1000MW 汽轮机组危急遮断系统安全改造

王辉

（华电莱州发电有限公司，山东 莱州 261400）

一、概述

高压遮断模块是现代机组调节保安系统的关键部件，它控制着汽轮机EH 油系统安全油的排油口，是整个遮断系统的总枢纽。为保证其动作的安全、可靠性，高压遮断模块采用四只电磁遮断阀两两并联再串联的结构，并可在线对电磁阀分别进行活动试验。

高压遮断电磁阀活动试验过程中，存在压力传感器故障、电磁阀卡塞、人为失误等因素造成停机的事故隐患。为了避免该事故的发生，在遮断模块上加装隔离（切换）阀组，在做电磁阀活动试验的时候，将HPT 安全油与试验油路暂时隔离，引入相同压力的HP 高压油为试验油源。增加试验供油模块的目的不只是引入压力油代替安全油做高压遮断电磁阀活动试验，一旦高压遮断集成块部分两节流孔之间压力异常，隔离电磁阀能瞬间带电封住安全油，这比人员赶到现场关闭隔离门要高效的多，从而为检修人员后续处理赢得宝贵的时间。

高压遮断模块改造后与改造前相比，加装四只隔离门使高压遮断模块在线检修成为可能，而三只压力开关（三取二跳机）测点位于HPT 隔离门前可以保证隔离门关闭后HPT 油压不会降低导致跳机，此外，高压遮断电磁阀试验过程中，即便出现设备硬件故障等异常情况，造成隔离电磁阀后油压失去，卸掉的仅仅是引入的试验用压力油，而机组的高压安全油不会受任何影响，不会造成机组被遮断，抗燃油系统的高压蓄能器可保证在此情况下系统HP 油压稳定。

高压遮断模块系统改进后，一是避免了HPT 高压安全油瞬间大量泄流安全油压低导致跳机现象的发生，二是模块内部两节流孔之间压力出现异常或抗燃油外漏后能对模块有时间在线检修，消除了机组正常运行期间设备存在的隐患，避免了抗燃油系统缺陷扩大化导致机组非停，大大提高了汽轮机调节保安系统的可靠性常规的危急遮断装置，是串并联油路设计，设计原理本身较为先进，但是由于设计较早，未采用在线检测维修技术。因此，在机组运行过程中，如果出现电磁阀烧坏、节流孔堵塞等情况，只能等机组停机检修时才能更换或检修。所以在不具备机组停机的条件下，设备只能“带病”工作，严重威胁机组安全稳定运行。而且在原系统做设备在线试验时，往往会由于配置的节流器出现故障，导致ASP 压力显示不正常，引起ASP 压力开关报警。而节流器的检修也必须在机组停机状态下进行，故在不具备机组停机的条件下，设备只能解列试验功能，机组在提心吊胆的氛围中工作。

综上，有必要对原危急遮断装置进行适当的改进，以保证机组安全高效的运行。

二、危急遮断在线隔离试验装置的组成

在线隔离装置主要由液压集成块、电压换向阀、隔离球阀压力变送器、压力表、支架等元器件组成，能够在线隔离、试验危急遮断装置。其外形图如下：

详细技术内容

（一）总体思路

高压遮断模块作为安全油的排油枢纽，安全油当泄即泄，异常时止泄，这是本技改项目的核心思想。总体思路是重新设计制造一个新的高压遮断装置集成块：新遮断装置上集成试验供油模块，即隔离阀组,改造后集成试验供油模块的高压遮断模块原有性能不应受到任何不良影响，改造完成后通过试验进行调试。

（二）技术方案

针对高压遮断模块不能在线隔离，加装耐压等级高的隔离截止门，且让HPT 的隔离门安装在三取二压力开关后；针对高压遮断电磁阀活动试验时以及正常运行过程中出现故障，HPT 安全油可能大量泄流安全油压低导致跳机，自HP 压力油母管上引一路油源接入试验供油模块，并在该管路上安装一个隔离截止阀，引入压力油代替安全油作为试验用油，同时试验供油模块增加的隔离阀共同作用将HPT 安全油暂时封住。

三、危急遮断保护装置的作用

为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故，在国内绝大多数机组上装有此危急遮断系统。危急遮断系统监视汽机的某些运行参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。

危急遮断系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机遮断电磁阀（20/AST）、二个节流孔组成的液压回路构成危急遮断控制块（亦称电磁阀组件）、和几只压力开关等所组成。

四只自动停机遮断电磁阀（20/AST）为串并联布置，按功能可以把它们分为二个通道：（20-1/AST）与（20-3/AST）为第一通道，（20-2/AST）与（20-4/AST）为第二通道。它们和二个节流孔组成的液压回路能在线试验（20-1/AST）、（20-3/AST）第一通道、（20-2/AST）、（20-4/AST）第二通道工作是否正常、节流孔回路的工作是否正常。

通常（20/AST）通道试验每星期进行一次，一旦确认（20-1/AST）、（20-3/AST）第一通道、或（20-2/AST）与（20-4/AST）第二通道工作不正常、或节流孔回路的工作不正常（ASP 压力开关指示值异常），就不能再进行试验，也不能在线检修，一直要到停机才能处理。

在危急遮断装置前，安装上本方案设计的隔离装置就能在线试验、检修、更换（20-1/AST）、（20-3/AST）、（20-2/AST）、（20-4/AST），以及电磁阀组件上的所有零部件。同时，在检修过程中，如果机组出现异常情况，需要紧急停机，超速飞锤、手动停机机构、机械停机电磁铁等多重保护装置仍旧可以正常使用，不会危及机组安全。

四、隔离装置的使用方法

正常工作状态下，隔离装置的两个球阀打开，电液换向阀失电，补油球阀关闭。此时，安全油有两路产生通道，一路经HP 高压隔离装置，进入危急遮断装置内节流孔产生；另一路经隔离装置上的补油节流孔产生。

当检测到危急遮断装置工作不正常（ASP 油压异常、外泄漏等）时，应首先给隔离装置的两个电磁阀通电（在AST 隔离装置上设有一压力变送器，在AST 压力降低至预先设定的数值时，触发开关，隔离装置的两个电磁阀得电，关断油路），随后应关闭电磁阀前面的隔离球阀，以可靠隔离高压油与危急遮断装置。

同时观察各处在球阀之前的压力表应为正常值，而隔离装置后的压力表应下降至0。此时，表明危急遮断装置系统已被有效的隔离。

此时可以进行在线更换电磁阀、二级阀、清洗节流孔等工作。

同时，待确认危急遮断装置已经被有效隔离后，还可以打开试验补油装置上的球阀，待截止阀后的压力上升至正常之后，就可以在线进行危急遮断装置的任何试验，而不会引起机组跳机（AST 得到有效隔离）。

由于增加了AST 补油回路的同时，将前箱遮断阀安全油与油动机安全有联通。这样，当在机组实验过程中，出现异常情况，仍可通过油动机快关电磁阀，手动停机机构，机械停机电磁铁，以及飞锤实现多重冗余保护，不会引起机组飞车。

在检修完成后，应首先给四个AST 电磁阀通电（常带电）。确定AST 正常后。随后再给隔离装置的电磁阀断电，球阀打开，最后关闭补油装置上的球阀，此时系统进入正常工作状态，检修完毕。

五、改造后系统的优点

本改造方案在保证系统安全的前提下，改造费用低廉，改造工作量小。

同时，系统安全可靠，有两级隔离装置，能有效隔离系统安全油和危急遮断装置。使危急遮断装置上所有零部件均能在线试验，在线检修，在线更换。同时，由于增加了补油通道，最大程度避免在检修完毕后，打开隔离装置时可能出现的瞬间失压，引起机组安全油压力波动。同时也能实现机组异常状态的其他保护措施有效。

本次改造采用完全独立的在线隔离装置，只需要配接5 个工作油口，固定支架即可。泄漏点少，占用场地少，使用维护方便，经济可靠。

以上改造能最大程度上杜绝误动作跳机，彻底解决系统“带病”工作的现象，确保机组健康、安全运行。

六、改造结论

1000MW 机组高压遮断模块系统改进后各部件工作性能良好，一是避免了HPT 高压安全油瞬间大量泄流安全油压低导致眼看着跳机现象的发生，二是模块内部两节流孔之间压力出现异常或抗燃油外漏后能对模块有时间在线检修，消除了机组正常运行期间设备存在的隐患，调节保安系统的可靠性大大提高，避免了抗燃油系统缺陷扩大化导致机组非停。其中试验供油模块的电磁阀和插装阀的性能是影响改造后的高压遮断模块性能的重要因素，而抗燃油质对液压阀门的性能影响很大。加装的隔离门也是潜在的渗漏点，保证隔离门正常启闭以及不产生外漏同样至关重要。

七、改造后系统原理