主汽门突然关闭的原因分析及处理对策

汽轮机调节汽门是汽轮机运行过程中极为重要的阀门，在大型汽轮机中，可以分为高压调节汽门和中压调节汽门，在DCS系统中分别简称CV和IVC，以300MW机组为例，共有4个CV和4个ICV,其作用是启动时控制汽轮机的转速，因此也称为调速汽门，但更加重要的是正常运行的时候用于调节汽轮机的负荷变化。

由于调节汽门经常处理变化之中，因此一旦出现卡涩，造成的后果也是很严重的，下面将从汽轮机调节汽门卡涩的原因、危害和防范措施加以简单的讨论：

一、汽轮机调速汽门的卡涩的原因有哪些？

1、汽轮机负荷长期处于一定负荷，导致调门长期在一个开度，活动幅度较小。

2、EH油油质量不合格，颗粒度增加，导致杂物进入油动机。

3、阀杆与阀套之间间隙过小。

4、阀杆发生弯曲或者偏斜导致动作受阻。

5、热工元件故障。

6、油动机卡涩和伺服阀故障等等。

根据我厂发生调速汽门卡涩的情况来看大部分都是由于DDV阀和EH油油质恶化引起。

二、汽轮机调速汽门卡涩的危害有哪些？

（1）该过程伴随着一次较大的机械冲击。甩负荷后由于机组负荷的突然改变，使流经汽轮机通流部分的蒸汽流量和状态随之改变，则作用于转子上的轴向推力也发生了变化，轴向位移指示值发生突变，使推力轴承和联轴器螺栓受到一次较大的机械冲击。

（2）对汽轮发电机转子构成一次较大的扰动。运行中机组突然甩负荷后，会使原来运行相对平稳的转子受到一次不平衡的汽流冲击，诱发机组振动突变，极有可能发生振动保护动作，引起汽轮机跳闸。

（3）极有可能造成机组超速，超速的结果往往会造成超速保护动作而停机，甚至还会造成汽轮发电机组因飞车而毁坏。这是调门卡涩最大的安全隐患。

（4）对机组形成了一次较大的热冲击。甩负荷后机组负荷发生了大幅度的变化，进入汽轮机的蒸汽量随之减小，由于调速汽门的节流作用，通过汽轮机通流部分的蒸汽温度将发生大幅度的降低，使汽缸、转子表面急剧冷却，致使其中产生很大的热应力。有数据表明，运行中机组突然甩去50%负荷时，在汽缸、转子金属部件中产生的热应力最为严重。 （5）形成压力容器超压运行，轻者引起安全阀启跳，重者造成压力容器变形或爆破。

汽轮机门杆漏汽系统典型问题分析及处理

王利伟，张鹏，吕蒙

（华北电力科学研究院有限责任公司西安分公司，陕西西安710065）

摘要：汽轮机门杆漏汽系统对机组运行的安全性和经济性有较大影响。在介绍门杆漏汽系统的

作用与结构基础上，详细阐述了门杆漏汽引起的轴封母管压力波动、上下缸温差大、真空严密

性不合格、停机后轴封带压等典型问题的分析及处理方法，针对门杆漏汽接入轴封供汽母管的

机组、接入相应压力等级抽汽管道的机组和接入凝汽器疏水扩容器的机组，提出了相应的建议，

为大型火力发电机组门杆漏汽系统的安全运行及合理设计提供了借鉴意义。关键词：门杆漏汽；轴封压力；上下缸温差；真空

中图分类号：TM621文献标志码：A文章编号：1671-0320（2024）02-0060-04

0引言

汽轮机门杆漏汽系统的主要作用是防止主汽

阀及调节汽阀门杆处的蒸汽泄漏，同时减少热力系

统工质和热量损失。门杆漏汽系统运行不正常或

设计不合理，会对机组运行的安全性和经济性产生

重大影响，引起轴封母管压力波动、汽机上下缸温

差大、真空严密性不合格、经济性变差等问题。陈

鑫[1]、华敏[2]、倪颖锋[3]等针对门杆漏汽接至凝汽器负

压侧的机组，由于阀杆密封填料处密封效果不好导

致吸入空气影响机组真空严密性的问题，介绍了不

同的系统、逻辑改造方案及运行措施，并在现场成

功实施；丁广超等[4]在理论上探讨了机组门杆漏汽

去向不同设置方案的优缺点及可能存在的问题，提

出了优化方案。而对于实际运行和调试工作中遇

到的门杆漏汽系统引起的其他问题未见文献介绍。本文在此方面展开了讨论，为大型火力发电机组门

杆漏汽系统的安全运行及合理设计提供借鉴。

1门杆漏汽简介

汽轮机门杆漏汽包括高压、再热主汽门门杆漏

汽，高压、再热调节门门杆漏汽；对于设计有补汽阀

的机组，还包括补汽阀门杆漏汽。为保证阀杆自由

活动无卡涩，阀杆与套筒之间有一定的间隙，为防

止蒸汽通过间隙泄漏，需要一定的密封结构[5-6]。门

杆结构分为3个压力部分：蒸汽腔室、漏汽腔室（门

汽轮机阀门关闭超时原因分析与解决方案探讨

摘要：阀门是汽轮机的关键部件之一，其关闭时间是否超出规程要求将直接影响到机组的安全。针对许多电厂都存在主汽阀、调节阀和抽汽逆止阀的关闭超时问题，本文从机械和热工两方面出发，对主汽阀、调节阀和抽汽逆止阀的关闭超时问题进行了分析，并提出了合理的解决方案，对其它电厂解决相似问题具有一定借鉴意义。

关键词：汽轮机；阀门关闭超时；解决方案

引言

在电厂运行工作的过程中，汽轮机是必不可少也是尤为重要的器件设备。汽轮机阀门总关闭时间是指由发出跳闸指令至油动机关闭的全过程时间，若阀门关闭超时，可能会导致汽轮机在停机或甩负荷时超速，给机组带来极大的超速风险，不利于机组安全稳定运行。大多数电厂在做主汽阀、调节阀和抽汽逆止阀的关闭时间测试试验的过程中，都发现了阀门关闭超时问题的存在，鉴于此，本文就阀门关闭超时原因进行分析，并提出了解决方案。

1.阀门总关闭时间的构成

阀门总关闭时间主要由3部分构成：控制回路延时时间、机械延时时间及阀门纯关闭时间[1]。Ttotal=Tctl+Tdelay+Tshut（1）式中，Ttotal为阀门总关闭时间，也就是从跳闸指令发出到阀门完全关闭的全过程时间，s；Tctl为控制回路延时时间，也就是从跳闸指令发出到继电器动作的时间，s；Tdelay为机械延时时间，也就是从继电器动作到阀门开始关闭的时间，s；Tshut为阀门纯关闭时间，也就是阀门从开始关闭到完全关闭的时间，s。

控制回路的延时时间主要是控制器的扫描周期，有些电厂的跳闸回路经过ETS控制器，所以一般是指ETS控制器的扫描周期。如果跳闸信号为台盘手动打闸信号，那么跳闸回路走硬接线，不经过继电器，此时控制回路的延时时间为0。

机械延时时间主要与油路有关，电磁阀动作时泄油到阀门动作需要一个过程，因此从电磁阀动作到阀门开始关闭也有一段延时。阀门纯关闭时间就是阀门本体的关闭时间，该时间真实地反映了阀门自身的工作特性。

汽轮机常见事故分析及处理

一、汽轮机真空下降

汽轮机运行中，凝汽器真空下降，将导致排汽压力升高，可用焓减小，同时机组出力降低；排汽缸及轴承座受热膨胀，轴承负荷分配发生变化，机组产生振动；凝汽器铜管受热膨胀产生松弛、变形，甚至断裂；若保持负荷不变，将使轴向推力增大以及叶片过负荷，排汽的容积流量减少，末级要产生脱流及旋流；同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损伤叶片。因此机组在运行中发现真空下降时必须采取如下措施：

1)发现真空下降时首先要对照表计。如果真空表指示下降，排汽室温度升高，即可确认为真空下降。在工况不变时，随着真空降低，负荷相应地减小。

2)确认真空下降后应迅速检查原因，根据真空下降原因采取相应的处理措施。

3)应启动备用射水轴气器或辅助空气抽气器。”

4)在处理过程中，若真空继续下降，应按规程规定降负荷，防止排汽室温度超限，防止低压缸大气安全门动作。汽轮机真空下降分为急剧下降和缓慢下降两种情况。

(一)真空急剧下降的原因和处理

1．循环水中断循环水中断的故障可以从循环泵的工作情况判断出。若循环泵电机电流和水泵出口压力到零，即可确认为循环泵跳闸，此时应立即启动备用循环泵。若强合跳闸泵，应检查泵是否倒转；若倒转，严禁强合，以免电机过载和断轴。如无备用泵，则应迅速将负荷降到零，打闸停机。循环水泵出口压力、电机电流摆动，通常是循环水泵吸入口水位过低、网滤堵塞等所致，此时应尽快采取措施，提高水位或清降杂物。如果循环水泵出口压力、电机电流大幅度降低，则可能是循环水泵本身故障引起。如果循环泵在运行中出口误关，或备用泵出口门误门，造成循环水倒流，也会造成真空急剧下降。

2．射水抽气器工作失常如果发现射水泵出口压力，电机电流同时到零，说明射水泵跳闸；如射水泵压力．电流下降，说明泵本身故障或水池水位过低。发生以上情况时，均应启动备用射水磁和射水抽气器，水位过低时应补水至正常水位。