关于余热发电汽轮机泄压阀卡涩导致机组跳闸的分析及技改优化

水泥华新水泥盐井公司刘寅 2022-01-11

在实际运行中普遍纯在泄压阀容易卡涩的问题，机组冲转达到额定转速退出高压启动油泵时，主油泵进口泄压阀容易发生卡涩，使得主油泵进口油压低，机组油压保护跳闸，以下详细分析故障原因，故障解决方法，及技改优化。

引言：青岛捷能汽轮机在水泥余热发电项目中有着广泛的应用，本厂余热发电汽轮机型号为KD—N—B.SM，水泥余热发电总包方大连易事达，南京凯盛，都采用青岛捷能汽轮机KD系列产品。KD系列汽轮机在实际运行中普遍纯在泄压阀容易卡涩的问题，机组冲转达到额定转速退出高压启动油泵时，主油泵进口泄压阀容易发生卡涩，使得主油泵进口油压低，机组油压保护跳闸，以下详细分析故障原因，故障解决方法，及技改优化。

一、导致主油泵进口油压低的几种可能性

1.低压射油器喷嘴滤网是否堵塞；垫子是否完好。

2.主油泵出口逆止阀阀是否卡涩，高压启动油泵出口止回阀是否卡涩。

3.主油泵进口泄油阀检查是否卡涩。

4.透平油油质差导致各滑阀卡涩，滤网堵塞。

二、泄压阀卡涩导致的切换高压启动油泵时油压降低导致的机组跳闸分析

1.发生此类故障的工况

一般是在机组冲转达到3000RPM，退出高压启动油泵时瞬间发生，这是泄压阀卡涩的显著特征，而长期运行中出现主油泵进口油压逐渐降低，导致停机故障，一般判断为低压射油器故障所导致主油泵进口油压油油量降低所致。

2.泄油阀卡涩导致主油泵进口油压低具体分析

机组冲转到达3000RPM，停止高压启动油泵时，主油泵出口油压下降，导致机组跳闸，在检查并排除低压射油器和油箱油位均正常后，重点检查泄油阀，泄油阀位于主油泵进口管道和油箱回油管道之间，该泄油阀泄的就是主油泵进口油管中的油，泄油阀的信号是高压启动油泵出口的油压，是一根直径Φ18mm的油管。

泄油阀的工作原理及故障排除：

泄油阀一端接高压启动油泵出口，一端接回油管道，一端与主油泵进口油管相连接；

⑴.当机组冲转时，高压启动油泵运行，此时机组调节保安润滑系统均由高压启动油泵提供，通过压力信号油管的高压油的压力，克服滑阀弹簧力和主油泵进口油压力，使得泄油阀的滑阀向左移动，进而打开4只Φ16mm的泄油孔，使得主油泵进口油管道泄油，此过程中主油泵不参加工作；

⑵.当机组3000RPM时，停止高压启动油泵，高压油信号油管中的油压消失，泄油阀向右移动，关闭4只Φ16mm的孔，停止泄油，确保主油泵进口不会缺油，此时开始，主油泵参加工作，给机组调节保安润滑系统供油；

⑶.当泄油阀滑阀卡涩时，会发生冲转3000RPM时停止高压启动油泵瞬间，主油泵进口油压因泄油阀的卡涩未关闭泄油孔，而使得主油泵进口缺油，主油泵进口油压降低，出口油压降低，出口油压低于0.78MPa时，机组跳闸，高压启动油泵因油压联锁保护而自动启动，体现在汽轮机上具体的情况就是，一停高压启动油泵瞬间，汽轮机从3000RPM跳闸，转速下降，505报警；

⑷.拆卸并用柴油清洗泄油阀滑阀、腔体及弹簧，保证滑阀灵活动作无卡涩，重新安装回位，重新冲转汽轮机，3000RPM退出高压启动油泵，验证泄油阀能正常动作关闭泄油孔，主油泵进出口油压正常，调节保安脉冲系统油压正常，并网带负荷。

三、关于主油泵进口压力低跳闸解决方法

1.汽轮机冲转到3000RPM，退出高压启动油泵时，主油泵进口压力低，即主油泵进口缺油，机组跳闸，根源在于主油泵进口油管上的泄压阀滑阀卡涩，泄油孔未能关闭导致主油泵进口油压低，油压保护动作，机组跳闸。可以停机后，拆卸泄压阀，清洗内部杂质，研磨滑阀表面，使其灵活可靠动作，也可以在不停机的情况下，采用提高机组转速的办法，使泄压阀内部滑阀克服卡涩的阻力，强制关闭泄油孔，保证主油泵进口油压可靠，正常退出高压启动油泵。

2.具体操作过程及技术原理

⑴.机组冲转到3000RPM后，不退高压启动油泵，继续升速至3180RPM，3180RPM为机组执行机构上限，由于机组转速上升，主油泵出口油压也增大，此时主油泵出口油压高于高压启动油泵的供油压力，主油泵出口逆止阀在压差的作用下打开，汽轮机主油泵开始供油，主油泵投入工作，（主油泵出口其中一路供给低压射油器进口，低压射油器出口给主油泵进口供油）。

⑵.在机组冲转未达到3000RPM之前，机组由高压启动油泵油泵供油，高压启动油泵出口的一根Φ18mm的压力信号油路所产生的油压力大于泄油阀内弹簧力与主油泵进口油压压力之后，即压力信号油压力＞弹簧力+主油泵进口油压力，滑阀向左移动，4只泄油孔打开，主油泵进口油管中的油被泄掉，此时机组转速为3180RPM，主油泵出口油压比3000RPM时有增大，主油泵进口油压也随之增大，此时，主油泵进口油压+弹簧力＞压力信号油的压力，滑阀克服因杂质卡涩的阻力，向右移，关闭4只泄油孔，确保主油泵进口不会缺油，此时主油泵开始供油，主油泵投入工作，而高压启动油泵实际上已经退出了供油，手动停止高压启动油泵，机组不会跳闸，逐渐将机组转速降到3000RPM，并网带负荷

四、青岛捷能KD系列汽轮机泄油阀卡涩故障技改优化

1.青岛捷能汽轮机设计的高压启动油泵出口油压为1.02MPa，而主油泵在额定转速时的出口油压为0.96MPa，高压启动油泵压力高于汽轮机主油泵压力，汽轮机冲转过程中，在没有进行油泵切换之前，主油泵出口逆止阀一直关闭，为了防止主油泵长时间憋油导致局部油温升高，进而发生汽蚀影响主油泵及机组的安全运行，故而安装了这个泄油阀。

2.如果从保护主油泵这一功能上考虑，泄油阀应该装在主油泵出口，而且安装在主油泵出口逆止阀之前，即能防止长时间闷泵，也能冷却主油泵，但青岛捷能汽轮机KD系列汽轮机设计时主油泵出口逆止阀之前没有安装空间，厂家将其设置在主油泵进口油管道上。

3.技改优化

先在高压油泵出口接一根DN25的油管，直接回到油箱，由回油阀控制，然后在高压启动油泵出口的信号油管上加装一个压力信号阀和加装一个压力信号油的放油阀。在机组冲转前，先将三个阀门保持关闭，机组冲转时，先开启压力油信号阀，保证高压油泵出口压力信号油路畅通，确保主油泵得到保护，机组达到3000RPM时，先关闭压力油信号阀，再打开压力信号油泄油阀，彻底清除泄油阀的压力油信号源，使得滑阀向右移动关闭4个泄油孔，然后关闭压力信号油的放油阀，此时缓慢关闭高压启动油泵出口手动阀，确认主油泵已经投入运行，停止高压启动油泵，再打开高压启动油泵出口阀。