王棟材+孟昊都

摘 要：南陽鴨河口發(fā)電公司#1、#2主機(jī)EH油系統(tǒng)制造商為瑞士ABB公司，因設(shè)計(jì)原因和設(shè)備老化，主機(jī)EH油系統(tǒng)多次發(fā)生設(shè)備異常，中壓主汽門油動(dòng)機(jī)因設(shè)計(jì)裕量不足，機(jī)組投運(yùn)至今，發(fā)生中壓主汽門打不開或異常關(guān)閉現(xiàn)象達(dá)30多次，甚至被迫停機(jī)處理。經(jīng)過綜合評估、分析和治理，對#2主機(jī)EH油系統(tǒng)進(jìn)行國產(chǎn)化改造，避免發(fā)生主機(jī)EH油系統(tǒng)各類異常，提高主機(jī)可靠性水平。

關(guān)鍵詞：EH油系統(tǒng)；國產(chǎn)化；研究與實(shí)踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.096

1 概述

南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司#2機(jī)組主機(jī)原制造商為ABB公司， 額定負(fù)荷350MW， 汽輪機(jī)為DK3Y---20104，亞臨界參數(shù)，單軸、三缸雙排汽，具有一次中間再熱的反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。液壓控制系統(tǒng)采用ABB S90型，其電液功能由電子系統(tǒng)PROCONTROL-P協(xié)調(diào)為數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH），可以實(shí)現(xiàn)汽機(jī)掛閘、汽輪機(jī)啟動(dòng)、同步和加負(fù)荷、汽輪機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)、汽輪機(jī)停機(jī)、超速保護(hù)功能、快速、可靠地遮斷機(jī)組進(jìn)汽、運(yùn)行中或停機(jī)狀態(tài)下的試驗(yàn)等多種功能。

2 存在問題及研究

自投產(chǎn)以來，因設(shè)計(jì)原因和設(shè)備老化，#1、#2主機(jī)EH油系統(tǒng)多次發(fā)生設(shè)備異常，給機(jī)組正常帶負(fù)荷和安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重隱患。通過技術(shù)人員對問題的統(tǒng)計(jì)匯總，利用技術(shù)交流，與國內(nèi)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員探討，原液壓系統(tǒng)原理和設(shè)計(jì)思路存在弊端，亟需優(yōu)化改造。

（1）中壓主汽門油動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)裕量不足，在機(jī)組運(yùn)行或試驗(yàn)中出現(xiàn)打不開的現(xiàn)象，自機(jī)組2001年至今已發(fā)生30多次，曾經(jīng)被迫停機(jī)處理。因中壓主汽門油動(dòng)機(jī)和高調(diào)門油動(dòng)機(jī)的控制油均為安全油，當(dāng)機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)，高調(diào)門開啟時(shí)影響安全油壓；中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)板閥水平設(shè)置，密封面易漏流；主汽門活動(dòng)試驗(yàn)關(guān)閉后，油動(dòng)機(jī)開啟力不能克服閥碟前后的蒸汽壓差，均會(huì)造成中壓主汽門異常關(guān)閉。

（2）高調(diào)門油動(dòng)機(jī)出現(xiàn)調(diào)節(jié)失靈，機(jī)組負(fù)荷突升或突降，造成機(jī)組振動(dòng)大，相繼出現(xiàn)#1、#2、#4高調(diào)門油動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)失靈，造成#1軸振X向由67um突升至260um，機(jī)組險(xiǎn)些跳閘。原設(shè)計(jì)油動(dòng)機(jī)與閥桿連接塊關(guān)閉時(shí)采用彈簧緩沖，彈簧調(diào)整塊振動(dòng)松脫失效，造成調(diào)節(jié)失控。

（3） EH系統(tǒng)油溫高，抗燃油油酸值難以控制?？谷加退嶂甸L期不達(dá)標(biāo)，酸值難以控制在0.15mgKOH/g以下，酸值最大達(dá)到0.40mgKOH/g。分析為原供油裝置體積大，螺桿泵的功耗高，泵的大部分出功均作為油的發(fā)熱耗散從而造成油質(zhì)的持續(xù)惡化，同時(shí)因容積大使得原配置的過濾循環(huán)周期長也是油質(zhì)不能維持的原因。

（4）維保費(fèi)用高。油箱維持正常油位需3000升，因酸值控制難度大，每更換一次費(fèi)用需60萬元，每年投入的油品再生費(fèi)用約20萬元。

3 改造思路

為提高機(jī)組的運(yùn)行中的可靠性，對原有的調(diào)速系統(tǒng)中的控制器和超速跳閘裝置，閥門操縱機(jī)構(gòu)和抗燃油供油裝置等落后設(shè)備進(jìn)行升級，實(shí)施優(yōu)化改造。

（1）解決中壓主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障關(guān)閉問題，更換油動(dòng)機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，油動(dòng)機(jī)的出力增加1.5倍，提高中壓主汽閥的安全穩(wěn)定性?？紤]原調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓原理中部分安全油參與閥門的調(diào)節(jié)控制，在機(jī)組參與一次調(diào)頻期間會(huì)引起安全油壓不穩(wěn)定。優(yōu)化液壓原理：將控制油與安全油分開，在機(jī)組頻繁調(diào)節(jié)過程中的控制油與安全油互不干擾。

（2）解決高壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)快關(guān)緩沖問題，更換油動(dòng)機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)；將原來機(jī)械式的快關(guān)緩沖更改為液壓式緩沖，更加有利于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝配與維護(hù)，且緩沖性能更加的穩(wěn)定。

（3）為解決油質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題，更換供油裝置，將螺桿泵更換為恒壓變量柱塞泵，系統(tǒng)油壓由4.0MPa提高至14.0MPa，降低系統(tǒng)用油量及功耗，并配置高效的冷油器、油再生裝置等設(shè)備；系統(tǒng)總油量約800L，主油泵功率30kW，額定流量100L/min。

（4）增加高壓遮斷模塊獨(dú)立控制系統(tǒng)安全油；保留原機(jī)械保安機(jī)構(gòu)，增加機(jī)械保安機(jī)構(gòu)與安全油接口裝置，以保證系統(tǒng)對機(jī)組轉(zhuǎn)速異常的連鎖保護(hù)。高壓遮斷模塊集成OPC、AST裝置以及安全油監(jiān)視、保護(hù)壓力開關(guān)組件。如圖1。

（5）考慮系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的要求，將比例閥更改為伺服閥。在調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)前增加進(jìn)油濾油器，可以實(shí)現(xiàn)油質(zhì)過濾及檢修隔離，確保伺服閥穩(wěn)定運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)的需要，系統(tǒng)壓力油管路增加高壓蓄能器組件，用于穩(wěn)定快速調(diào)節(jié)工況下系統(tǒng)壓力波動(dòng)。如圖2。

4 改造實(shí)施階段

項(xiàng)目前期進(jìn)行了四次項(xiàng)目協(xié)調(diào)會(huì)、外出調(diào)研、設(shè)備訂貨、圖紙會(huì)審等準(zhǔn)備工作。30天進(jìn)行了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)論證，90天進(jìn)行油動(dòng)機(jī)的加工和裝配，30天的設(shè)備安裝，10天的設(shè)備調(diào)試。在實(shí)施過程中，設(shè)備到貨晚、管件裂紋、電磁閥供貨型號有誤、汽輪機(jī)本體檢修交叉作業(yè)等不利因素，施工過程質(zhì)量控制有序，油循環(huán)三天油質(zhì)顆粒度達(dá)到NAS4級，冷態(tài)調(diào)試一次成功，各項(xiàng)功能投入正常，閥門關(guān)閉時(shí)間符合設(shè)計(jì)規(guī)定，機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)后解列做超速實(shí)驗(yàn)成功，系統(tǒng)連續(xù)投入運(yùn)行。

5 改造評價(jià)效果

#2主機(jī)EH油系統(tǒng)國產(chǎn)化改造自2015年6月投運(yùn)至今，沒有再發(fā)生過以往油壓頻繁波動(dòng)、高調(diào)門動(dòng)作異常、中主門運(yùn)行中關(guān)閉等故障，主機(jī)EH液壓系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，閥門狀態(tài)正常，解決了長期困擾機(jī)組安全生產(chǎn)的隱患。

6 經(jīng)驗(yàn)分享

前期設(shè)計(jì)階段提出由隔膜閥控制危急機(jī)械遮斷模塊，因存在膜片破裂引起機(jī)組故障頻發(fā)，推薦使用原機(jī)械遮斷模塊，考慮到液壓油4MPa提升至14MPa，需解體檢修和打壓測試，試驗(yàn)結(jié)果表明，危急械遮斷模塊壓力變送器因承壓不足破裂，經(jīng)現(xiàn)場加工和焊接，才得以恢復(fù)。

施工過程中，對到貨管材驗(yàn)收嚴(yán)格把關(guān)，發(fā)現(xiàn)管件裂紋并及時(shí)更換，避免系統(tǒng)投運(yùn)后的安全隱患。根據(jù)汽輪機(jī)本體高、中壓缸扣缸節(jié)點(diǎn)變化及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃，采取高壓汽門預(yù)組裝、連接油動(dòng)機(jī)，及早完成了液壓油管安裝，為系統(tǒng)油循環(huán)提前創(chuàng)造了條件。嚴(yán)格控制油管清掃和焊接質(zhì)量，油沖洗的時(shí)間大為縮短，油循環(huán)僅三天時(shí)間，液壓油顆粒度即合格達(dá)標(biāo)，油質(zhì)合格為系統(tǒng)調(diào)試提前進(jìn)行創(chuàng)作了條件。

7 總結(jié)及不足

#2主機(jī)EH油系統(tǒng)國產(chǎn)化改造是國內(nèi)首臺(tái) ABB機(jī)型、350MW火電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)全面改造，其油站系統(tǒng)配置、油動(dòng)機(jī)與閥門聯(lián)接方式、跳閘保護(hù)裝置等關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)都進(jìn)行升級優(yōu)化，改造如期完成、安全投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

下步工作中，將中壓主汽門操縱座彈簧預(yù)緊力不足，油動(dòng)機(jī)采用臨時(shí)支撐支架，邏輯修改等工作進(jìn)行總結(jié)和改進(jìn)，不斷提高設(shè)備的技術(shù)管理水平，優(yōu)化設(shè)備性能，持續(xù)提高設(shè)備可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

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[5]南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)備運(yùn)行規(guī)程[S]：Q/Y&T運(yùn)2004.022-2012：18-19.

作者簡介：王棟材（1970-），男，河南南陽人，工程師，從事火電廠集控運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)、安全生產(chǎn)及技術(shù)管理工作。endprint