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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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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(fā)電公司采用新華威爾液壓系統(tǒng)(上海)有限公司生產(chǎn)的EH油系統(tǒng),EH油系統(tǒng)包括供油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)。汽輪機(jī)停機(jī)保護(hù)是由汽輪機(jī)危急遮斷控制系統(tǒng)(以下簡稱 “ETS系統(tǒng)” )來實(shí)現(xiàn)的。

ETS系統(tǒng)停機(jī)的主要執(zhí)行元件由4個(gè)AST 電磁閥組成,電磁閥封堵著各汽輪機(jī)主汽門AST母管油壓。當(dāng)電磁閥打開時(shí),AST母管油壓卸掉時(shí)機(jī)組主調(diào)門全部關(guān)閉,汽輪機(jī)惰走,機(jī)組停機(jī)。

LB公司每月作一次AST活動(dòng)試驗(yàn),2013年9月和2014年8月試驗(yàn)過程中出現(xiàn)過同一通道的AST電磁閥都失效的現(xiàn)象,同一通道的電磁閥失效表現(xiàn)為ASP壓力不正常,若此時(shí)另外一通道的電磁閥任何一個(gè)出現(xiàn)故障可能就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組跳閘或不能實(shí)現(xiàn)機(jī)組保護(hù)停運(yùn)的功能。

二、ETS危急遮斷系統(tǒng)原理
ETS危急遮斷系統(tǒng)模塊如下圖由四個(gè)AST電磁閥、四個(gè)節(jié)流孔、儀表等組成。四個(gè)電磁閥是受ETS電氣信號(hào)所控制。AST電磁閥是勵(lì)磁關(guān)閉,失勵(lì)打開。在正常運(yùn)行時(shí)電磁閥勵(lì)磁被關(guān)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(guān)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(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,從而完成了掛閘。當(dāng)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(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)跳閘,導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。
四個(gè)AST電磁閥組采用串、并聯(lián)模式布置,即1、3并聯(lián)的電磁閥再與2、4并聯(lián)的電磁閥串聯(lián),并且采用冗余設(shè)置,由二通道構(gòu)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(hù)性,每個(gè)通道中至少必須有一只電磁閥打開才可導(dǎo)致機(jī)組跳閘,這樣能有效地防止跳閘油模塊誤動(dòng)或拒動(dòng)。

1.jpg

每個(gè)電磁閥的壓力油側(cè)都串接有節(jié)流孔1和節(jié)流孔2,掛閘時(shí)電磁閥關(guān)閉,壓力油通過節(jié)流孔1和節(jié)流孔2向卸載閥上部充油,使卸載閥關(guān)閉;電磁閥跳閘打開時(shí),由于有節(jié)流孔1和節(jié)流孔2對(duì)母管側(cè)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(gè)通道上還并接了一個(gè)節(jié)流孔3和節(jié)流孔4,共二個(gè),這二個(gè)節(jié)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(yùn)行時(shí)有一定的流動(dòng)性;試驗(yàn)時(shí)能有效檢測到ASP油壓的變化,而且對(duì)系統(tǒng)油壓又不造成影響。

三、AST通道試驗(yàn)

按照要求每月應(yīng)該進(jìn)行AST通道試驗(yàn),在通道一與通道二的串接點(diǎn)上安裝了電磁閥試驗(yàn)壓力開關(guān)PS1、PS2,PS1用于中間壓力即ASP油壓高報(bào)警,PS2用于ASP油壓低報(bào)警,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)ASP油壓約為7.0Mpa左右。

做試驗(yàn)時(shí),每個(gè)通道每個(gè)電磁閥單獨(dú)進(jìn)行,不能同一通道的二個(gè)電磁閥同時(shí)做,防止機(jī)組有跳閘信號(hào)而造成拒動(dòng)。做第一通道電磁閥AST1和AST3試驗(yàn)時(shí),首先將該通道要做試驗(yàn)的電磁閥置于試驗(yàn)位置,打開該電磁閥,ASP油壓上升,當(dāng)中間壓力升到9.5Mpa時(shí),壓力開關(guān)PS1動(dòng)作高報(bào)警,說明該電磁閥動(dòng)作正常,將該電磁閥投回運(yùn)行,同理做另一個(gè)。做第二通道電磁閥試驗(yàn)時(shí),方法一樣,此時(shí)ASP油壓下降,當(dāng)壓力下降到4.2Mpa時(shí),PS2發(fā)低報(bào)警,說明電磁閥動(dòng)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(xiàn)象,特別是作AST電磁閥通道試驗(yàn)定期工作時(shí),很多電廠都遇到過ASP油壓異常的現(xiàn)象。盡管AST電磁閥失效或ASP油壓異常原因很復(fù)雜,但梳理概括起來主要有以下幾條:
4.1節(jié)流孔1堵塞,AST1、AST3的先導(dǎo)控制油壓(由EH油泵來的高壓油)無法建立,導(dǎo)致AST1、AST3卸載閥不能關(guān)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(yùn)行時(shí)高報(bào)警,第一通道AST1、AST3失效,若此時(shí)AST2和AST4任一個(gè)出現(xiàn)故障或內(nèi)漏就會(huì)導(dǎo)致AST油壓瀉走,造成機(jī)組跳閘。
4.2節(jié)流孔2堵塞,AST2、AST4的先導(dǎo)控制油壓(由EH油泵來的高壓油)無法建立,導(dǎo)致AST2、AST4卸載閥也不能關(guān)閉,ASP油壓直接泄回油箱,ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)低報(bào)警,第二通道AST2、AST4失效,若此時(shí)AST1和AST3任一個(gè)出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致AST油壓瀉走,造成機(jī)組跳閘。
4.3節(jié)流孔3堵塞,ASP母管日常運(yùn)行時(shí)油壓低報(bào)警,但此時(shí)做AST電磁閥試驗(yàn)不會(huì)產(chǎn)生影響,即表明AST電磁閥能夠正常動(dòng)作,AST電磁閥未失效。
4.4節(jié)流孔4堵塞,ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)高報(bào)警,但此時(shí)做AST電磁閥試驗(yàn)不會(huì)產(chǎn)生影響,即表明AST電磁閥能夠正常動(dòng)作,AST電磁閥未失效。
4.5AST1或AST3電磁閥內(nèi)漏,ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)高報(bào)警,第一通道AST1或AST3失效,若此時(shí)AST2和AST4任一個(gè)出現(xiàn)故障或內(nèi)漏就會(huì)導(dǎo)致AST油壓瀉走,造成機(jī)組跳閘。
4.6AST2或AST4電磁閥內(nèi)漏,ASP母管油壓日常運(yùn)行時(shí)低報(bào)警,第二通道AST2或AST4失效,若此時(shí)AST1和AST3任一個(gè)出現(xiàn)故障或內(nèi)漏就會(huì)導(dǎo)致AST油壓瀉走,造成機(jī)組跳閘。
4.7AST1和AST3電磁閥都卡澀,AST定期試驗(yàn)時(shí)ASP母管油不能實(shí)現(xiàn)正常的高報(bào)警,第一通道AST1或AST3失效,機(jī)組ETS停機(jī)功能失效,電超速失效。
4.8AST2和AST4電磁閥都卡澀,AST定期試驗(yàn)時(shí)ASP母管油不能實(shí)現(xiàn)正常的低報(bào)警,第二通道AST2或AST4失效,機(jī)組ETS停機(jī)功能失效,電超速失效。
根據(jù)上面列舉的幾種原因,總結(jié)了4種故障現(xiàn)象,為檢修運(yùn)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(xiàn)象,造成機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)時(shí)誤跳機(jī)或保護(hù)跳機(jī)時(shí)拒動(dòng),檢修運(yùn)行人員應(yīng)該采取以下防范措施:
5.1每月至少進(jìn)行一次AST的活動(dòng)試驗(yàn),從開關(guān)動(dòng)作ASP油壓是否正常、動(dòng)作值是否出現(xiàn)漂移、節(jié)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(duì)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題。
5.2在機(jī)組啟動(dòng)前,進(jìn)行AST電磁閥通道試驗(yàn),而且每次試驗(yàn)均重復(fù)5次,并保證電磁閥都能正常動(dòng)作方可進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng)工作。
5.3利用AST電磁閥分組供電的特性,停機(jī)時(shí)采用退電法檢查AST電磁閥的嚴(yán)密性。結(jié)合AST試驗(yàn),及時(shí)查找出故障AST電磁閥,保證AST電磁閥的可靠性。
5.4機(jī)組停運(yùn)時(shí),對(duì)AST電磁閥電源保護(hù)裝置的輸出電壓進(jìn)行檢查。其輸出電壓必須在設(shè)計(jì)值±5%范圍內(nèi)。
5.5在ASP油路安裝一個(gè)壓力表,便于監(jiān)視系統(tǒng)油壓,有條件能通過變送器,進(jìn)入監(jiān)視畫面顯示。進(jìn)行AST試驗(yàn)時(shí),可直觀地觀察試驗(yàn)過程,并能很快判斷出試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題原因是什么。
5.6利用停機(jī)機(jī)會(huì)加大對(duì)AST電磁閥的維護(hù)檢查,如對(duì)腐蝕損壞密封件O型圈更換,檢查清理ASP油壓節(jié)流孔及AST節(jié)流孔和泄油主閥結(jié)合面等。
5.7機(jī)組在停運(yùn)檢修時(shí),檢查AST電磁閥的線圈電阻、絕緣電阻。對(duì)不符合線圈電阻設(shè)計(jì)值的電磁閥進(jìn)行更換,對(duì)絕緣不符合要求的必須查找原因予以處理。
5.8加強(qiáng)EH油系統(tǒng)濾油,定期取油樣化驗(yàn)油中顆粒度,發(fā)現(xiàn)有明顯劣化情況應(yīng)及時(shí)采取措施。確保EH油顆粒度≤NAS5級(jí)的標(biāo)準(zhǔn),防止AST電磁閥運(yùn)行中卡澀。
5.9機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),加強(qiáng)對(duì)AST電磁閥的巡視檢查。通過判斷電磁閥是否勵(lì)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(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常。
六、結(jié)束語 
AST電磁閥較常見的故障是:
AST電磁閥內(nèi)漏,引發(fā)EH油泵電流增加;
ASP前后節(jié)流孔堵塞,ASP開關(guān)運(yùn)行中報(bào)警;
但如果是遇到AST電磁閥不動(dòng)作,不能正常泄壓,其潛在的危險(xiǎn)性極大。AST電磁閥不動(dòng)作若發(fā)生在發(fā)電機(jī)跳閘時(shí),則機(jī)組存在著超速風(fēng)險(xiǎn);若發(fā)生在主、再熱汽溫驟降50℃以上時(shí),則有可能造成汽輪機(jī) “水沖擊”事故;若發(fā)生在機(jī)組軸系振動(dòng)保護(hù)跳機(jī)時(shí),則可能加劇汽機(jī)通流部分磨損;若發(fā)生在潤滑油壓低保護(hù)跳機(jī)時(shí),有可能造成斷油燒瓦。這些危害任何一項(xiàng)發(fā)生都可能造成重大設(shè)備損壞,所以AST電磁閥失效問題應(yīng)引起電廠檢修運(yùn)行人員的特別關(guān)注。

審核編輯(
王靜
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