张春华
华能某电厂 济源 454650
摘要：汽轮机危急遮断模块,是保证汽轮发电机组正常运行必不可少的安全保护装置,当存在某种可能导致机组受损害的危险情况时,使汽轮机自动或手动紧急停机,保护机组和人身安全。华能某电厂2×600MW机组，型号为哈尔滨汽轮机厂与三菱公司联合设计、生产的600MW超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机组。本文主要讲述该机组汽轮机在正常运行过程中，主机电磁阀组ASP中间突然升高至母管压力，针对这一故障展开的中间油压高原因分析及处理过程。
关键词：汽轮机 电磁阀组 中间油压 油压高 阀芯
1.哈汽机组概况
本产品作为国产首台超临界机组，采用与三菱公司联合设计、生产的模式。本机组为超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机，具有较高的效率和安全可靠性。高中压积木块采用三菱公司成熟的设计；低压积木块以哈汽成熟的600MW机组积木块为母型，与三菱公司一起进行改进设计，使之适应三菱公司的1029mm末级叶片。
高压主汽调节联合阀壳是一个整体合金钢锻件，机组装有两个高压主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个主汽调节联合阀包括一个水平安装的主汽阀和两个相同的垂直安装的调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机由数字电液调节系统来控制。
再热主汽调节联合阀壳是合金钢铸件，机组装有两个再热主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个再热主汽调节联合阀包括一个摇板式主汽阀和两个调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机又由数字电液调节系统来控制。
伺服阀由永磁力矩马达、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成(见图)。当输入线圈通入电流伺服阀时，档板向右移动，使右边喷嘴的节流作用加强，流量减少，右侧背压上升；同时使左边喷嘴节流作用减小，流量增加，左侧背压下降。阀芯两端的作用力失去平衡, 阀芯遂向左移动。高压油从S流向C2，送到负载。负载回油通过 C1流过回油口，进入油箱。阀芯的位移量与力矩马达的输入电流成正比，作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡，因此在平衡状态下力矩马达的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向，则流量也反向。
伺服阀主要用在电气液压伺服系统中作为执行元件（见液压伺服系统）。在伺服系统中，液压执行机构同电气及气动执行机构相比，具有快速性好、单位重量输出功率大、传动平稳、抗干扰能力强等特点。另一方面，在伺服系统中传递信号和校正特性时多用电气元件。因此，现代高性能的伺服系统也都采用电液方式，伺服阀就是这种系统的必需元件。
伺服阀结构比较复杂，造价高，对油的质量和清洁度要求高。新型的伺服阀正试图克服这些缺点，例如利用电致伸缩元件的伺服阀，使结构大为简化。另一个方向是研制特殊的工作油（如电气粘性油）。这种工作油能在电磁的作用下改变粘性系数。利用这一性质就可通过电信号直接控制油流。
2.主机电磁阀组ASP中间油压突高
2020年07月30日19时，接运行通知#3机主机电磁阀组ASP中间油压高报警（13.70Mpa），检修机务与热控值班员立即到达现场共同分析故障原因；机组停运后解体电磁阀组确认故障最终原因。
3.ASP中间油压高的原因分析
主机电磁阀组采用并串联结构，AST-1与AST-3并联，AST-2与AST-4并联，两组再串联在一起组成一个AST电磁阀组。经热工人员就地测量AST-1、AST-2、AST-3、AST-4均带电正常，机组启动时中间油压也正常，可以排除因AST-1、AST3电磁阀失电导致的ASP中间油压高原因。
根据系统图分析原因有：
（1）ASP出口节流孔堵塞，会造成节流孔回油堵塞，继而造成ASP油压与母管油压一致；（2）ASP入口节流孔脱落，该节流孔脱落以后会造成入口节流失效，母管油直接进入ASP中间油压处，造成中间油压与母管油压一致；（3）1、3号插装阀内漏，如果该阀组发生内漏，母管油会直接达到ASP中间油压处，造成油压高；（4）1、3号电磁阀阀芯磨损卡涩，机组挂闸时，AST电磁阀线圈带电，但是阀芯卡涩，电磁阀无法关闭，无法将插装阀上腔油路封闭，造成插装阀无法关闭。
4.电磁阀组中间油压高处理过程
8月19日晚，#3机组做电磁阀组电保停机试验：AST-4电磁阀失电，机组跳闸停运。
8月20日，对电磁阀组解体检查，未发现节流孔脱落及堵塞异常，清洗1、3、4号电磁阀节流孔及阀体，同时调换AST-3与AST-4电磁阀位置，做电磁阀通道试验正常，挂闸8个小时，油压一切正常。
8月21日，将AST-3与AST-4电磁阀对调回来，机组挂闸后油压一切正常，保压8个小时，油压均未发生变化。
8月22日，做电磁阀组通道试验，AST-1通道试验异常，中间油压高报警且不消除。
8月23日，更换AST-1与AST-3电磁阀新备件，电磁阀组压力一切正常，保压正常，通道试验正常。
综合以上试验分析结果：
（1）、电磁阀组解体未发现节流孔脱落及堵塞，排除节流孔脱落及堵塞故障；（2）、将AST-1及AST-3电磁阀阀芯更换新备件以后，通道试验均正常，排除插装阀内漏缺陷；AST-1及AST-3电磁阀做通道试验时分别出现中间油压高报警故障，说明电磁阀阀芯有磨损卡涩故障，电磁阀带电后阀芯无法关闭。
解体AST-3电磁阀阀芯发现阀芯内部有异物，造成阀芯卡涩，进而造成电磁阀带电无法关闭插装阀，导致插装阀无法关闭。
5.针对故障的几点建议
1、现已将AST-1及AST-3电磁阀阀芯全部更换新备件，通道试验及保压试验均正常，设备可以正常使用。
2、在条件允许的条件下，定期更换电磁阀阀芯，保证设备可靠运行。
3、汽机专业应加强EH油系统滤油，确保EH油质合格，保证机组的安全稳定运行。
4、自建厂投产以来，EH油系统发生的问题层出不穷，汽机专业各级人员应该引起足够重视，加强人员培训，学习事故案例，吸取事故教训。
5、严格遵守各项EH油系统检修工艺，严把质量关，避免因人的行为导致油质被污染。
6、定期清理油箱，制定油箱清理制度，一年清理一次EH油箱，一年更换一次EH油箱内滤芯，三个月更换油动机入口滤芯，制定EH油系统的清理周期，保证油质在规定时间内整体过滤，同时将外接颗粒度滤芯也有原来的3um改成现在的1um，大大提高了滤油效果。
7、2020年一年来EH油样共52次颗粒度不合格，EH油样长期游离在合格范围之外，现有滤油机数量不足，不能保证每台机组一台滤油机，不能保证每台机组滤油机不停息滤油，改造现有EH油再生装置，在原有基础上并联一精度滤罐，同时将所有管路改成Φ50的粗管路，加快油流速度，提高滤油效果；
8、EH油系统再外送修理时，进行邀请比价，将修理质量好的厂家邀请进来，能保证外修质量，保机组安全稳定运行。
6.结束语
ASP油压起到监视危急遮断模块两级泄油通道的作用，文章从深层次分析ASP油压不正常偏高的多种可能性，进行逐一对比排查，找到电磁阀阀芯卡涩是隐蔽问题的根本原因，只有熟悉了设备的结构、掌握了设备的工作原理才能开拓检修思路，从而消除设备隐患，保障机组安全可靠运行。
参考文献:
[1]胡念苏. 汽轮机设备及系统[M].北京:中国电力出版社，2006.
[2]黄树红. 汽轮机原理[M].北京:中国电力出版社，2008.
[3]季会群《EH系统的典型故障及处理》
[4]新华电站控制工程有限公司《300MW引进型汽轮机EH系统说明书》