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汽轮机高压调门关闭原因分析

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摘要：本文对汽轮机高调门因电缆过于靠近高温缸体超温造成绝缘老化通讯中断调门关闭，运行中突然关闭的原因进行分析，阐明了电缆处于高温环境发生故障的原因。对于汽轮机周边电缆涉及和改造具有广泛的借鉴意义。

关键词：控制电缆；调门；DEH

一、前言

大唐某公司一期两台机组为上海汽轮机厂制造的350MW亚临界机组。汽轮机控制系统采用OVATIAN型数字式电液控制系统，其设计为分散布置、双路供电，系统DPU主模件采用冗余配置。液压系统采用上海汽轮机厂成套的高压抗燃油EH装置。汽轮机主蒸汽阀门TV和调门GV连接电缆布置在高中压缸体阀门两侧（详见图3），缸体保温与电缆线槽距离30至50cm。热工人员定期检查发现汽轮机高压调门控制电缆有老化现象，利用检修机会将单侧的调门电缆进行了更换。机组在控制电缆更换后启动一天突发汽轮机高压调门关闭故障，严重影响机组的安全生产运行。

二、故障及处理经过

某年某月某日，2号机组负荷指令250MW，启动B制粉系统（B、C、D、E磨运行）增加机组出力。在加负荷过程中突然机组出力快速下降，检查2号机高压GV3调门实际已经关闭，DEH画面显示指令和反馈均为100%。汽轮机组调门开启顺序见图1所示。

图1汽轮机高压截止阀和调节阀位置顺序图

检查DEH机柜GV3伺服卡LVDT指示灯不亮，分析反馈LVDT控制回路存在问题，对GV3进行处理，缓慢将GV3指令逐渐强制为0，并对GV3进油隔离确保故障期间该调门不发生误动，对GV3控制回路进行排查发现GV3调门油动机端子箱至地面端子箱的LVDT反馈中间电缆线间阻值3Ω，由于GV3指令和反馈电缆通过同一段电缆桥架接入同一端子箱，为防止指令电缆存在同样问题，将GV3指令电缆和反馈电缆全部更换，更换后对GV3调门试验，动作正常。

三、阀门关闭原因分析

（一）阀门外观机械检查和分析

检修人员现场检查关闭调门门杆和反馈杆实际位置均在关闭状态，和DEH控制画面中阀门状态有相反的情况。初步分析应为阀门和远端状态不对应，怀疑通讯中断，需热工人员检查GV阀门控制回路。

（二）GV阀控制回路检查分析

GV阀控制回路由两部分组成，第一部分为正常投运回路，第二部分未试验回路。控制指令接受GV总给定。DEH自动方式下，GV总给定经单阀或顺序阀的阀门流量特性曲线函数转换为GV阀门指令开度。从实际阀门动作和就地现场阀门状态分析，应为远端和就地信号传输中断造成阀门指令与就地不对应现象。GV阀门动作逻辑见图2所示。

图2GV阀指令回路逻辑原理图

（三）连接电缆检查分析

对汽轮机高压调门GV3电缆走向排查发现，竖直电缆桥架紧贴的保温处温度较高，最高至196℃，存在高温电缆受损情况。高压阀门控制电缆见图3，红外测温见图4。

图3阀门控制电缆（水平和垂直线槽）

图4控制电缆红外测温

由于机组运行期间竖向电缆桥架区域最高温度196℃，电缆老化绝缘降低导致GV阀异常动作。对电缆（型号：ZR-DJYPVP，阻燃屏蔽，国标耐温：100℃）高温老化试验，将电缆逐步加热至150℃时，电缆外观绝缘正常，进一步加热至180℃，电缆绝缘开始降低。

四、防范措施

（1）对故障中GV阀门所加的临时电缆区域用硬质格栅进行物理隔离，悬挂警示标牌，防止人员进入该区域误碰电缆导致调门再次误动作。

（2）由于该电缆桥架区域温度较高，电缆老化较快，为防止该电缆桥架内其他调门电缆老化导致调门误动作，采取安全措施将中压调门关闭后对中压调门控制电缆进行了更换和隔离。

（3）利用停机机会对横跨汽缸上部的该电缆桥架进行改造，将电缆桥架移至外侧，避开汽缸保温的高温区，防止电缆高温老化。

（4）利用停机机会临机电缆桥架内的电缆进行检查，如发现电缆老化绝缘降低，及时进行改造。

五、结束语

目前大型汽轮发电机组优化设计机房间隔愈来愈小，特别是高温设备控制电缆又离高温部件距离较近，良好的设计、安装工艺和材料质量是保证设备安全可靠的本质安全；日常的检修和维护是否到位，技改是否合理可靠，隐患排查是否到位等日常技术管理工作是保证机组安全稳定运行的基础。只有设计合理、安装可靠、技改合理、管理到位，才能真正保证机组的安全稳定运行。

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-全文完-