汽轮机跳闸的原因分析及改造措施

孙立明，孙卫东

（华能宁夏大坝发电有限责任公司，宁夏 青铜峡 751607）

华能宁夏大坝发电有限责任公司一期工程建设2台330 MW机组。汽轮机采用上海汽轮发电机有限公司制造的N330-16.18/535/535型、亚临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽冲动凝汽式汽轮机。额定功率为330 MW，最大连续功率为334 MW，最大功率为342.7 MW。

1 事故经过

2011-02-01T15:51，2号汽轮机跳闸，ETS系统首出“汽轮机差胀大”，锅炉MFT动作灭火，发电机“程序逆功率”保护动作解列，机组负荷由303 MW降至0，6 kV厂用电源自动切换至1号启备变带，电动给水泵联启成功。15:57，2号炉吹扫完成后点火；16:12，汽轮机转速到0，投盘车；16:18，启动D磨运行。17:26，热控人员检查完后，退出低压缸“汽轮机差胀大”保护，检查确认后恢复机组启动。

2 事故原因分析及事故处理中出现的问题

经分析，造成此次事故的主要原因为：TSI系统低压II缸差胀信号卡件故障，引起“汽轮机差胀大”保护信号误发，造成汽轮机跳闸，导致机组解列。

另外，在机组事故处理及启机过程中还出现以下问题。

(1) 17:26，汽轮机复置冲转，17:40，汽轮机转速为3 000 r/min，切换调速油泵时安全油压下降。后开启调速油泵出口门时，安全油压恢复，主汽门突然开启，转速上升较快，即采取手动打闸停机。造成这一问题的主要原因如下：①对疏油门检查维护不到位，疏油门门杆与手轮连接部分滑扣，阀门关不严，造成空气进入主油泵内，在切换油泵时造成调速油压下降；②切换主油泵时调速油压下降，主汽门关闭，但此时汽轮机跳闸信号不发，主汽门仍然接受开指令，当调速油泵出口门开启后，调速油压上升安全油压建立，主汽门开启高压缸进汽量瞬时增大，造成汽轮机转速快速上升。

(2) 机组发生异常后无法及时掌握安全门的动作情况。

(3) 由于机组跳闸，四段抽汽逆止门联关，四抽汽源压力低。手动开启辅汽至甲、乙小机供汽分门时间较长，造成小机转速下降，影响汽包水位。

(4) 锅炉MFT后联启电泵，电泵联启瞬间拉低6 kV厂用电压，导致部分设备低电压保护动作。

(5) 事故过程中，低旁未联开。

3 采取的技术改造措施

3.1 更换TSI卡件

对2号机组TSI系统进行排查，确认TSI卡件存在故障。因此，对该卡件进行了更换，并进行跟踪观察。另外，在机组停运后对TSI差胀大保护进行了装置、信道的冗余配置。

3.2 完善热工保护逻辑

由于热工保护逻辑不完善，造成机组安全油压降低后主汽门关闭但不跳闸汽轮机，在安全油压建立后主汽门直接开启，容易造成汽轮机超速。为此，采取了以下改造措施。

(1) 在汽轮机跳闸条件中增加“安全油压<1.2 MPa”。安全油压压力开关取自安全油母管，按三取二逻辑设计。

(2) 在1号、2号机组疏油门前后增加小口径旁路阀，机组启动时将疏油门完全关闭、开启旁路小阀，油泵切换时操作小阀即可。

3.3 在安全门处加装动作指示器

之前，热控监测安全门的动作情况依靠压力开关动作监视，但由于现场取压管路较长、阀门动作速度快、振动较大，故无法正确指示动作情况。尤其在机组发生异常后，更是无法及时掌握安全门的动作情况。针对此问题，在安全门处加装了动作指示器。

3.4 修改电泵联启条件

上述事故中，锅炉MFT后联启电泵，电泵联启瞬间拉低了6 kV厂用电压，导致部分设备低电压保护动作。为避免此类问题的再次出现，对1～4号机组的电泵联启条件进行了修改(见图1)。另外，在今后的运行中还应注意：锅炉MFT后联启电泵的时间应避开厂用电快切时间。

3.5 增加联开小机供汽门逻辑

机组跳闸后，四段抽汽逆止门联关，四抽汽源压力低。由于手动开启辅汽至甲、乙小机供汽分门的时间较长，造成小机转速下降，从而影响汽包水位。为解决此问题，对1～4号小机增加了联开辅汽至小机供汽门的逻辑(见图2，以A小机为例)。

图1 修改后的电泵联启条件

图2 联开辅汽至A小机供汽门的逻辑

3.6 修改低旁快开触发条件

上述事故中，低旁实际已经联开。但是，由于低旁快开触发条件为低旁入口压力＞4 MPa，而入口压力＜4 MPa时快开指令立即消失；因此，造成事故过程中低旁未联开的假象。在上述事故过程中，低旁实际先后连续开关了4次。为此，对低旁快开触发条件进行了如下修改：将原低旁入口压力＞4 MPa时快开、＜4 MPa时快开消失，改为低旁入口压力＞4 MPa时快开、＜3.80 MPa时快开消失，即增加死区。

4 结束语

采取上述改造措施后，2号汽轮机运行至今未发生过类似故障。借鉴2号汽轮机的改造措施，并结合各机组的实际情况，该公司先后在其他机组上进行了相应改造，为机组的安全、稳定运行奠定了基础。