基于逻辑分析东汽300MW机组汽机挂闸问题

摘要：本文主要叙述了东方汽轮机厂生产的300MW机组挂闸原理及过程，具体阐述了挂闸全过程流程，针对现场机组试验及启机过程出现的挂闸异常现象，通过逻辑作出了分析并提出了解决方案，并就机组挂闸管理问题进行了探讨。

关键词：挂闸 挂闸原理 分析 解决方案

1 概述

1.1 概述 福建华电永安发电有限公司2*300MW机组采用东方汽轮机厂生产的C300/256.6-16.7/1.0/537/

537型汽轮机，2011年首台机组投产发电。DEH数字电液部分采用艾默生OVATION控制系统。投运后因机组挂闸问题影响开机时间的问题越发严重，因此，合理解决机组异常，保证挂闸正常成为安全生产重中之重。

1.2 问题的出现 该公司首台机组调试运行期间，时有出现因挂闸问题影响实验及开机的现象。现场实际现象为：在DEH OPR站点击机组挂闸后，挂闸过程进行，安全油压建立后，马上掉闸。再挂后或多次重复后会正常挂闸成功，厂方人员进行分析后，检查了各方面存在的问题，以油路系统为基本出发点，对电磁阀功能进行了各项检查，但始终存在挂闸上的困扰问题。投运后，启动前实验发生掉闸频率越来越大，并开始影响开机前试验项目及机组并网时间。故如何从现象中找出实际原因并合理处理成为该台机组安全生产工作之重。

1.3 研究机组挂闸的必要性 汽轮机主要电厂发电设备中的重要组成环节，其安全性能一直得以高度重视。机组挂闸是机组保护油系统回路中重要的一个环节，机组不能正常挂闸，必然会对机组正常运行时油回路的正常造成影响，掉闸过程必定是保护回路中有油门开路情况，造成油从开路中流回油箱，因此无法正常建立安全油压。

2 挂闸问题的现象分析

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图1 挂闸过程各相关逻辑点曲线图

由上图（红色曲线为HPT OIL PRESS SETUP，曲线范围为-1到2）可知，整个挂闸过程中，LATCH指令发出10S后，会自动复位挂闸信号，此时等待挂闸过程的结束。挂闸成功信号为安全油建立且无ZS1开关信号延时10S。从曲线中可以看出，红色曲线在从低电平转到高电平即为HP油压建立的过程，经过一段时间后，红色曲线重新转化为低电平，系统重新掉闸。

3 东汽300MW机组挂闸原理

在各项就地设备工作未能实际解决该问题后，从逻辑出发去研究整个挂闸过程的意义趋于重要。虽然逻辑上并没有不让挂闸或是有挂闸失败的提示标志，但是，整个就地设备均已检查并无发现能引起油系统泄露的关键点。因此，笔者从挂闸的原理出发，基于挂闸逻辑分析，建立标准，对比挂闸过程重要因素，探讨挂闸原理及分析挂闸问题。

3.1 挂闸原理 东方汽轮机300MW机组挂闸系统设置的复位试验阀组中的复位电磁阀（1YV），机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸用。挂闸原理及过程如下：在OVATION操作员站点击挂闸按钮后，复位试验阀组中的复位电磁阀（1YV）将带电动作（四个AST电磁阀也带电将EH油回油管路封堵建立油压），将油引入危急遮断器装置活塞侧腔室，复位活塞向图中左侧移动到上止点，使危急遮断器装置的撑钩复位，通过机械遮断机构的杠杆将遮断隔离阀组的机械遮断阀复位，将高压保安油的排油口封住，建立高压保安油。当压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压保安油已建立后，向DEH发出信号，使复位电磁阀（1YV）失电，危急遮断器装置活塞回到下止点，DEH检测行程开关ZS1的常开触点仍为闭合、ZS2的常开触点仍为断开，DEH判断挂闸程序完成。

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图2 EH挂闸回路系统图

3.2 挂闸过程常规分析故障点 ①电磁阀问题。观察整个挂闸过程，电磁阀在挂闸过程中起重要的作用。但电磁阀存在线圈容易烧坏造成无法带电，电磁阀体关闭不严密甚至未动作，都将造成油管路与回油管相通，而造成挂闸失败。②压力开关问题。压力开关质量不稳定时，存在接点接通不顺畅的现象。造成安全油压丢失而掉闸。③部分操作问题。如EH油泵及油泵未启动或油压不符合正常运行要求。

3.3 基于挂闸逻辑分析解决挂闸问题 ①机组挂闸逻辑原理。图3为现场实际挂闸控制页逻辑，图4将图3的信息表示为示意图。从两个图我们可以充分分析挂闸逻辑。a挂闸允许条件：杠杆行程开关ZS2到位，汽轮机掉闸且所有阀门关闭。b挂闸成功标志：安全油压建立且无ZS1到位信号。c挂闸过程逻辑：点击OPR站挂闸按钮后，挂闸指令经一RS触发器记忆发出，使得1YV接通带电，将油导入活塞内推动活塞向左移动进行油路挂闸过程。安全油压经3取2压力开关判断挂闸成功。d挂闸复位逻辑分析：挂闸指令出口引一延时10S信号复位挂闸信号，保证挂闸指令只能发出10S，1YV的工作复位时间即为10S。安全油压建立后，等待ZS1信号延时10S复位该逻辑。

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图3 故障逻辑图

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图4 挂闸逻辑示意图

②机组挂闸失败过程分析。

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图5 挂闸失败过程各相关逻辑点曲线图

基于上述挂闸逻辑及挂闸原理，对图5进行深入分析。该图中各趋势线红线为ZS2的信号，粉红色为挂闸指令信号，青色为ZS1的到位信号，蓝色为安全油压建立信号。全过程分析如下，挂闸指令触发后（高电平），ZS1的信号随后到位发出信号表明挂闸油进入活塞腔工作，此时安全油压3取2开关闭合发出油压建立信号，ZS2因中间杠杆移动接通信号从高电平转为低电平，10S后挂闸指令脉冲结束，经过一段时间突然油压建立信号丢失，机组掉闸，ZS1信号也随机组掉闸随后消失。

③基于逻辑对挂闸的分析。

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图6 挂闸成功逻辑示意图

根据3.2所述，再对机组挂闸成功的逻辑进行分析，机组挂闸成功标志同样采用一RS触发器进行设计。ZS1受杠杆移动，在挂闸过程中先闭合后断开，而HP油压则在闭合前先闭合。此时，该SR触发器R端由真值转为假值，而ZS1随后出现真值，置位端真值使机组触发器输出为真值，此时挂闸过程结束，机组挂闸成功。

分析该过程，结合图5挂闸曲线研究，发现ZS1始终没有断开，直至HP油压丢失方才断开，使得图6所示意逻辑不能成立而挂闸失败，如果ZS1先于油压丢失前断开信号，则完全能够符合图6的逻辑使得整个挂闸逻辑合理完成。仔细观察ZS1的动作情况，再次发现ZS1整个接通的时间较长，接点接通起始时间为15：38：01，结束时间为15：38：30，整个时间为29S，与图4挂闸逻辑中10S的复位时间相差较大。因此，ZS1的工作时间成为影响挂闸成功的可能因素。

④试验结果。

基于上述逻辑的分析，结合现场实际，提出解决该项缺陷的尝试方案，对ZS1、ZS2进行通断位置整定使其符合工作时间要求。经过多次尝试，最终找到一合适的位置点，挂闸成功。

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图7 成功挂闸过程各相关逻辑点曲线图

对比图5，从图7我们可以看出ZS2断开的时间较失败挂闸逻辑较早，而ZS1转变为高电平后油压建立的时间来得快。ZS1接点接通起始时间为18：59：55，结束时间为19：00：12，整个时间为17S，较之前缩短12S。重复试验证明，该挂闸问题得以解决。

4 结束语

机组挂闸是机组启动的重要标志。机组挂闸不成功问题也是困扰现场维护人员的重要问题。一般情况下，在逻辑不动、卡件输出正常的情况下，挂闸问题都为典型基本的就地设备泄露等问题。从该问题来看，最终解决出问题的点反而比较细小，与大量进行就地各类电磁阀查漏等重大任务来对比，之前因未正常对待逻辑分析浪费了大量的人力物力。本文根据现场实际出现的问题，就挂闸整个逻辑进行了详细的阐述，一方面解析了挂闸过程逻辑及就地设备动作情况，另一方面基于逻辑分析探讨挂闸问题，提出了新的观点，解决了长期困扰在生产中的疑难缺陷。

参考文献：

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[2]翟永慧.齐鲁热电厂发电汽轮机开机挂闸故障分析及对策[J]. 齐鲁石油化工，2013（01）.

[3]崔彦亭，杨绍，王清.挂闸电磁阀故障引起的汽轮机系统挂闸异常分析[J].华电技术，2012（06）.