丰润热电汽轮机组挂闸失灵缺陷分析与治理
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摘 要 本文阐述了大唐国际丰润热电公司1号机组（300MW）汽轮机挂闸失灵缺陷的分析与治理，通过对汽轮机低压保安油系统、套装油管路系统的分析与检查，找到了缺陷的真正原因——套装油管中保安油管焊口断裂，并通过合理抢修，最终根除了此缺陷。
关键词 汽轮机；保安油；套装油管；挂闸
中图分类号TM3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0172-02
0 引言
河北大唐国际丰润热电有限责任公司2台300MW热电联产汽轮机组为哈汽公司生产的C250/N300-16.7/538/538型亚临界供热凝汽式汽轮机。2013年7月13日1号机组停备。15日发电部做挂闸试验时发现挂闸失灵，低压保安油压不能建立，机组无法正常启动。如果不能按时启动机组， 1号机组将由“计划停运”转为“非计划停运”；而且7月份正是“夏季用电大负荷期间”， “非计划停运”必将影响公司年发电任务的顺利完成，因此该问题急待解决
1 汽轮机挂闸原理
汽轮机组启动前，开启高备油泵运行，供给低压保安系统压力油；通过电动或手动挂闸（即封闭挂闸器模块上的泄油孔），在薄膜阀上腔建立起低压保安油压（约0.76Mpa），在油压作用下薄膜阀全部关闭，汽机高压保安油AST油压建立，从而使汽轮机所有主汽门和调速汽门DEH控制系统正常投入运行。低压保安油系统见图1：
丰润热电公司设备部汽机专业针对该问题进行了深入分析与讨论，确定“挂闸失灵，保安油压不能建立”的根本原因是：保安油系统有泄漏缺陷。总结导致此缺陷的可能性因素有以下几种：
1）高备油泵出口溢流阀泄压，保安油压不能建立；
2）高备油泵出口油管（在油箱内部）法兰漏油泄压；
3）薄膜阀上腔回油管节流孔脱落，使薄膜阀上腔的保安油泄压；
4）低压保安油管母管节流孔堵塞，造成保安油被截留，保安油压不能正常建立；
5）低压保安油安全阀故障，比如启座压力偏低、密封口漏流等，使保安油压不能正常建立；
6）挂闸器有问题，如卸油口关闭不严，低压保安油从挂闸模块泄油孔泄压；
7）套装油管路中的保安油管断裂，保安油“短路” 泄压。
3 原因查找
根据以上原因分析，设备部汽机专业有针对性的制定了检查方案，并通过实施，最终找到了缺陷原因。具体过程如下：
1）对高备油泵出口溢流阀进行了解体检查与调整，溢流阀弹簧弹性正常，门口完好，未发现任何异常；
2）停止油泵运行，单开高倍备油泵运行，观察汽机油箱内部油面情况，未发现有翻腾现象，这说明“高备油泵出口油管法兰漏油泄压”的可能性很小；
3）对薄膜阀上腔回油管节流孔检查，未发生脱落现象；
4）对低压保安油管母管节流孔检查，未发生堵塞现象；
5）揭开前轴承箱上观察孔盖，启动高备油泵后，观察挂闸器模块上的泄油孔和低压保安油安全阀均无泄油，这两项因素被排除；
6）检查套装油管路内部的低压保安油管情况，揭开套装油管观察孔端盖，启动高备油泵运行，发现套装油管内瞬间产生大量回油。这可以充分证明是套装油管路中的保安油管断裂，保安油大量泄漏，造成保安油压不能正常建立，汽轮机组挂闸失灵。通过内窥镜观察，最终确定是前轴承箱台板正下方“穿墙”处的保安油管焊口发生了断裂。断裂位置如图2所示：
经过观察分析，确定低压保安油管断裂原因如下；前轴承箱内的保安油管与前轴承箱底部套装油管路内部的保安油管为两段钢管，接口在轴承箱底座处，两段钢管分别与轴承箱底座焊接在一起（如图2所示）；由于轴承箱下部的保安油管与轴承箱底座的角焊缝存在缺陷，机组停运时前轴承箱因温度变化发生热位移，此时该角焊缝缺陷处产生应力集中，最终发生了断裂。
4 消除缺陷
缺陷的原因及发生部位已确定，但消缺难度较大。原因是低压保安油管断裂处在前轴承箱台板正下方，保安油管又被包裹在套装油管路内，此处空间狭小，无法进行电焊作业。设备部汽机专业迎难而上，集思广益，制定了有针对性地消缺方案。 7月21日，汽机专业组织对前轴承箱下部的套装油管开了“天窗”，将断裂的保安油管割断后取出，并将前轴承箱内部的保安油管割断，用外径小于原保安油管内径的新钢管穿入原保安油管，上部直接插入前轴承箱，再将新钢管与轴承箱内原保安油管割口插接焊在一起，直接与挂闸器模块连接，这样即避开了前轴承箱台板下部没电焊作业空间的弊端，又从根本上消除了因前轴承箱热胀冷缩造成的保安油管与前箱底板焊缝应力集中的可能。为预防因管道振动引起的焊口开裂，设备部又制作了专用固定卡具，焊接在套装油管内壁上，夹持固定低压保安油管，最后将套装油管开 “天窗”处焊接封闭。至此，消缺工作结束，挂闸试验成功，机组正常启动。
消缺现场设备图片如：图3，图4。
5 结论
丰润热电公司设备部汽机专业通过“发现缺陷原因分析制定对策利用排除法查找缺陷原因消除缺陷”这一过程， 最终找到了缺陷的真正原因，即套装油管内的低压保安油管焊口断裂，并用外径小于原保安油管内径的新钢管插入原管并直接与挂闸器模块连接的方法，从根本上杜绝了因前轴承箱热胀冷缩造成的保安油管与前箱底板焊缝应力集中而断裂的可能。此缺陷的及时消除避免了一次在“夏季用电大负荷期间”的“非计划停运”事故，设备部为丰润热电公司提高设备运行可靠性、加强稳定生产作出了应有的贡献。
参考文献
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