摘要：在詳細介紹河南華潤電力首陽山有限公司兩臺600MW機組EH油系統(tǒng)的具體組成的基礎(chǔ)上，從三個方面總結(jié)EH油系統(tǒng)的工作特點，分析了EH油系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障，及故障原因，以及實際工作中應(yīng)采取的措施，并重點地闡述072-559A伺服閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和易出現(xiàn)的故障，詳細地介紹了伺服閥的失效機理及處理措施，通過理論和實踐兩方面的論述說明，影響機組安全和穩(wěn)定運行的EH油系統(tǒng)及伺服閥故障是完全可以預(yù)防和消除的。

關(guān)鍵詞：EH油系統(tǒng)；伺服閥；故障分析；維護；防范

中圖分類號：TM6 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）01-0218-03

河南華潤電力首陽有限公司一期工程為兩臺東方汽輪機廠生產(chǎn)的600MW燃煤機組，機組型號為N600-24.2/538/566，超臨界、一次中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機，額定出力600MW，最大連續(xù)出力634.234MW，額定轉(zhuǎn)速3000rpm。機組采用復(fù)合變壓運行方式，汽輪機具有八級非調(diào)整回熱抽汽。汽輪機主機及其控制系統(tǒng)采用東方汽輪機廠配套的DEH控制系統(tǒng)，主要完成汽輪機的掛閘、沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)、負荷控制和危機遮斷等功能。一期工程兩臺機組分別于2005年11月份及2006年10月份投產(chǎn)發(fā)電。我廠檢修公司在2006年10月份承包了該公司#2機組設(shè)備維護工作。EH油系統(tǒng)發(fā)生了異常和故障，將會給機組的安全穩(wěn)定運行造成很大障礙，為了更好地搞好維護，保證機組安全穩(wěn)定運行，下面探討該公司EH油系統(tǒng)容易出現(xiàn)的一些故障及原因和處理方法。

一、EH油系統(tǒng)的配置及工作特點

1.EH油系統(tǒng)配置該公司機組的主汽門、中聯(lián)門及高調(diào)門調(diào)節(jié)操縱系統(tǒng)的工作介質(zhì)為高壓抗燃油（化學(xué)名稱為三鉀基磷酸鹽脂，簡稱EH油）。EH油系統(tǒng)由EH供油裝置、EH油再生裝置及油管路系統(tǒng)組成，具體包括EH油箱、兩臺互為備用的100%容量的EH油泵、兩臺油循環(huán)泵、兩個硅藻土過濾器、兩個纖維濾芯過濾器，EH油泵出口配有3 unl高壓濾網(wǎng)，此外EH油供油裝置還包括油箱空氣過濾器、三根過濾磁棒、一套加熱冷卻循環(huán)裝置及六臺蓄能器、各臺油動機的進油濾網(wǎng)。

2.EH油系統(tǒng)工作特點

與采用透平油為工作介質(zhì)的低壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，高壓EH油系統(tǒng)有如下特點。

（1）工作壓力高。該公司EH油系統(tǒng)工作壓力為l 1.4MPA，而低壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力僅為2MPA左右。由于工作油壓的提高，大大減小了液壓部件（尤其是油動機）的尺寸，改善了汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性。

（2）直接采用流量控制形式。EH油系統(tǒng)采用伺服閥直接將電信號轉(zhuǎn)化為汽門油動機油缸的進出油控制，從而直接控制油動機的行程。這使油動機的遲緩率大大降低，對油壓的波動也不再敏感，提高了調(diào)節(jié)精度。

該公司伺服閥為擋板一噴嘴式伺服閥，型號為072-559A（結(jié)構(gòu)見下圖），由一個力矩馬達和兩級液壓擴大及機械反饋系統(tǒng)所組成。第一級液壓放大是雙噴嘴和擋板系統(tǒng)；第二級放大是滑閥系統(tǒng)，其原理如下：當有欲使執(zhí)行機構(gòu)動作的電氣信號由伺服放大器輸入時，則伺服閥力矩馬達中的電磁鐵線圈中就有電流通過，并在兩旁的磁鐵作用下，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力矩使銜鐵旋轉(zhuǎn)，同時帶動與之相連的擋板轉(zhuǎn)動，此擋板伸到兩個噴嘴中間。在正常穩(wěn)定工況時，擋板兩側(cè)與噴嘴的距離相等，使兩側(cè)噴嘴的泄油面積相等，則噴嘴兩側(cè)的油壓相等。當有電氣信號輸入，銜鐵帶動擋板轉(zhuǎn)動時，則擋板移近一只噴嘴，使這只噴嘴的泄油面積變小，流量變小，噴嘴前的油壓變高，而對側(cè)的噴嘴與擋板間的距離變大，泄油量增大，使噴嘴前的油壓力變低，這樣就將原來的電氣信號轉(zhuǎn)變?yōu)榱囟a(chǎn)生機械位移信號，再轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛪盒盘?，并通過噴嘴擋板系統(tǒng)將信號放大。擋板兩側(cè)的噴嘴前油壓與下部滑閥的兩個腔室相通，因此，當兩個噴嘴前的油壓不等時，則滑閥兩端的油壓也不相等，兩端的油壓差使滑閥移動并由滑閥上的凸肩控制的油口開啟或關(guān)閉，以控制高壓油通向油動機活塞下腔，克服彈簧力打開汽閥，或者將活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由彈簧力關(guān)小或關(guān)閉汽閥。為了增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性，在伺服閥中設(shè)置了反饋彈簧并在伺服閥調(diào)整時設(shè)有一定的機械零偏，這樣，假如在運行中突然發(fā)生斷電或失去電信號時，借機械力量最后使滑閥偏移一側(cè)，使伺服閥主閥芯負偏，汽閥亦關(guān)閉。伺服閥內(nèi)部裝有一個不銹鋼絲網(wǎng)過濾器，油通過該過濾器進入第一級。此過濾器的功能是阻擋大的碎屑，防止碎屑堵住第一級噴嘴或卡在噴嘴與擋板間的間隙里。

（3）對油質(zhì)要求特別高

該伺服閥最小線性尺寸為0.025mm-0.05ram，一般節(jié)流孔徑為0.46mm～0.8mm，故對高壓EH油的雜質(zhì)顆粒含量提出很高的要求，廠家規(guī)定油質(zhì)污染度等級不能超過NAS4級，才可將EH油系統(tǒng)投入運行。另外，EH油雖然燃點很高，但如果在油中混入過多的水、酒精或透平油等，將大大降低EH油的燃點，而且會導(dǎo)致EH油的老化或變質(zhì)，直接影響系統(tǒng)的正常運行。二、EH油系統(tǒng)常見故障及原因分析

1.常見故障

（1）油系統(tǒng)污染，大量雜質(zhì)進入油系統(tǒng)，使EH油系統(tǒng)嚴重污染。（2）EH油供油管道開裂、接頭松動、密封圈損壞。此類缺陷在各廠均有發(fā)生，雖然有時只是一個膠圈的問題，但還必須停機才能處理，所以對于EH油這樣的重要系統(tǒng)來說沒有所謂的小缺陷。（3）電液伺服閥故障。主要表現(xiàn)為高壓調(diào)門在運行中突然竄動或突然關(guān)閉。（4）LVDT故障。主要表現(xiàn)為調(diào)門擺動。（5）EH油壓低。表現(xiàn)為DCS軟光子牌上發(fā)聲光報警信號；DCS上和就地壓力表失常。

2.故障原因分析及處理措施

（1）油系統(tǒng)污染，主要原因是EH油泵內(nèi)部發(fā)生機械磨損，造成大量金屬碎屑進入油系統(tǒng)，這一點可以從油泵的解體情況分析及油樣化驗的結(jié)果得到證實，處理措施是更換新的EH油泵，并且對整個EH油系統(tǒng)進行徹底的沖洗。

（2）EH油系統(tǒng)漏油。平時加強設(shè)備巡視，發(fā)現(xiàn)滲油現(xiàn)象立即采取措施。建立設(shè)備臺賬，利用停機時間更換密封圈。在機組A、B、C級檢修中更換系統(tǒng)所有密封圈。

（3）EH油箱油位低。檢查系統(tǒng)是否有滲油現(xiàn)象或熱工信號是否錯誤。

（4）EH油泵出口濾網(wǎng)壓差大。及時更換濾網(wǎng)濾芯。

（5）EH油高壓蓄能器氮壓降低或內(nèi)膽破裂。及時充氮使其達到壓力8Mpa。

（6）EH油動機伺服閥內(nèi)漏。更換伺服閥。

主要原因有：1）工作壓力高，而且還受到機組高溫及高頻振動的影響，所以對EH油管道材質(zhì)以及焊接工藝要求很高，一些微小的裂紋就可能導(dǎo)致EH油管道開裂。2）EH油管路有些分布在高溫區(qū)域，容易造成0型圈受熱老化斷裂。泄漏部位常集中在油動機活塞桿防塵圈及V型圈處。3）EH油管路和閥門油動機的連接，此部位長期受到高頻振動，如果接頭予緊力不足會造成接頭松脫，應(yīng)在所有的接頭部位都安裝鎖片，避免這種故障的出現(xiàn)。

3.伺服閥故障原因分析

故障原因為EH油質(zhì)污染所致，將造成調(diào)門及主汽門的擺動及突關(guān)，嚴重影響機組的安全運行，為此將被迫更換伺服閥，并將對EH油系統(tǒng)進行沖洗、濾油，造成的浪費是極大的。我們?yōu)榱烁玫乇苊膺@種故障的發(fā)生，制定了詳細的油質(zhì)維護計劃，加強油質(zhì)監(jiān)督等技術(shù)措施，有效控制了油污染，使我們在維護工作中看得了明顯的效果。下面探討一下伺服閥因油質(zhì)顆粒污染而引起的失效機理。

（1）主閥芯失效

顆粒污染引起的伺服閥主閥芯的失效模式有3類：沖蝕、卡澀、淤積。沖蝕是指比主筏芯和閥套硬的顆粒直接沖擊或切削閥芯和閥套，造成閥芯和閥套棱邊被損壞，增加了零位漂移。這通常可在運行中通過測定EH油泵電流進行判斷，如果電流超過額定電流的1/2，說明伺服閥有內(nèi)漏。淤積失效是當主閥芯靜止并有壓力時閥芯和閥套出現(xiàn)淤積，由于滑閥間隙一般為1--5mm，對微小顆粒非常敏感，隨著淤積物的聚集，閥芯開始移動時的摩擦加大，導(dǎo)致伺服閥響應(yīng)緩慢和工作不穩(wěn)定，表現(xiàn)為伺服閥竄動并導(dǎo)致調(diào)節(jié)門竄動。主閥芯淤積力大于先導(dǎo)級的驅(qū)動力時，則主閥芯不能動作，出現(xiàn)卡緊失效。

（2）第一級噴嘴堵塞斷油

噴嘴口直徑一般為500um，噴嘴與擋板的間隙為50---100um，因此盡管大多數(shù)伺服閥的不銹鋼網(wǎng)過濾器精度在20---60um之間，但20um以上小顆粒仍有可能聚集成團將噴嘴孔堵塞，使主閥芯兩端失去油壓，主閥芯在端部安全彈簧作用下移動使調(diào)節(jié)門或中壓聯(lián)合汽門液壓缸泄油，導(dǎo)致閥門關(guān)閉。

（3）不銹鋼網(wǎng)過濾器堵塞

不銹鋼過濾器堵塞將引起先導(dǎo)壓力下降，導(dǎo)致伺服閥響應(yīng)緩慢，嚴重時也會引起噴嘴斷油，繼而使閥門關(guān)閉三、EH油系統(tǒng)日常維護及故障防范措施

1.EH油系統(tǒng)日常維護

要保證EH油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行就要加強對系統(tǒng)的日常維護。EH油系統(tǒng)的日常維護工作包括系統(tǒng)的清潔、檢查、EH油的更新等。我們根據(jù)自己的實際情況，制定了詳細的EH油維護計劃及計劃實施日程表，并嚴格執(zhí)行。

（1）EH油系統(tǒng)的清潔

EH油系統(tǒng)定期進行清潔工作，掃除外表的灰塵油污，特別在執(zhí)行檢修工作時，要注意保持工作環(huán)境的清潔，對測量EH油的壓力表/開關(guān)校驗后，一般隋況下需經(jīng)過靜止3小時以上并用無水酒精或丙酮清洗，防止礦物油混入EH油內(nèi)，禁止對其使用四氯化碳等含氯清洗劑，對檢修中新安裝的EH油管道要進行吹掃，防止存在于管道中的雜質(zhì)進入EH油系統(tǒng)。要定期進行油質(zhì)化驗，加強化學(xué)監(jiān)督，不合格的油絕對不能進入EH油箱，不同廠家的EH油也不要混用，并及時進行EH油的濾油工作，保證EH油的油質(zhì)。

（2）EH油系統(tǒng)的檢查和試驗

為了保證系統(tǒng)的連續(xù)運行和避免機組故障停機，必須遵循定期檢查及試驗規(guī)程，檢查內(nèi)容包括運動部件的磨損、超溫、不對中、振動、液位等。另外根據(jù)實際隋況專門制定了以下檢查項目：1）定期檢查油動機LVDT，防止LVDT問題造成控制系統(tǒng)異常。2）利用停機機會定期對伺服閥進行檢測、清洗，盡快發(fā)現(xiàn)存在的隱患和故障，及時處理。3）定期檢查EH油系統(tǒng)管路接頭、焊口及密封件，作好預(yù)防性檢修工作，防事故于未然。4）定期對EH油硅藻土及精密過濾器進行監(jiān)視檢查，如發(fā)現(xiàn)過濾器前后壓差、水分及酸性指標超標時馬上對其進行更換，降低EH油中雜質(zhì)的顆粒及酸性指標。5）定期檢查蓄能器內(nèi)氮氣壓力，低至8.0Mpa時應(yīng)重新充氣。

2.EH油系統(tǒng)故障防范措施

為確保EH油系統(tǒng)能夠正常運行，除了加強日常維護外，針對系統(tǒng)制定了詳細的防范措施。

（1）改善油動機組件的工作環(huán)境。油動機布置離熱體很近，工作環(huán)境溫度過高，這樣就可能造成EH油的高溫氧化和裂解，還可能造成EH油密封件O型圈老化速度加快并斷裂。因此應(yīng)當盡量降低油動機組件的工作溫度。應(yīng)該采用具有較好的抗燃及隔熱效果的硅酸鋁作為保溫介質(zhì)，對油管及油動機進行隔熱。將EH油管及油動機門座等外露于空氣中。合理安排EH油管路，防止EH油系統(tǒng)中由于對流或熱輻射而存在局部過熱點，一般情況下EH油系統(tǒng)應(yīng)該在機組停運三天以后才能停運，防止剛停運時汽輪機的高溫造成部分殘存在油動機組件里的EH油高溫氧化和裂解。

（2）解決EH油中0型圈經(jīng)常損壞的問題。0型圈是EH油系統(tǒng)中重要的密封部件，它的損壞容易造成EH油泄漏，而且損壞后的雜質(zhì)還會對EH油產(chǎn)生污染。一般用于礦物油的橡膠都不適用于EH油。如選用不合適的材料會發(fā)生溶漲、腐蝕現(xiàn)象。應(yīng)用在EH油中的0型圈必須采用氟化橡膠，不得采用其他橡膠材料代替，并且安裝前應(yīng)對O型圈進行認真檢查，防止有缺陷的0型圈被安裝至系統(tǒng)中。

四、結(jié)論

汽輪機Eli油系統(tǒng)作為整個汽輪機系統(tǒng)中最重要的部分，在整個機組安全穩(wěn)定運行中，扮演著至關(guān)重要的角色，具統(tǒng)計許多廠出現(xiàn)的EH油故障中，有超過90%以上的都需要停機處理，所以如何保證EH油系統(tǒng)的零缺陷運行，成為我們面臨的主要問題，為此應(yīng)對易發(fā)生的故障分門別類，制定出不同的預(yù)防措施及搶修方案，并加以嚴格執(zhí)行。實踐證明，只要防范措施得當，加強日常維護，EH油系統(tǒng)的各類缺陷是完全可以避免的，保持EH油系統(tǒng)安全、長期及穩(wěn)定地運行也是可以實現(xiàn)的。參考文獻：[1]東方汽輪機廠.汽輪機說明書[Z].2007.

（責任編輯：陳喜輝）