1000MW汽輪機(jī)EH油系統(tǒng)壓力波動(dòng)分析及處理

周 鋒

（江蘇華電能源有限公司句容發(fā)電分公司，江蘇句容 212400）

0 引言

華電句容發(fā)電廠1#機(jī)組是上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N1000-27/600/600 型機(jī)組，2013 年投產(chǎn)，控制系統(tǒng)為西門子T3000系統(tǒng)。2018 年10 月小修后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，EH（Electro—Hydraulic Control Systeern，電—液調(diào)節(jié)系統(tǒng)）系統(tǒng)壓力在14.5 MPa（145 bar）到 16 MPa（160 bar）之間波動(dòng)（正常運(yùn)行壓力16 MPa（160 bar）），嚴(yán)重時(shí)2 臺(tái)EH 油泵聯(lián)鎖并列運(yùn)行，EH 油泵電機(jī)電流最高29 A（正常運(yùn)行電流19 A），油溫也從40 ℃緩慢上升到50 ℃，嚴(yán)重影響機(jī)組正常啟動(dòng)和安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 EH 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

EH 系統(tǒng)包括油箱，高壓柱塞泵，控制單元，蓄能器，抗燃油冷卻再生裝置，油動(dòng)機(jī)及其他相關(guān)部件。系統(tǒng)的基本功能是提供電液控制部分所需的壓力油，驅(qū)動(dòng)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)保持油質(zhì)完好。EH 系給主機(jī)8 臺(tái)油動(dòng)機(jī)、2 臺(tái)小機(jī)和另外8 臺(tái)油動(dòng)機(jī)供油。分析油溫上升、油泵電機(jī)電流上升、系統(tǒng)壓力波動(dòng)的原因，對(duì)可能存在的因素逐一排查確認(rèn)。

2 原因分析及處理

2.1 原因分析

油溫過高的原因，排除環(huán)境因素外，主要是系統(tǒng)內(nèi)泄造成的。此時(shí)，EH 油泵出力將根據(jù)需求油量而尋找平衡，油泵電機(jī)電流增大。系統(tǒng)油壓異常波動(dòng)造成系統(tǒng)內(nèi)泄過大的主要原因有5 個(gè)。

2.1.1 油箱控制塊溢流閥泄漏

油箱控制塊溢流閥設(shè)定泵出口壓力>18.5 MPa（185 bar）時(shí)溢流，如定值偏低或閥芯卡澀導(dǎo)致溢流回油，溢流管會(huì)發(fā)熱。檢查溢流回油管無泄漏，基本排除母管溢流閥泄漏問題。

2.1.2 蓄能器短路

正常工作時(shí)蓄能器進(jìn)油閥打開，回油閥關(guān)閉。當(dāng)回油閥未關(guān)緊或閥門關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)，高壓油直接泄漏回油箱，造成油箱油溫升高、EH 油壓波動(dòng)且電機(jī)電流增加，閥門內(nèi)泄的蓄能器回油管會(huì)發(fā)熱。經(jīng)檢查蓄能器回油管無泄漏，排除蓄能器短路的可能。

2.1.3 EH 油泵變量調(diào)整機(jī)構(gòu)故障

由于供油裝置采用恒壓變量柱塞泵，正常運(yùn)行維持系統(tǒng)供油壓力16 MPa（160 bar）左右。當(dāng)系統(tǒng)壓力出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，油泵變量調(diào)整機(jī)構(gòu)根據(jù)油壓情況自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量，以維持系統(tǒng)所需的供油量。當(dāng)EH 油泵調(diào)壓閥異常時(shí)，部分高壓油經(jīng)調(diào)壓閥回油管回油箱，造成油壓起伏波動(dòng)。通過2 臺(tái)EH 油泵調(diào)壓閥的活動(dòng)試驗(yàn)和大流量沖洗，對(duì)調(diào)壓閥功能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。2 臺(tái)EH 油泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，仍存在電流偏大、油壓波動(dòng)問題，因此排除油泵變量調(diào)整機(jī)構(gòu)故障的可能性。

2.1.4 油動(dòng)機(jī)伺服閥內(nèi)泄

隨著伺服閥閥口磨損腐蝕，伺服閥內(nèi)泄增大。伺服閥內(nèi)泄量包括噴嘴擋板內(nèi)泄量和閥芯與閥套之間的內(nèi)泄量，因噴嘴擋板內(nèi)泄量變化不大，因此內(nèi)泄量變化主要指閥芯與閥套之間的內(nèi)泄量。目前使用的伺服閥均為零開口閥，即在零位時(shí)，閥芯凸肩剛好蓋住閥套的開口，由于長(zhǎng)期工作，閥套與閥芯之間間隙增大，閥芯的凸肩被液流沖刷為圓角，造成內(nèi)泄增大。另外，由于某種原因使伺服閥閥芯無法回到零位，也會(huì)使伺服閥泄漏量增加，回油油溫升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)壓力波動(dòng)。伺服閥內(nèi)泄大可通過關(guān)閉油動(dòng)機(jī)進(jìn)油截止閥來確認(rèn)。對(duì)主機(jī)的8 臺(tái)油動(dòng)機(jī)和2 臺(tái)小機(jī)的8 臺(tái)油動(dòng)機(jī)逐一隔離，觀察油壓變化情況，以此判斷哪臺(tái)油動(dòng)機(jī)存在內(nèi)漏量大的問題。最終發(fā)現(xiàn)高調(diào)1A 油動(dòng)機(jī)隔離后，EH 油系統(tǒng)壓力恢復(fù)到正常值16 MPa（160 bar），且油泵電機(jī)電流恢復(fù)到正常值19 A，因此懷疑高調(diào)1A 為內(nèi)漏的主要原因，更換1A 高調(diào)油動(dòng)機(jī)伺服閥后投入運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)并無改觀，仍有泄漏。

2.1.5 油動(dòng)機(jī)卸荷閥卡澀或安全油壓過低

高調(diào)油動(dòng)機(jī)液壓原理如圖1 所示，當(dāng)油動(dòng)機(jī)任一側(cè)卸荷閥（NG25 或NG50）動(dòng)作后發(fā)生卡澀均會(huì)造成泄漏，泄漏大時(shí)油動(dòng)機(jī)無法開啟，泄漏小時(shí)造成內(nèi)泄，回油溫度升高，EH 油壓波動(dòng)且電機(jī)電流增加；任一電磁閥（NG6）堵塞，安全油壓降低，會(huì)造成一個(gè)或數(shù)個(gè)卸荷閥關(guān)不嚴(yán)，也會(huì)造成油動(dòng)機(jī)內(nèi)泄。初步判斷主要泄漏原因?yàn)殡姶砰y堵塞或卸荷閥卡澀未關(guān)嚴(yán)。

圖1 高調(diào)油動(dòng)機(jī)液壓原理

2.2 處理效果

通過排查與分析，首先對(duì)兩組電磁閥進(jìn)行更換，啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)情況并無明顯改善，仍舊出現(xiàn)內(nèi)漏情況。解體閥組發(fā)現(xiàn)左側(cè)卸荷閥NG25 有卡澀現(xiàn)象，其滑閥的閥芯與閥套間有毛刺導(dǎo)致不對(duì)中的情況，現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)并去除毛刺，保證滑閥動(dòng)作正?？煽??；謴?fù)系統(tǒng)后啟動(dòng)EH 油系統(tǒng)，并進(jìn)行汽輪機(jī)主汽門、調(diào)門的開關(guān)試驗(yàn)和ETS（Emergency trip system，汽輪機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)）試驗(yàn)，EH 油系統(tǒng)壓力16 MPa（160 bar），油泵電機(jī)電流19 A，油箱油溫逐步降至40 ℃左右，ETS 試驗(yàn)正常。至此1#機(jī)組的EH 油系統(tǒng)壓力波動(dòng)、電機(jī)電流大、油溫升高的缺陷消除，保證了機(jī)組的正常啟動(dòng)工作。

3 結(jié)束語

EH 油系統(tǒng)是汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的核心，出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。就EH 油壓出現(xiàn)異常波動(dòng)、油泵電機(jī)電流增大、油箱油溫升高等問題進(jìn)行分析與排查，提出相應(yīng)的處理方法。由于EH 油系統(tǒng)設(shè)備精密，特別是溢流閥、伺服閥、電磁閥、卸荷閥受現(xiàn)場(chǎng)檢修條件限制，缺陷不易被發(fā)現(xiàn)。因此，對(duì)以上部件應(yīng)定期（每個(gè)大小修期間）進(jìn)行檢查校驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理，以保證機(jī)組長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。