主汽门突然关闭的原因分析及处理对策

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主汽门突然关闭的原因分析及处理

对策

桂林虹源发电有限责任公司2台135 MW机组于2000年10月投入运行，该机组DEH由上海汽轮机厂提供，采用FOXBORO公司智能自动化仪表系列构成的凝汽式汽轮机数字电液调节控制系统，可由操作员站通过CRT各画面控制汽轮机冲转、升速、阀切换、并网、带负荷，具有两种互为跟踪的控制方式，即自动和手动，并可相互切换。

该系统自投用以来，1号机组出现了在运行中两个主汽门突然自动关闭，导致甩负荷的事件，当时1号机带90 MW负荷，各项参数都正常。主汽门TV1和TV2突然关闭，负荷迅速降至0，由于运行人员处理不及时，导致继电保护动作，跳机停炉。

1 原因分析

开始汽轮机冲转升速时，汽轮机处于主汽门控制方式，此时4个调速汽门GV全开，转速由TV控制，TV的开度指令根据PID运

算得出，控制原理逻辑如图1所示。

图1 TV控制原理逻辑

正常时，当转速达到2 950 r/min时，进行阀切换，转入调门控制，此时SUM开始快速累加，TV指令也跟着快速增加，主汽门加速开启，当TV1与TV2反馈平均值大于90时，THI为1，TV

的指令变为100并一直保持下去，这时主汽门处于全开状态，控制方式已转入调门控制方式。在以后并网、加负荷及正常运行时，TV始终全开，THI始终为1，保持100的开度指令输出。而TV

控制回路的PID模式也处于跟踪状态。

图2为1号机甩负荷时的历史趋势。

图2 1号机甩负荷时的历史趋势

由于外部原因导致TV1的阀位反馈减小，当两者之和小于90时，THI由1变0，此时，控制逻辑发生变化，首先TV控制回路中的

PID模块不再处于跟踪状态，它开始进行运算，参与控制。在控制逻辑里，PID的设定值在并网前代表转速设定，其值为0～3000r/min，而在并网后却代表功率设定，其值为0～135 MW，当时带90 MW负荷，一旦PID投入运算，它的设定值为功率值，比实际转速小太多，PID的输出将很快从100降为0，从历史趋势图可以看出，只用了6 s。

此时，TV的开度指令不再为100这个常数，而是SUM与PID输出之和，从上面分析得知PID输出很快降为0，下面须确认SUM 的值。从历史数据可知SUM也为0，所以TV的开度指令在6 s

之内降为0，导致两个TV同时关闭造成这次事件。正常情况下，经过升速时的累加，SUM的值在200左右，不为0，但通过分析逻辑可以看出当DEH切过手动或打闸时，可将SUM的值清为0。经查，此前运行人员因为汽压波动，曾切过手动控制，使SUM为0。从图2还可以看出，在02:39:44时，指令有一个下降，很快又变为100。这是因为当时TV2反馈为97.61，TV1反馈为84.28，这时候THI已经翻转，由1变0，所以指令开始下降。到02:39:46时，TV1反馈又变为88.3，此时TV2反馈为96.8，THI由0变1，指令又变为100。这说明当时正好处于临界状态，TV的轻微变化都可能使指令变化。

2 处理对策

通过这次事件，表明原逻辑存在不完善的地方，为此在组态中对原逻辑进行了相应改动，即加一个RS触发器，如图3所示。

图3 改进后的TV控制原理逻辑

表1为RS触发器真值表，其中THI为S端。

表1 RS触发器真值

S

R

不变

1

1

1

1

1

不变

加上一个触发器后，原有功能并不受影响，而且能避免类似甩负荷事件再次发生。当再次出现TV1反馈值变小，导致THI变为0时，由于安全油压未失去，其值为0，所以RS触发器输出仍为1。TV的开度指令不变，也保持为100。这样TV2仍保持全开。负荷不会马上降下来，运行人员可以到就地察看，若TV1仍然全开，则可判定是反馈回路出现问题，通知检修人员处理即可，机组运行完全不受影响。若TV1确实关了下来，这时运行人员可采取措施，将机组稳定在一个较低负荷上运行，再决定是否停机。这样可以避免因甩负荷影响整个电网的安全运行，同时避免了事件进一步扩大引起其它保护动作跳机，停炉。（邓涛罗鹏蒙映峰）