一、开展汽门全行程活动试验的必要性

近年来，由于火电机组深调负荷变动大、抗燃油质不良、伺服阀卡涩、蒸汽品质差、汽门氧化皮以及热控信号故障等因素，导致汽门卡涩，汽轮机超速甚至飞车事故仍有发生，造成了重大的经济损失。2023年7月，某1000MW机组发电机差动保护动作导致机组跳闸，过程中由于汽轮机右侧中主门和中调门均关不严，造成汽轮机超速至4000r/min，汽轮机转子断裂，厂房及设备严重受损。

以往，大部分机组并不具备高中压主汽门、调速汽门全行程活动的试验功能，只能定期进行汽门部分行程活动试验，但由于不参与调节的汽门，长期不活动，靠汽门部分行程试验及停机静态试验不能全面发现阀门热态卡涩风险，存在极大隐患。为此，开展汽轮机汽门全行程活动试验十分必要，确保各火电机组提前发现并消除汽门存在的问题，保证机组在故障情况下，汽门能够快速、可靠地切断汽轮机进汽，避免发生汽轮机超速。

二、试验标准

试验过程中所有的高、中压主汽门和调门能自动开关到位，机组能自动调节，维持响应负荷基本不变，机组各主要参数稳定无大幅波动。

三、试验逻辑设置要求

3.1逻辑闭锁

（1）设置汽轮机任意2个主汽门全行程活动试验互锁。当一个主汽门活动试验未结束，闭锁另一个主汽门开展活动试验。

（2）另一侧主汽门全开且无关信号作为本侧主汽门试验的允许条件。

（3）设置试验超时切除功能。当试验超过预期时间时，通过超时控制回路将试验中止，及时恢复到试验前的状态。

3.2负荷区间选择

全行程活动试验负荷不宜超过60%。汽轮机单侧进汽时，通流面积减小，带负荷能力受到限制，如果负荷过高，另一侧调门开度较大，裕度不足，试验过程中会造成试验侧主汽门前压力过高，不利于试验开展。因此，试验负荷越低越容易成功。但对于超临界以上机组，由于干湿态转换问题，不应低于转态的稳定负荷，负荷一般应大于30%。

3.3其他要求 

试验一般为单阀状态进行，且AGC退出运行，主汽压力、温度满足规程规定且稳定无明显波动。

3.4手操器设置要求

应设置“试验保持”功能。在试验过程中，如发现有异常情况，如负荷突降等，可迅速按下“试验保持”键，阀门停留在原位不动以便运维人员及时排除故障。故障排除后，可再按下“试验保持” 键使试验继续进行。

四、试验中目前出现的问题

各火电单位进行汽轮机汽门全行程活动试验时，发现了汽门卡涩，中主门打不开，轴瓦温度高，振动大等问题，具体如表1：

表1：汽门全行程活动试验发现问题情况

各电厂试验时，多个电厂均出现不同程度的汽门氧化皮卡涩现象，因其部分采用停机前进行试验的方式，或敲击门杆的方式，未造成试验失败甚至超速事件发生，但也对机组的安全运行提出了警示，治理刻不容缓。

    某公司3号机试验时发生中压主汽门前后压差大，中主门打不开的问题，通过降低负荷后压差也相应降低的方式，中主门才重新打开，需对平衡管改造后进行试验；某公司10号机进行中主门全行程活动试验时，发现对应的中调门严密性不好，也易导致前后压差大的问题，需对其密封面进行研磨。

  另外，某电厂1号机试验时出现了#1、#2轴瓦温度高，振动大的问题，根据其他机组解体情况，怀疑油挡处轴径存在积碳，导致碰磨产生振动，准备利用停机机会加装汽阻式油挡。

五、试验风险及处理建议

汽门全行程活动试验由于存在单侧进汽、逻辑不当及设备自身问题等可能造成的主要风险为：机组非停、负荷波动、轴瓦瓦温高、振动大、抗燃油压波动大及设备损坏等。

5.1机组非停

汽门全行程活动试验造成机组非停可归纳为三类：

5.1.1主汽门卡涩后无法动作导致非停

出现主汽门卡涩无法动作等机械性故障或主汽门前后压差大打不开阀门等系统性故障无法消除隐患，或同侧主汽门、调门均无法关闭到位或关闭不严，为保证机组不出现更严重超速飞车事故，应立即申请停机处理。

异常处理建议：出现汽门卡涩或打不开时，应中止试验，联系检修处理；当出现无法消除的主汽门卡涩故障时，应立即申请停机处理。

5.1.2参数超过跳闸动作值导致非停

试验时，运行监视参数未及时发现参数增大趋势，导致机组轴瓦振动、EH油压、胀差及轴位移等参数超过跳闸动作值。

异常处理建议：发现参数异常威胁机组安全时，应立即中止试验，排除风险后再进行试验。

5.1.3信号误发导致非停 

机组一般配有“两个主汽门关闭”联跳锅炉、发电机等主保护，试验侧主汽门为全关状态，另一侧单侧进汽，试验中如另一侧主汽门全关信号误发，会引起机组跳闸。

异常处理建议：应确保全行程试验逻辑完善、无漏洞，检查各测点无异常后进行试验。

5.2负荷波动

全行程试验时单侧进汽，如阀门工作在流量拐点区，由于蒸汽力的作用，导致门杆突跳或抖动，容易出现负荷波动，以及主汽压力、汽温、给水流量、EH油压等参数波动现象。

异常处理建议：应做好阀门特性曲线的优化，使试验工作点远离流量拐点区。

5.3轴瓦温度升高及机组振动

试验过程中，单侧供汽会引起汽轮机转子受力发生较大变化,使机械运行不稳定，导致汽轮机大轴向调门关闭一侧倾斜，致使1、2瓦受力点产生较大偏移，易发生瓦温升高，振动增大的问题。

异常处理建议：密切监视试验参数不超限，并根据瓦温、振动情况做好轴瓦解体、轴系中心及载荷分配调整。

5.4EH油压波动大

试验时，主汽门、调门需要泄油完成关闭动作，如果阀位出现反馈错误，一直不能归零，则EH油一直会通过伺服阀和卸荷阀泄露，导致母管油压低。

异常处理建议：试验时对EH油压、油泵电流等参数进行持续监视，发现参数异常威胁机组安全时，应立即中止试验，排除风险后再进行试验。

5.5设备损坏

由于逻辑设计缺陷或运行操作不当，可能会引起轴瓦、转子等设备的损坏事故。

异常处理建议：运行人员需做好事故预想与应急处置，试验过程中密切监视机组重要参数不超限。

六、未开展全行程试验机组的指导建议

目前，部分机组由于试验逻辑不完善、中主门差压大、轴系振动大、不允许单侧进汽等原因未开展全行程活动试验，需对机组进行改造后方可具备试验条件。

6.1逻辑不完善机组

确定汽门活动试验方案，并利用停机加装试验逻辑。

6.2中主门前后压差大机组

    由于试验时出现中压主汽门前后压差大，打不开的问题，需对中压主汽门入口与出口平衡管改造，通径扩大，取消节流孔，并加装隔离阀，使阀门前后压力平衡，减小阀门开启阻力，改造后方可进行试验。

6.3轴系振动大机组

部分机组均由于轴瓦振动大无法开展试验，需对主机轴瓦解体并调整轴系中心及轴承载荷，修后经运行测振后，具备试验条件。

6.4利用停机机会开展试验计划

部分机组已具备全行程试验条件，但由于机组首次开展试验，为降低机组风险，需利用停机机会开展试验。

6.5无法开展试验的机组

    部分机组为定压运行机组，无法开展汽门全行程试验。需制定相应应急措施，按照运行规程定期开展松动试验，做好停机静态试验、油质监督与测点及信号检查，并利用大小修对汽门进行定期检查，清理氧化皮及返厂维护保养伺服阀等。

七、试验建议与要求

7.1试验前期工作

未开展汽门全行程活动试验的机组，一是做好调研工作，调研相似单位全行程活动试验的成功经验与设备风险；二是在技术服务单位监督下，开展汽门静态、关闭时间测试、严密性及超速等前期试验及关闭调门模拟关闭主汽门的摸底试验，确定试验边界条件，摸清试验对机组轴系振动幅度、负荷稳定性及抗燃油系统压力的影响，减少和规避试验风险；三是根据摸底试验结果，做好相应汽门设备、热工逻辑的优化或改造，编写开展汽门全行程活动试验的改造方案、试验方案与应急措施；四是根据机组现场实际，组织技术服务单位专家、分管领导及厂内相关专业人员等对方案进行论证，确保试验过程中尽量减小对机组的扰动，提高试验安全性。

7.2试验准备工作

汽门全行程活动试验前应做好管理、运行及检修等各项准备工作：

7.2.1全行程活动试验应履行审批手续，经发电企业分管领导审批同意后进行，并严格执行重大操作到岗制度。

7.2.2试验前，确保汽门相关试验均合格，以及运行中未发现汽门卡涩现象。若冷态试验、严密性或其他汽门相关试验不合格，或发生汽门卡涩问题，不应进行汽门全行程活动试验或其他能导致负荷变动的试验。

7.2.3试验前，热控人员应检查就地试验电磁阀、伺服阀、伺服卡等状态正常和接线完好；检查汽机安全监视系统（TSI）柜和汽机危急遮断系统（ETS）柜电源及卡件均工作正常，核查DEH系统逻辑及相关参数正常，阀门行程开关信号状态正确，检查有无信号强制点；检查全行程试验控制逻辑正常，确保逻辑完善、无漏洞。汽机人员现场检查汽门阀门阀杆连接等机械部位完好，做好防止汽门卡涩的应急预案与安全、技术、组织措施，准备好专用工具，在就地随时待命。

7.2.4试验前，运行人员应就地检查汽门阀门状态，开关是否到位，是否与主控室保持一致，同时确保高中压主汽门均处于全开状态，不能处于试验状态；检查机组压力、温度、振动等各项参数无异常，机组负荷平稳，锅炉燃烧稳定等。

7.3试验过程

    试验进行过程中，一组试验进行完毕，阀门复位正常且负荷稳定后，方可进行下一组试验。

运行人员需做好事故预想与应急处置，试验过程中密切监视机组负荷、振动、主再热汽温、汽压、轴向位移及胀差等重要参数不超限。发现负荷波动大、轴瓦振动大、瓦温高、EH油压异常及控制系统失灵等问题，威胁机组安全时，应立即中止试验，看汽门能否回到初始状态，如回不到初始状态，应按照应急处置方案进行；若出现汽门阀门卡涩无法动作等机械性故障或主汽门前后压差大打不开阀门等系统性故障，禁止手动打闸，应减少燃料量以降低负荷，并联系相关专业人员处理，若处理无效后，应按照应急处置方案进行停机处理；若同侧主汽门、调门均无法关闭到位或关闭不严，应立即申请停机处理。

7.4检修和改造建议

7.4.1无全行程试验逻辑的机组，建议尽快利用检修机会增加试验逻辑，并做好冷态模拟。

7.4.2检修中应做好汽门LVDT定期检查及更换、汽轮机TSI测点定期校验、油动机接线端子定期紧固等工作。

7.4.3汽门卡涩问题为重大二级隐患，汽门无法关闭为重大一级隐患，全行程活动试验发现异常的机组原则上应停机消缺，有特殊保电任务的机组，在充分做好防范措施和应急预案的情况下，经风险评估后可申请延期。发生卡涩甚至无法关闭的机组，需安排对主汽门、调门的检修工作，消除如氧化皮或伺服阀卡涩等导致汽门卡涩的问题，如发现是由于材料或设计问题导致卡涩现象，应立即申请立项进行升级改造，对阀杆、阀碟、衬套材质进行升级或对阀杆、阀碟、衬套表面进行提升抗氧化能力喷涂或喷焊司太力合金，强化表面硬度，提高抗氧化性能，减缓氧化皮的生成，使其在一个大修周期内不足以导致汽门卡涩发生；其他机组根据自身设备情况，做好汽门设备的定期检修和状态检修工作。

7.4.4应做好油动机、伺服阀、试验电磁阀、卸荷阀等的送修、清理与试验运维工作。涉及到EH油系统工作时，做好系统封堵、清洁与循环冲洗工作，同时做好EH油质的日常监督工作。

7.4.5针对部分电厂再热主汽门试验时，易出现门板前后压差较大，阀门开启困难的问题，应与主机厂充分沟通，对出入口平衡管管径增大，并取消节流孔，减少阀门开启阻力，改造后再开展试验。

7.4.6针对部分机组轴系振动大无法开展试验的问题，各电厂需利用停机检修及大小修机会，做好轴瓦解体、轴系中心及载荷分配调整。

结论

最后，通过试验数据的整理与分析，汽轮机汽门全行程试验已提炼和总结了成熟的试验路径与经验，为后续机组设备改造和试验开展提供了方向和建议。安全规范开展汽轮机汽门全行程活动试验，提高机组的安全可靠性，避免超速飞车等恶性事故的发生，有着深远的意义。

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