50℃以上時,則有可能造成汽輪機 “水沖擊”事故;若發生在機組軸系振動保護跳機時,則可能加劇汽機通流部分磨損;若發生在潤滑油壓低保護跳機時,有可能造成斷油燒瓦。這些危害任何一項發生都可能造成重大設備損壞,所以AST電磁閥失效問題應引起電廠檢修運行人員的特別關注。

審核編輯(
王靜
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