姚麗峰，李鎮(zhèn)考，顧樹偉

(國電電力發(fā)展股份有限公司大同第二發(fā)電廠，山西 大同 037043)

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660?MW機組EH油系統(tǒng)故障分析及改進措施

姚麗峰，李鎮(zhèn)考，顧樹偉

(國電電力發(fā)展股份有限公司大同第二發(fā)電廠，山西 大同 037043)

〔摘 要〕針對某發(fā)電廠2×660 MW機組存在EH油系統(tǒng)故障，指出其在運行中存在伺服閥卡澀、油動機不規(guī)則晃動、EH油泵電流異常波動及油動機內(nèi)壁碳化嚴重等問題，提出并實施了主汽門操縱座等一系列改進措施，以提高機組運行的安全性。

〔關鍵詞〕EH油系統(tǒng)；伺服閥；主汽門操縱座

0　引言

某發(fā)電廠3期2×660 MW空冷超臨界機組系哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產(chǎn)的一次中間再熱、三缸四排氣、單軸、雙背壓、空冷式汽輪發(fā)電機組，汽輪機型號為CLNZK660-24.2/566/566。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)為高壓抗燃油型數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(簡稱DEH)，DCS設備采用國電智深控制技術有限公司開發(fā)的EDPF-NT系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)采用哈爾濱汽輪機控制工程有限公司成套的高壓抗燃油EH裝置。機組控制系統(tǒng)主要包括DEH系統(tǒng)、EH 油(液壓油)系統(tǒng)及ETS危急遮斷保護系統(tǒng)3個部分，其中調(diào)節(jié)用的高壓液壓油為進口三芳基磷酸脂。

1　EH油系統(tǒng)故障

該電廠3期9，10號660 MW機組自2009年12月投產(chǎn)以來，機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)曾出現(xiàn)不少異常和故障現(xiàn)象。尤其是在2011年至2012年期間，EH油系統(tǒng)曾頻繁出現(xiàn)下列故障：

(1)機組正常運行時，發(fā)生單個高、中壓調(diào)速汽門忽開、忽關現(xiàn)象；

（2） 高壓調(diào)速汽門油動機不規(guī)則頻繁擺動；

（3） 高壓主汽門、調(diào)速汽門油動機卡澀，卸油后不回座；

（4） EH油泵運行中電流異常增大。

以上故障主要發(fā)生在伺服閥等組件上。

2011年4月，9號機大修時對EH油系統(tǒng)進行沖洗修復，發(fā)現(xiàn)油缸積碳嚴重，尤其是左右側高壓主汽門油動機油缸最為嚴重；同時在10號機5月份停機小修期間，也發(fā)現(xiàn)類似問題。在對油動機及其組件、伺服閥、快速卸荷閥等EH油系統(tǒng)進行徹底清洗回裝后，上述問題得到了明顯好轉。但經(jīng)過一段時間的運行，又出現(xiàn)類似問題。

2013-01-30T10：12，9號機組負荷為609 MW時，主機高壓調(diào)速汽門GV2由30 %突然關至11 %，然后又開至46 %，更換伺服閥后恢復正常；2013年3月，10號機高壓調(diào)速汽門存在輕微晃動，更換伺服閥后恢復正常；2013年8月，9號機高壓調(diào)速汽門存在輕微晃動，更換伺服閥后恢復正常；2013年11月，9，10號機EH油泵電流異常晃動，將高中壓調(diào)節(jié)汽門逐個關閉試驗后，發(fā)現(xiàn)個別伺服閥泄漏嚴重，更換伺服閥后恢復正常。

經(jīng)統(tǒng)計，由于受到油質(zhì)影響，2013年9，10號機組在運行中更換油動機伺服閥高達18次，沖洗修復伺服閥14只，購買新閥10只，其中4只伺服閥由于滑閥磨損較大而報廢。

2　故障原因分析

2.1油動機不規(guī)律晃動原因

9，10號機組伺服閥型號為VIKERSI-SM4-40 和VIKERSI-SM4-20。該伺服閥主要由力矩馬達、擋板、滑閥、滑閥套、噴嘴及濾網(wǎng)等構成。當伺服放大器給電液轉換器輸入指令信號后，線圈勵磁使擋板偏移一個角度，改變兩側噴嘴內(nèi)的液體流量大小，在滑閥兩側形成壓力差，以改變滑閥的位移來控制進入油動機的進油量。當指令信號消失后，滑閥兩側的壓差為0，滑閥回到中間位置，關閉油動機兩側的進油，完成調(diào)整。

造成油動機不規(guī)律晃動的原因如下。

(1)油中的雜質(zhì)顆粒度大，堵塞或磨損噴嘴。該電廠3期9，10號機組使用的伺服閥要求油質(zhì)的清潔度達到NAS 5級以上，而3期抗燃油油質(zhì)長時間未達到這個要求。如滑閥一側噴嘴堵塞或磨損會造成兩側噴嘴壓力不相等，進而致使擋板發(fā)生移動，完成油動機的進油或泄油，形成在無指令下的油動機不規(guī)律晃動。

(2)由于磨擦造成滑閥的凸肩與滑閥套之間磨損，使滑閥相對于滑閥套的間隙增大，致使滑閥兩側泄漏量不均或一側泄漏，壓力不平衡而引起移動，進而形成在無指令下的油動機不規(guī)律晃動。

(3)酸性油液對噴嘴室、通道及節(jié)流孔等的腐蝕，改變了滑閥兩側的容積，形成壓力差，引起油動機的晃動。

2.2伺服閥故障原因

2.2.1油中大顆粒雜質(zhì)的進入

具體表現(xiàn)為：檢修環(huán)境不清潔，造成塵埃進入油中；密封件老化；EH油對油箱、管道內(nèi)壁上有機物的溶解和剝離，以及金屬間磨擦所產(chǎn)生的金屬碎渣進入油中。

2.2.2EH油的高溫氧化、裂解

在機組正常運行狀態(tài)下，對各油動機缸體進行測溫，發(fā)現(xiàn)高壓主汽油動機缸體溫度明顯偏高，平均在140 ℃左右，最高時達到180 ℃，尤其是油動機下蓋密封圈部位溫度都在180 ℃以上，遠遠超出正常運行時的油溫，致使內(nèi)部流動緩慢的EH油燒結積碳，形成較大的雜質(zhì)顆粒，進入系統(tǒng)堵塞伺服閥，影響機組安全；同時缸體溫度過高，使油動機頂端密封圈老化，引起抗燃油泄漏。從油質(zhì)化驗結果來看，油中含有大量的碳黑膠狀物質(zhì)，主要是油中烴基成分的高溫氧化和裂解所致。9號機高壓主汽調(diào)速汽門油動機及進、回油EH油管與蒸汽室距離太近，使油動機處的油溫過高。局部過高的油溫使EH油(三芳基磷酸脂)碳化，碳化后的顆粒使油質(zhì)污染，導致伺服閥發(fā)生卡澀。

2.2.3EH油的電阻率降低及電化學腐蝕

局部過高的油溫使EH油氧化、裂解，導致EH油酸值增加，電阻率降低，對伺服閥閥芯、滑閥套的電化學腐蝕加劇，密封件加速老化。

綜上所述，造成伺服閥等組件損壞主要原因是堵塞、磨損，其次原因是電化學腐蝕，根本原因是油質(zhì)的劣化。從該電廠3期9，10號機目前的運行狀況看，油質(zhì)劣化及伺服閥卡澀主要原因是：高壓主汽調(diào)速汽門油動機及進、回油EH油管局部溫度過高，導致該處的EH油(三芳基磷酸脂)氧化、裂解，形成碳化、腐蝕。

3　 改進措施

(1)進一步完善抗燃油濾油設備的運行管理規(guī)定，做好濾油設備運行和維護。

(2)盡可能投入外接濾油設備進行連續(xù)去顆粒物濾油，并監(jiān)督濾油設備的效果，及時更換濾芯。

(3)使用的旁路再生裝置(去除硅藻土和纖維素濾芯，更換交互樹脂或其他新型濾芯)應具備降低酸值、提高電阻率、減少沉淀物和顆粒污染以及吸收水分等功能，以延緩抗燃油的老化速度。

(4)在機組停機檢修時，應盡可能對抗燃油系統(tǒng)進行徹底清理和沖洗。

(5)更換故障的伺服閥、快速卸載閥等組件。

(6)及時清理油泵出口濾網(wǎng)，必要時清理各主汽門、調(diào)速汽門控制塊的高壓油進口濾網(wǎng)。

(7)首先，改動高壓主汽門油動機的安裝位置，使其遠離高溫區(qū)并做好保溫措施。目前，高壓主汽門油動機及進、回油EH油管與蒸汽室距離太近，且此處保溫較差，保溫層表面溫度超過100 ℃。主要原因是高壓主汽門油動機距門蓋距離太近，約300 mm，影響保溫的效果。其次，要消除調(diào)門殼體的熱傳導和熱輻射，有效降低油動機缸體溫度?？紤]到上述問題后，采用了增大油動機的支架、高壓主汽門操縱座與蒸汽室閥蓋上部連接距離，并在連接處加裝隔熱保溫材料的方法。安裝改進型操縱座后，油動機底部距蒸氣室門蓋的最近距離比原來增大300 mm，使高壓主汽調(diào)速汽門油動機及進、回油EH油管有效避開高溫區(qū)，降低了門蓋至油動機的熱量傳遞和輻射換熱量，同時也增大了門蓋處的保溫距離，進一步降低此處的環(huán)境溫度，減少此處EH油氧化、裂解而造成碳化、腐蝕的可能性。經(jīng)過上述處理，油動機的溫度降至正常范圍。

4　 結束語

經(jīng)過改進高壓主汽門操縱座，高壓主汽門油動機遠離了高溫區(qū)；在機組正常運行狀態(tài)下，高調(diào)門油動機缸體溫度基本正常，油動機各部溫度都在50℃以下。同時，通過實施其他改進措施，基本解決了EH油系統(tǒng)出現(xiàn)的諸如伺服閥卡澀、油動機不規(guī)則晃動、EH油泵電流異常波動等故障，實現(xiàn)了9，10號機組的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

1 李寶玉，魏毓璞.汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)疑難問題解析[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.

2 四川省電力公司編著.汽輪機調(diào)節(jié)及保護系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2003.

3 胡念蘇.汽輪機設備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

姚麗峰(1983-)，男，助理工程師，主要從事汽輪機檢修維護工作，email：connojk@163.com。

李鎮(zhèn)考(1960-)，男，助理工程師，主要從事汽輪機檢修維護工作。

顧樹偉(1970-)，男，助理工程師，主要從事汽輪機檢修維護工作。

作者簡介：

收稿日期：2015-10-02。