汽轮机挂闸故障的分析与处理

汽轮机挂闸故障的分析与处理
摘要：某新建电厂１号机组主要承担电网的基本负荷，且需承担供热所需的热
负荷，具有一定的调峰能力。

采用的汽轮机型号为NC350-24.2/0.4/566/566，是
具有超临界蒸汽参数、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、双抽供热、湿冷凝汽
式机组。

在汽轮机调节系统中，采用了高压抗燃油。

机组的高压抗燃油系统包含
了供油系统、危急遮断系统及执行机构。

供油系统的功能是提供高压抗燃油，并
以此驱动伺服执行机构，从而调节通过汽轮机的蒸汽流量。

危急遮断系统由5个AST电磁阀、2个OPV电磁阀、1个隔膜阀及机械超速遮断机构组成。

在该机组
汽轮机运行前的挂闸试验中，发现了某些设备存在故障。

分析了各种可能造成汽
轮机挂闸的原因，并采取了技术措施进行了处理，最终完成了挂闸试验。

关键词：汽轮机；挂闸故障；处理；分析
引言：在不同的电厂对“挂闸”的意义理解不尽相同。

在某些情况下对挂闸概
念理解不清，常导致对汽轮机控制工艺理解出现偏差。

1.挂闸过程原理
汽轮机挂闸系统和危急遮断系统其实是相辅相成的，只有在已经挂闸的状态下，危急遮断系统才会起作用。

其组成部分为：薄膜阀、保安操纵装置、危急遮
断器杠杆、撞击子、危急遮断滑阀、挂闸电磁阀、相关油管路。

低压透平油机械
保安系统与高压抗燃油危急遮断保安系统之间的接口为薄膜阀，它接受低压透平
油机械保安系统的控制，用以遮断高压抗燃油危急遮断系统。

这个系统设有一套
挂闸组件，用于危急遮断器滑阀远方挂闸。

机组在进行远方挂闸时，按下挂闸按钮，挂闸组件上的挂闸电磁阀得电打开，保安操纵装置上腔由于压缩空气进入，
将阀杆向下推送，与之相连的挂闸柄顺时针旋转。

将危急遮断器滑阀上腔挂闸油
泄掉，危急遮断器滑阀在其底部压力油油压的作用下由下止点上升到上止点。

这样，就将低压保安油的排油口封住，该路低压保安油通往薄膜阀的上腔，薄膜阀
在低压保安油油压的作用下关闭，封住了高压抗燃油危急遮断系统的自动停机危
急遮断母管（即AST控制油母管）的排油口，EH控制系统就可以投入使用。

当危急遮断滑阀挂闸油压跌落到0.45MPa时，位于挂闸油路上的压力开关触点闭合，
发出信号给DEH控制系统，使挂闸电磁阀失电，危急遮断器滑阀上腔油压得以恢
复至1.96MPa，这样，汽轮发电机组的挂闸程序完成。

在低压透平油机械保安系
统中设置有飞锤式危急遮断器及以透平油为工作介质的危急遮断器杠杆和危急遮
断器滑阀。

当转速达到110（3360r/min）额定转速时，危急遮断器的撞击子飞出
击动危急遮断器杠杆，压下危急遮断器滑阀，泄掉薄膜阀上腔的保安油，使EH
系统自动停机和手动打闸母管的油泄掉，从而关闭所有的进汽阀门，进而实现停机。

2.故障原因
根据汽轮机危急遮断系统的布置和结构，分析并寻求汽轮机挂闸故障的原因。

首先，检查４个AST电磁阀和２个OPC电磁阀的电源，电源接线正常，由此排除
了AST电磁阀失电导致油路卸压的可能性。

然后采用排除法，对可能造成汽轮机
挂闸故障的原因进行了逐条分析，认为主要原因可能存在于多个方面。

2.1AST电磁阀卡涩
AST电磁阀的连接结构，4个AST电磁阀具有串联和并联结构，即电磁阀AST
和AST3并联、电磁阀AST2和AST4并联，然后将两组并联的电磁阀再连接为串
联回路。

电磁阀AST１和AST３处于安全油的来油端，电磁阀AST2和AST4处于
泄油端。

只要有电磁阀AST2和AST4中的任１个阀门关闭不严，油压低开关AST2会发出信号；同理，只要电磁阀AST1和AST3中的任1个阀门关闭不严，油压高
开关AST1就会发出信号。

所以，在这4个电磁阀中，只要有某个电磁阀关闭不严，就有可能使汽轮机的安全油压偏低，造成汽轮机无法挂闸。

2.2OPC电磁阀和单向阀卡涩
２个OPC电磁阀是并联排列，当任１个OPC电磁阀带电后，OPC压力油会被
泄出，引发所有的调节门关闭，同时保持安全油压的稳定。

如果ASL油压开关取
样管前的单向阀存在卡涩或泄漏现象，同时OPC电磁阀也存在卡涩时，安全油被
泄去也是有可能的。

2.3隔膜阀关闭不严或卡涩
隔膜阀的开关由机械超速遮断机构控制，通过控制隔膜阀顶部的润滑油压力，控制隔膜阀的开关。

当隔膜阀存在卡涩现象或未完全关闭时，安全油就将通过隔
膜阀泄排至油箱，从而引起安全油压力的降低，导致汽轮机无法挂闸。

3.排除故障的措施
3.1清洗AST电磁阀
针对AST电磁阀可能存在卡涩现象，首先检查并清洗危急遮断装置的所有
AST电磁阀。

发现AST３电磁阀有轻微的卡涩。

清洗所有的AST电磁阀并安装完
毕后，重新进行汽轮机挂闸试验，汽轮机仍旧无法挂闸，试验失败。

因此，AST
电磁阀卡涩的原因可以排除。

3.2清洗OPC电磁阀和单向阀
同样，清洗了所有的OPC电磁阀和单向阀，待清洗后复装，重新进行了汽轮
机挂闸试验，仍是挂闸失败。

因此，OPC电磁阀和单向阀卡涩的原因可以排除。

3.3检查隔膜阀
手动操作隔膜阀的手动开关，发现隔膜阀的开关灵活，无卡涩现象。

对隔膜
阀的关闭状态进行检查，调整隔膜阀的关闭状态，使隔膜阀能完全关闭。

再次进
行汽轮机挂闸试验，发现汽轮机挂闸的开关信号（ASL1、ASL2和ASL3）均正常，汽轮机可以正常挂闸。

由此，可判断隔膜阀没有完全关闭，存在内漏现象。

隔膜
阀无卡涩现象，那么隔膜阀没有完全关闭的原因，应当是隔膜阀顶部的润滑油压
力偏低。

分析和检查机械超速遮断机构的运行状态，发现当隔离电磁阀带电后，
安全油压可以正常建立，说明润滑油的来油压力，能满足隔膜阀的设计要求。

根
据分析，故障应在安全油隔离电磁阀后的管路及装置上，主要原因可能是：一是
安全油隔离电磁阀至危急遮断器油门的管路存在漏油。

经检查，在该段管路未发
现漏油点，故而这个原因可以排除。

二是就地手动停机压杆存在漏油。

检查了手
动停机滑阀，同样未发现漏油点，也排除此原因。

三是危急遮断器油门存在漏油。

对危急遮断器油门进行检查，发现危急遮断器油门的滑阀，在滑移时有些卡涩点，且在滑阀表面上有拉毛现象。

对滑阀进行清洗及去毛处理，再次进行了汽轮机挂
闸试验，汽轮机挂闸开关信号（ASL1、ASL2和ASL3）均正常，汽轮机可以正常挂闸，排除了故障。

总结：利用排除法，分析了某新建电厂1号机组汽轮机挂闸故障时的各种现象，准确快速地判断了汽轮机挂闸故障发生的部位，并彻底排除了故障。

危急遮
断系统是汽轮机重要的保护装置之一，特别是在新机组的调试工作中，极容易出
现此类故障，因此，有关挂闸故障的分析思路，对于同类型机组的调试工作，具
有借鉴作用。

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