25mw汽轮机组保护系统可靠性分析

汽轮机保护系统是汽轮机的一个重要组成部分，它对汽轮机组的安全运行影响很大，任何误动或拒动都将导致严重后果。我厂1号机就曾发生一起磁力断路油门卡滞保护不能复归、四起因保护误动、一起因电磁阀误动、二抽止回阀杆折断而超速的故障，从所发生的故障和影响看，虽然非计划停运时间较短，但已严重威胁了机组的安全运行。因此，尽快消除保护系统缺陷，对原汽轮机保护系统进行部分更新、改造和完善是十分必要的。在对1999年以来影响1号机热工保护系统可靠性的因素进行归纳分析的基础上，按照汽轮机热工保护改造要根据“保护系统必须最大限度地消除可能出现的误动作和完全消除可能出现的拒动作”的原则，结合公司实际情况，提高每一路保护信号的检测、保护回路及执行机构的可靠性，进而保证整个保护系统的可靠，达到消除保护缺陷，保证机组运行安全的目的。在上述原则的指导下，提出了改进方案，经过反复论证，从投资、现场条件、可靠性等多方面综合考虑，形成了比较稳妥的设计，并于2000年8月在1号机组大修期间实施。
2汽轮机保护系统故障回顾 我厂2台25MW汽轮发电机组系长江动力集团公司武汉汽轮发电机厂设计制造，型号为C25—35/3，汽轮机用油为30号防透平油，控制系统为全液压调节系统，保安系统操作箱内装有磁力断路油门、超速限制电磁阀等保护机组安全的关键部件。近两年来，汽轮机保护系统曾发生过几次较典型的故障。
2.1保护执行机构拒动 1999年12月24日17时05分1号机自动主汽门、调速汽门、旋转隔板突然关闭，负荷降至零，锅炉安全门动作。事故前1、2号机带抽汽并列运行。事故发生后检查保护继电器时，电超速保护中间继电器（6ZJ）动作（3360r/min），转速表记忆最高转速达3526r/min，经分析认为是1号机二抽止回阀没有全关，2号机抽汽倒流引起。事故后检查电磁滑阀没有复位。后经现场拆验清洗电磁阀，暂时消除了卡滞，20时45分1号机并列。在后来小修抽汽阀解体检查中发现阀杆断裂，执行机构拒动，止回阀没有全关。
2.2磁力断路油门卡滞 2000年2月5日17时16分因磁力断路油门误动停机，只是因为采取了预防超速的临时措施（故障后快速关闭抽汽齿轮阀门，再手拉油开关与系统解列），机组才没有再次超速。事故后检查热工、电气保护继电器没有动作，磁力断路油门没有复位，判断与上次事故原因相同。由于有上次的经验，本次事故处理顺利，19时33分机组并列。经分析磁力断路油门卡滞的原因认为是由于电磁阀机械和液压部分引起的。
2.3保护继电器误动
2000年2月20日8时50分1号机因低油压保护动作（8ZJ继电器接点闭合）而停机。停机后进行了低油压保护传动试验动作正常，于10时55分并列；14时22分电动油泵自启动（12ZJ接点闭合），为保证机组安全运行，把低油压保护退出。经分析此次停机事故原因是压力控制器性能差，抗振能力弱，因振动引起误动造成的停机。
2000年3月12日16时42分1号机停机，停机后未见异常，于17时53分并列。事后分析有可能是停机继电器35ZJ误动引起。但因35ZJ不带自保持，深层次原因有待进一步分析。
2000年3月17日12时08分1号机停机，停机后也未见异常，于12时39分并列。本次事故后加装了36ZJ用以监视35ZJ动作，加装了3ZJ自锁装置以监视发电机主保护动作。
2000年4月3～7日1号机小修，进行了热工保护系统传动，并更换了磁力断路油门。
2000年5月6日20时31分1号机因轴向位移保护动作（9ZJ继电器接点闭合）而停机。21时03分并列。这次停机也是热工保护误动引起的。分析动作原因认为是保护装置元件抗干扰能力差，受外界干扰（振动、电压波动等）误动等原因。
以上六次事故具体情节虽不尽相同，但不外乎保护执行机构拒动、电磁阀卡滞、热工保护继电器误动等原因。
3影响保护系统可靠性的因素分析
3.1磁力断路油门电磁阀卡滞
3.1.1电磁阀的机械部分 在1999年10月的小修启动试验中，曾发生磁力断路油门电磁阀卡滞现象。即热工保护动作后，按动保护复归按钮，自动主汽门、调速汽门打不开，滑阀不能复位。后经拆验清洗滑阀后，按标准进行组装，电磁阀动作正常。12月24日事故后，又出现同样情况。分析是弹簧失效、预紧力不足，弹簧端面不平整及组装电磁阀时各螺栓紧力不均匀造成的动静间隙不均等机械原因引起的滑阀卡滞。

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