（江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司 江苏启东 226200）
摘要：为了提高汽轮发电机组的可靠性，针对机组主重要保护开关存在取样共源问题，根据《DL/T261-2012火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》，对汽轮机主保护EH油压低保护开关取样管路及AST油压低开关取样管路进行优化改造，消除机组隐患，避免因热工设备保护误动引起机组非停事件。
关键词：汽轮机；可靠性；优化；保护
1 引言
随着汽轮发电机组容量、参数的不断提高，机组可靠性要求也在不断提高。超超临界汽轮机ETS系统重要保护开关取样管路优化为根据《DL/T261-2012火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》，在充分论证的基础上，立足解决汽轮机重要保护开关取样管路不独立、AST油压开关共用取样管等问题所进行的技术改造。它解决了汽轮机EH油试验模块两路试验通道相互独立，同时对汽轮机3个AST油压低开关独立取样，消除因设计缺陷引起的保护误动及机组非停隐患。
2 设备现状及存在的问题
2.1 机组设备基本情况
吕四港电厂设计4*660MW超超临界燃煤发电机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的CCLN660-25/600/600型一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、高中压合缸、反动凝汽式汽轮机。汽轮机主保护EH油压低保护设计压力开关4个，定值9.3MPa，保护动作方式为“两或一与”（油压低开关1或3动作与油压低开关2或4动作），EH油压保护开关自EH油母管取样，在专用试验块内分为两个通道，通道1接油压低开关1、3，通道2接油压低开关2、4。设计有单通道在线试验电磁阀，电磁阀1带电动作时，油压低开关1、3节流孔泄油动作，电磁阀2带电动作时，油压低开关2、4节流孔泄油动作，可验证开关取样、动作是否正常。
AST油压低开关设计3个，定值7MPa，动作方式为“三取二”，用于表征汽轮机挂闸/跳闸，3个AST油压低开关共用一路取样管路（共源），自OPC-AST液压块AST油母管上。
2.2 存在的主要问题
汽轮机主保护EH油压低开关共4个均接在1个试验块上，且试验块只有一个取样母管，若EH油试验块进口母管处接头存在泄漏，将造成4个开关均动作，存在汽轮机非停的风险。另外4个开关均取自1个取样母管，如果母管有堵塞等情况将影响开关的正确动作，不符合保护测点取样管路独立性的要求。在机组启动初期，EH油内存在较多杂质，易造成试验块节流孔堵塞，从而引起试验块上所有压力开关的误动作；同时表征汽轮机挂闸/跳闸状态的3个AST油压开关也是共用一个取样母管。
现存在以下问题：
1、EH油压低保护开关试验块进口母管接头若泄漏，将保护误动、机组非停；
2、EH油压低保护开关试验块仅设计1个取样点，且机组启动初期极易造成试验块节流孔堵塞，易引起保护开关误动、拒动，不符合《DL/T261-2012火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》；
3、AST油压低开关取自OPC-AST液压组合块的AST取样口处，3个开关存在共源现象，若母管任一接头泄漏，将误动跳机，不符合保护测点取样管路独立性的要求。
3 改造方案论证
3.1 改造方案描述
更换新式的EH油试验块，新式试验块包含左右两只取样接点。将原EH油试验块取样管接到新式模块左侧，经过试验电磁阀后接保护压力开关1、3，由机务专业在13.7米EH油母管上再焊接一个取样三通，由三通引出一路ф16取样管（约5米长）连接至新EH油试验块上右侧接口，经过试验电磁阀后接保护压力开关2、4，将两只试验块的回油管道通过三通连接在同一个泄油管道上。这样可实现两路保护开关取样点独立，增加保护的可靠性。
将原AST试验块上的油压低取样口经管路连接至AST油压低1开关上，在AST母管上分别再焊接两个取样三通，经过独立的取样管路连接至AST油压低2、3开关上，以实现取样管路的独立。
3.2 方案实施的可行性、合理性、存在问题和解决办法
改造过程中需更换新的EH油试验块，并通过在母管上焊接三通连接取样管，改造时由机务专业完成新增试验块的安装、三通焊接及取样母管的连接，热控专业完成试验块出口取样管至各压力开关，无需敷设电缆，工作量小。
3.3 安全措施
1.工作需在停机检修期间进行，并确认汽轮机EH油系统系统设备已停运，电气设备已断电。
2.改造前确保油管路内清洗干净，无油气残留，以防焊接时引起燃烧、爆炸等，工作过程中定时测量环境内可燃气体浓度，并做灭火防护措施。
3.安装试验块等设备时要做好人身安全防护，防止重物砸伤等人身伤害。
4.敷设电缆时要做好工作人员高处作业防护措施，高处作业必须正确使用安全带，并补充照明设施。
5.连接试验电磁阀接线时首先确认电磁阀电源开关已断开，并验明无电后再进行工作，以防止人身触电。
6.进行改造前，对设备编号和电缆编号进行核对，要做到心中有数，避免盲目作业，以防止出现接线错误的现象。
7.接线完成后，对接线进行校对，校对确认无误后，进行送电检查。检查确认系统工作正常后，工作完成，整理工作现场。
8.在完成改造工作后进行设备传动，进行保护通道试验时对应的开关能正确动作，现场检查各油压管路无渗漏，安装工艺符合要求。
4 改造方案综述
4.1 原系统或设备基本情况
吕电汽轮机所使用的EH油试验模块为由哈汽自控公司提供，上海汇益公司设计生产，该EH油试验块分为两个通道，通道1接EH油压低1、3开关，通道2接EH油压低2、4开关。进行保护开关定期试验时，首先动作试验电磁阀1，EH油压低1、3开关泄油动作，试验电磁阀1关闭后动作试验电磁阀2，EH油压低2、4开关泄油动作，以验证开关动作正常，试验时泄油回至无压回油。
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图1 原EH油试验模块现场图 图2 原EH油试验模块液压原理图
原汽轮机4个EH油压低开关均接在1个试验块上，如果试验块进口母管处接头存在泄漏，将造成4个开关均动作，存在汽轮机非停的风险；在机组启动初期，EH油内存在较多杂质，易造成试验块节流孔堵塞，从而引起试验块上所有压力开关的误动作。现场试验块结构如下图1所示，液压原理图如图2所示。
吕电AST油压低开关共有3个，开关定值为7MPa，动作方式为三取二动作表示汽轮机已跳闸，目前三个AST油压低开关共用一个取样管，取样管取自AST液压块AST油母管上。
原汽轮机3个AST油压低开关均取自机头处AST液压块的AST取样口处，3个开关共用一个取样管路，如果母管上任一接头存在泄漏，将造成3个油压开关均动作，不符合保护测点取样管路独立性的要求。现场开关取样如下图2所示，AST油压开关布置系统图如图4所示。
图4 原AST油压开关布置取样系统图
4.2 原系统或设备存在的主要问题
目前吕电汽轮机4个EH油压低开关均接在1个试验块上，如果试验块进口母管处接头存在泄漏，将造成4个开关均动作，存在汽轮机非停的风险。另外4个开关均取自1个取样母管，如果母管有堵塞等情况将影响开关的正确动作，不符合保护测点取样管路独立性的要求。在机组启动初期，EH油内存在较多杂质，易造成试验块节流孔堵塞，从而引起试验块上所有压力开关的误动作。
吕电汽轮机3个AST油压低开关均取自机头处AST液压块的AST取样口处，3个开关共用一个取样管路，如果母管上任一接头存在泄漏，将造成3个油压开关均动作，不符合保护测点取样管路独立性的要求。
4.3 独立配置优化的必要性
为提高汽轮机EH油压低保护取样管路的安全性和可靠性，根据《DL/T261-2012火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》“6.4.2ETS系统可靠性评估”要求以及《火电厂热工系统可靠性配置与事故预控》关于重要保护测点的要求：机组重要保护测点需满足机组安全性和独立性配置的要求，对吕电汽轮机EH油压低保护开关取样管路以及AST油压低开关取样管路进行优化改造。
4.4 方案及实施
再此背景下，电厂经过摸索、调研、创新，提出了有针对性的技术改造方案，利用机组检修机会进行技术改造，先后对两台机组进行改造，彻底解决了机组重要保护开关取样管不独立的设计缺陷，并进行了反复试验，改造后运行良好，在线试验正常，取得满意效果。
1、对老式EH油试验块进行了改造，更换为新式的EH油试验块；新式试验块包含左右两只取样接点。将原EH油试验块取样管接到新式模块左侧，经过试验电磁阀后接保护压力开关1、3，由机务专业在13.7米EH油母管上再焊接一个取样三通，由三通引出一路ф16取样管（约5米长）连接至新EH油试验块上右侧接口，经过试验电磁阀后接保护压力开关2、4，将两只试验块的回油管道通过三通连接在同一个泄油管道上。这样可使汽轮机EH油压低开关取样管路独立配置，即使某一个取样母管出现泄漏或某一个试验块节流孔出现堵塞等情况，也不会造成汽轮机保护误动，从而提高了设备的安全性和可靠性。
图6 现EH油试验模块液压原理图
2、将原AST试验块上的油压低取样口经管路连接至AST油压低1开关上，在AST母管上分别再焊接两个取样三通，经过独立的取样管路连接至AST油压低2、3开关上，以实现取样管路的独立，可提高AST油压低开关动作的可靠性，避免因为任一AST油压低开关接头泄露而造成所有开关误动，能较大程度地提高机组的可靠性。现场AST油压开关取样如图7所示，开关取样布置系统如图8所示。
图8 现AST油压开关布置取样系统图
5 方案实施后达到的效果
通过对EH油试验模块内部改造设计：按“两进一出”方案设计功能块，功能块的进油设为两路，通过三通从母管引出两路试验用油，两路试验通道相互独立，互不影响。回油通过试验块内部汇合后利用管接头引回到母管；在AST母管上焊接取样三通，对3个AST油压低开关独立取样，在根本上消除因设计缺陷引起的保护误动及机组非停问题。
1.使汽轮机EH油试验模块两路试验通道相互独立，互不影响；
2.试验块两路试验通道独立，使得油压开关13和24两路开关取样独立，使得现场设备可靠性大幅提高；
3.保持原有EH油压开关接线位置，重点对试验块内部油路进行改造，降低了改造成本；
4.在AST母管上分别再焊接取样三通，经独立取样管路连接至AST油压低开关上，以实现取样管路的独立；
5.保持原有AST油压开关接线位置，取样管路重新布置，提高了工作效率，也降低了改造成本；
6.改造时只需在母管上焊接三通连接取样管无需敷设电缆，工作量小。
6 结论
根据《DL/T261-2012火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》“6.4.2 ETS系统可靠性评估”要求，对EH油压低保护开关取样管路及AST油压低开关取样管路进行优化改造，从技术层面彻底解决了存在的问题，且该项目投资小，改造可行性强，效果明显，目前该优化项目已在两台机组进行了推广应用，优化后机组运行稳定，极大的提高了机组整体可靠性。
参考文献：
[1] 《DL/T261-2012火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》
[2] 《火电厂热工系统可靠性配置与事故预控》