300MW機(jī)組電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障分析及處理

王立泉

（華電能源牡丹江第二發(fā)電廠，黑龍江 牡丹江 157015）

1 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述

某電廠300MW汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)西屋公司技術(shù)制造的N300-16.7/538/538型機(jī)組。機(jī)組的控制系統(tǒng)主要由DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)、EH油供油系統(tǒng)及ETS危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)三部分組成，其中調(diào)節(jié)用的工作介質(zhì)是高壓抗燃油（化學(xué)名為三芳基磷酸脂，簡稱EH油）。EH油具有較好的抗燃性能，其明火試驗(yàn)不閃火溫度達(dá)538℃以上，遠(yuǎn)高于礦物油的自燃點(diǎn)350℃左右，減少了可能因調(diào)節(jié)油泄漏到到主蒸汽高溫管道（>530℃）上而引起的火災(zāi)事故所造成的損失。電廠的1、2號機(jī)組自投入運(yùn)行以來，EH油系統(tǒng)發(fā)生了不少故障，造成兩次停機(jī)事故，主要的常見故障有：EHC系統(tǒng)伺服閥內(nèi)漏嚴(yán)重，導(dǎo)致無法維持系統(tǒng)壓力，引起EH油壓低跳機(jī)；油動(dòng)機(jī)卡澀，調(diào)門動(dòng)作遲緩，有時(shí)泄油后不回座；在開關(guān)調(diào)門過程中發(fā)生某個(gè)調(diào)門不規(guī)則頻繁大幅度擺動(dòng)，同時(shí)伴隨著EH油系統(tǒng)壓力的大幅波動(dòng)；EH油管道開裂、接頭松脫、密封件損壞等導(dǎo)致系統(tǒng)漏油。其中（1）～（3）的故障大多發(fā)生在電液轉(zhuǎn)換器、快速卸荷閥等組件上，（4）的故障主要與檢修日常維護(hù)有關(guān)。

2 EHC系統(tǒng)故障分析

2.1 EHC系統(tǒng)壓力下降的幾種原因

油中的雜質(zhì)將EH油泵出口濾網(wǎng)的濾芯堵塞；油箱控制塊上溢流閥整定值偏低；油泵故障導(dǎo)致出力不足，備用油泵出口逆止閥不嚴(yán)；系統(tǒng)中存在有非正常的泄漏。

2.2 電液轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障的原因分析

2.2.1 油中大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入

檢修環(huán)境不清潔；密封件老化脫落；EH油對油箱、管道內(nèi)壁上有機(jī)物的溶解和剝離；以及金屬間摩擦所產(chǎn)生的金屬碎屑都可能使雜質(zhì)直接進(jìn)入EH油中。

2.2.2 油的高溫氧化和裂解

EH油局部過熱就可能發(fā)生氧化或熱裂解，導(dǎo)致酸值增加或產(chǎn)生沉淀，增加顆粒污染，溫度升高還使油的電阻率降低，對電液轉(zhuǎn)換器閥口的電化學(xué)腐蝕加劇，密封件加速老化。從油動(dòng)機(jī)及管道溫度測量值見附表2，可見由于EH油系統(tǒng)管道分布不合理等因素會造成EH油局部過熱。

2.2.3 油的水解和酸性腐蝕

EH油是一種磷酸脂，和其它脂類一樣都能水解，磷酸脂水解后生成磷酸根和醇類。所產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物又催化進(jìn)一步的水解，促進(jìn)敏感部件的腐蝕。而且三芳基磷酸脂（EH油）對周圍環(huán)境中的潮氣吸附能力很強(qiáng)，在南方的梅雨季節(jié)，可能使EH油中含水量增大，使水中的酸性指標(biāo)增加，導(dǎo)電率增大。這會引起電液轉(zhuǎn)換器的腐蝕。從損壞的電液轉(zhuǎn)換器來看，大部分的電液轉(zhuǎn)換器均有受到不同程度的腐蝕，在滑閥凸肩、噴咀及節(jié)流孔處腐蝕尤為嚴(yán)重。

2.2.4 油中雜質(zhì)的顆粒度大，堵塞電液轉(zhuǎn)換器的噴咀。

本廠使用的電液轉(zhuǎn)換器最小通流線性尺寸僅為0.025-0.05mm，故對油質(zhì)的潔凈度要求極為嚴(yán)格。摩擦、酸性腐蝕造成滑閥的凸肩、滑塊與滑座之間磨損，使滑閥相對與滑座之間的間隙加大，使漏流量增加。酸性油液對噴咀室、通道及節(jié)流孔等的腐蝕，改變了滑閥兩側(cè)壓力室的容積。

2.2.5 LVDT故障，電液轉(zhuǎn)換器機(jī)械零位不準(zhǔn)等。

LVDT反饋斷線或反饋信號受到干擾將會影響DEH指令信號與LVDT產(chǎn)生的反饋信號的差值，導(dǎo)致電液轉(zhuǎn)換器輸入的指令信號的改變。電液轉(zhuǎn)換器機(jī)械零位不準(zhǔn)也可能影響DEH系統(tǒng)對電液轉(zhuǎn)換器的控制。

2.3 EH油系統(tǒng)泄漏

2.3.1 管道材質(zhì)問題，造成管道開裂或焊接工藝未達(dá)到要求

EH油工作壓力高，而且還受到機(jī)組高溫及高頻振動(dòng)影響，所以對EH油管道材質(zhì)以及焊接工藝要求高，一些微裂紋都可能擴(kuò)大導(dǎo)致EH油管道開裂，造成漏油。

2.3.2 密封件損壞

EH油管路有些分布在汽機(jī)的高溫區(qū)域，容易造成O型密封圈受熱老化斷裂，造成EH油泄漏。這現(xiàn)象在汽輪機(jī)調(diào)門的“O”型密封圈上經(jīng)常發(fā)生。

2.3.3 EH油管路接頭松脫

EH油管路和汽機(jī)調(diào)門連接著，長期受到振動(dòng)，可能由于接頭的預(yù)緊力不足，造成接頭松脫。電廠的1號機(jī)組A、B小汽輪機(jī)低壓調(diào)門電液轉(zhuǎn)換器EH油進(jìn)油接頭出現(xiàn)過多次。

3 EH油系統(tǒng)的日常維護(hù)及故障處理

為了確保EH油系統(tǒng)的長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行，除了加強(qiáng)日常維護(hù)外，還要針對EHC系統(tǒng)的所出現(xiàn)故障制定好防范措施。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),目前主要采取措施有：

3.1 定期進(jìn)行油質(zhì)化驗(yàn)，加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督，并適時(shí)進(jìn)行濾油工作，定期對硅藻土及纖維素精濾器運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)水份和酸性指標(biāo)超標(biāo)時(shí)馬上更換硅藻土，同時(shí)應(yīng)定期更換硅藻土及纖維素濾芯，降低EH油中雜質(zhì)的顆粒度及酸性指標(biāo)。保證EH油的油質(zhì)。

3.2 跟蹤EH油泵電流及流量。電廠EH油泵為恒壓變流量泵，所以油泵電流是反映出EH油系統(tǒng)流量的重要指標(biāo)。EHC系統(tǒng)流量的變化反映出其內(nèi)部泄漏量的大小，可以反映出電液轉(zhuǎn)換器工作是否正常，是否存在非正常的泄漏。

3.3 每周五定期檢查EH油管路接頭、焊口及密封件，防止密封件損壞和接頭松脫等故障發(fā)生。

3.4 改善油動(dòng)機(jī)組件的工作環(huán)境

工作環(huán)境溫度過高不僅會造成EH油的高溫氧化和裂解，還可能造成EH油密封件O型圈老化斷裂。因此應(yīng)盡量降低EH油工作環(huán)境溫度。

電廠采用具有較好抗燃及隔熱效果的硅酸鋁作為保溫介質(zhì)，對油管及油動(dòng)機(jī)進(jìn)行隔熱。將EH油管及油動(dòng)機(jī)門座等由原來保溫材料內(nèi)包改為外露于空氣中。合理布置EH油管路，防止由于對流或熱輻射而存在局部過熱點(diǎn)。從而有效的降低了EH油工作環(huán)境溫度。

3.5 解決EH油系統(tǒng)含水量高的問題

EH油中含水量高將導(dǎo)致EH油的加速退化，還將影響到油的酸性等其余指標(biāo)。由于電廠位于南方沿海，空氣濕度大，在雨季濕度常達(dá)85%以上。解決EH油中含水問題就特別重要。

為了防止水分通過呼吸器侵入油箱使油中含水量增大。電廠在EH油箱上呼吸器加裝了干燥器，有效的防止外部水分通過呼吸器侵入EH油箱。并經(jīng)常采用濾水機(jī)過濾，同時(shí)考慮對再生裝置進(jìn)行改進(jìn)，增加一套獨(dú)立的再生裝置。可見采取措施后EH油中含水量有顯著下降。

3.6 解決EH油中“O”型圈經(jīng)常損壞問題

O型圈是EHC系統(tǒng)中重要的密封件，它損壞容易造成EH油泄漏，而且它損壞后的雜質(zhì)還會對EH油產(chǎn)生污染。一般用于礦物油的橡膠、涂料等都不適用于EH油。如選用不合適的材料將會發(fā)生溶脹、腐蝕現(xiàn)象，而導(dǎo)致液體泄漏、部件卡澀或加速EH油的老化。為此電廠要求應(yīng)用在EH油中的“O”型圈必須采用氟化橡膠，不得采用其他橡膠材料代替。

4 結(jié)束語

EH油系統(tǒng)在汽輪機(jī)控制中具有很重要的作用，它發(fā)生故障將直接威脅機(jī)組的正常運(yùn)行。此次EH油系統(tǒng)發(fā)生的故障，是由于初期油循環(huán)不徹底和抗燃油管局部溫度高引起EH油油質(zhì)劣化引起的，一般開始時(shí)都只是小故障，而且發(fā)生發(fā)展過程都較緩慢，只要加強(qiáng)日常維護(hù)，防范措施得當(dāng)，因EH油系統(tǒng)而引起的故障是可以避免的，EH油系統(tǒng)可以保持長期正常運(yùn)行。

[1]曹祖慶，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性計(jì)算、分析、試驗(yàn)和研究方法[M].北京：水利電力出版社，1991.

[2]哈爾濱汽輪機(jī)廠，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].北京：電力工業(yè)出版社，1980.