关于某厂汽轮机甩负荷的分析探讨

关于某厂汽轮机甩负荷的分析探讨

姜新雷

(沧州旭阳化工有限公司河北沧州061113)

摘要：针对某厂汽轮机发生的甩负荷事故，提出了可能存在的原因，并提供了解决措施，经过实际验证最终帮助企业解决了问题，为防止后期再发生类似事故提供了防范措施。

关键词：甩负荷、LVDT、调阀

一、汽轮机基本情况

该汽机为国内某汽轮机厂家生产设备，型号CB25-8.83/1.4/0.8，控制系统采用DEH系统，控制系统用油为EH油。该机组与地方电网并网运行，企业为控制与电网用电量汽机负荷一般不超过20MW运行。该汽轮机所在电站为热电联产形式，企业执行“以汽定电”的运行方式，为此配备三套减温减压器用于汽轮机故障停机时对外供汽。

二、甩负荷现象

该机自2018年6月份以来多次出现了甩负荷情况，甩全部负荷和部分负荷情况均有发生，其中几次典型情况：从20MW瞬间至0MW造成汽轮机停机，从14.5MW甩负荷至0MW然后短时间恢复至原来负荷，从14MW甩至4MW又自动恢复至原负荷的。

三、汽轮机甩负荷原因分析

1.汽轮机甩负荷可能原因一般主要有如下几个方面：

1)发电机或电网发生故障；

2)锅炉故障造成汽机进汽流量减少；

3)主蒸汽门或调汽门误关；

4)调速系统故障。

2.存在可能性分析

针对甩负荷可能性原因逐一分析如下：

1)几次甩负荷事故发生时，地方电网频率和电压稳定，分析得知并非因地方电网故障引起的机组甩负荷故障。

2)几次事故发生时锅炉运行稳定，主汽压力无明显降低迹象，故亦非锅炉故障引起。

3)造成阀门误关原因可能是阀杆断裂或者阀门卡涩等。因阀杆断裂引起阀门误关，不会发生自动复位的可能性，故此排除阀杆断裂的可能性；另外，阀门卡涩一个重要的特点就是开阀位置大体相近，但从几次发生甩负荷时进汽调节阀开度来看，并非同一位置，故排除阀门卡涩的可能性。

从事后查看进汽调阀开度反馈和主汽阀阀开信号趋势来看，并未发现主汽门和调门有关闭现象（图1），可初步排除俩阀误关引起甩负荷发生可能性。

图1

4)由于事故发生时间均较短（从发生到自动恢复均在10分钟以内），或者发生事故后滋生汽轮机直接故障停机，操作人员均忙于操作减温减压器倒汽保证外供蒸汽管网稳定，而现场也未设置监控，故相关阀门是否发生误关无从研判。

3.解决问题的方向

1)从控制逻辑角度考虑，发生汽轮机主汽调节阀关闭情况，可能是控制系统发生故障引起，这种故障一般为伺服阀或者LVDT故障或者线路受到干扰引起。

2)按此思路进一步分析，可能因为伺服阀故障引起命令未变化而调阀关闭情况，从负荷变化和主汽压力角度分析，确实可以做此解释，但是此种情况必然会引起LVDT跟着一起变化才吻合，从趋势图来看LVDT未发生变化，故此种分析方向不对。

3)LVDT和阀门控制自成一个回路，如果发生LVDT故障导致的控制系统误认为阀门开度过大自行输出命令关闭阀门，同时LVDT故障或信号受到干扰未真实反映阀门的实际开度。分析实际情况为：LVDT瞬间故障，反馈到控制系统的信号发生变化（误认为阀门开度）进汽调阀实际关闭导致汽轮机的进汽量瞬间降低负荷减少，但是LVDT未因本身故障未反映出来，随后又恢复正常状态，进汽流量和负荷均恢复至原来状态。

四、处理的措施及运行情况

根据前面解决问题方向分析，综合来看认为最有可能发生的情况为LVDT故障或者信号受到干扰。为此该厂紧急采购LVDT，安排停机后对进汽调节阀的LVDT进行了更换，并对可能造成信号干扰的仪表线缆进行了更换，在完成更换后开机运行正常，运行数月未再次发生甩负荷现象。

五、LVDT故障原因

根据更换LVDT及信号电缆后汽轮机的运行情况来看，确为LVDT或者信号线受到干扰引起的汽轮机甩负荷。查看现场实际情况发现，LVDT及线缆布置于汽轮机的机头上，该处温度较高（LVDT至于箱内，箱表面温度最高90℃）。

另外了解到，自2016年2月份投产以来，该机运行中前轴封一直存在严重漏气现象，经过汽轮机主机厂多次改造后情况有所好转，可维持汽轮机正常运行。但运行中仍存在漏汽现象，在前轴封处明显能感觉到有蒸汽漏出，对附近设备造成一定的影响。

分析认为因汽轮机前轴封漏汽造成LVDT及信号线老化故障，在汽轮机进汽调节阀命令未发生故障时控制系统自行调节阀门开度，因LVDT或者线缆故障未在控制系统内实际显示，在对损坏线缆更换后干扰信号消失，汽轮机恢复正常运行状态。

六、防治措施

根据目前情况，前轴封漏汽经厂家处理后仍未从根本上解决，这种漏汽对汽轮机前轴封周边设备影响一直存在，建议该厂做了如下防治措施：

1.汽轮机罩壳内增加风扇，用风扇对准仪表控制箱位置吹，减缓漏汽对仪表设备的影响。

2.在前轴封处做保温遮挡，减缓漏汽直接吹到仪表设备。

3.调整轴封冷却器压力，保持轴封冷却器提升负压，减少轴封漏汽量。

4.根本上解决问题办法，联系汽轮机厂家对轴封系统进行改造，减少漏汽量。

结束语

汽轮机甩负荷危害较大，出现甩负荷情况管理人员要特别重视。同时造成甩负荷原因通常又比较复杂，特别是涉及到控制系统更难分析，需要根据设备工作的原理分析可能存在的问题，并从根源上解决具体问题。

参考文献:

《电厂汽轮机原理及系统》（第二版）靳智平王毅林编著中国电力出版社

《汽轮机调节原理》郭钰锋编著机械工业出版社2010年版