摘要:介绍了深圳月亮湾燃机电厂汽轮机液压调节(EH)系统的组成,对系统的常见故障(EH系统压力低、EH系统油温高、进汽阀门或调节阀打不开以及管路或阀门外漏)进行了分析,提出了EH系统的维护和故障防范措施。
作为汽轮机数字电液控制(DEH)系统的执行机构,液压调节(EH)系统的基本功能是接受DEH控制系统的指令,控制汽轮机各进汽阀和调节汽阀的开度,改变汽轮机的蒸汽流量,以满足汽轮机转速和负荷调节的要求。它的另一项重要功能是在汽轮机超速情况下及时调节汽轮机转速,并在紧急情况下自动关闭全部进汽阀。由此可见,EH系统关系到汽轮机的正常调节和安全运行,它发生故障将直接威胁机组的正常运行。本文以深圳月亮湾燃机电厂的汽轮机为例,对其EH系统发生的故障进行分析总结,并提出防范故障措施。
一、其系统组成
EH系统由供油装置、管路系统、执行机构以及超速保护和紧急遮断装置4个部分组成,其工作介质普遍使用磷酸酯类抗燃油。
供油装置由油箱、泵组、压力回路、过滤冷却回路等组成。泵组一般选用定压变量泵,能自动调节流量,使泵出口压力保持恒定,常见配置为2台:一台运转,一台备用。压力回路包括泵出口的流量计、滤器、逆止阀、溢流阀和蓄能瓶等。过滤冷却回路包括冷油器和旁路再生系统(含精滤器和硅藻土滤器)。
管路系统中除连接管路外,一般还包含高、低压2种蓄能器组,用于减少阀门动作引起的油流量大幅变化对系统的冲击,起稳压和储能作用。
执行机构(俗称油动机)一般分开关型和伺服型2种,开关型的油动机与主管路之间装有节流孔板,伺服型的则没有。
当汽轮机转速高达1.03倍额定转速时,需要快速调小所有调节汽阀的开度,这一功能称为超速保护(OPC);如汽轮机运行不正常,或因突发故障而转速飞升达1.15倍额定转速时,仅靠OPC功能不足以控制其转速继续上升,则需紧急遮断全部进汽阀门,这一功能称为紧急遮断(AST)。
二、EH系统常见故障分析
2.lEH系统压力低
引发EH系统压力低的原因主要有3个方面。
(1)系统中存在非正常泄漏
系统中的非正常泄漏zui常见的是调节汽门的快速卸载阀故障,使其泄油口不能*关闭,调门油动机的油压保持不住,伺服阀就会不间断补油。因为母管与伺服阀之间没有孔板,所以这一路的泄油量较大。这一类故障一般只在启机挂闸时出现,因为此时的快速卸载阀的状态发生改变,如果其滑阀卡涩不能到位,就会造成上述故障。如果卡涩是由油中杂质造成的(大部分情况都是这样),这种故障就具有偶然性,可能下一次挂闸油压又正常了,一般将此阀清洗干净并改善油品后即可解决;如果卡涩是弹簧损坏造成的(这种概率较小),则需要更换弹簧。如果是因为油品劣化造成滑阀、滑座被腐蚀、磨损,使它们之间的间隙加大,从而造成快速卸载阀泄漏,则只能更换整阀。
备用泵的出口逆止阀关不严也会造成压力低,这种情况一般刚启泵时即可发现。
另外,EH系统母管溢流阀设定偏低也会造成系统压力低,这种情况一般压力稳定在某个值上,不会恶化。
(2)管路上存在堵塞
管路上存在堵塞zui多的情况是泵进、出口滤网堵塞,使系统供油量跟不上,导致母管压力逐渐降低,如不及时处理还会持续恶化,直至压力*无法建立。泵出口滤网处一般装有压差开关或压差表,堵塞比较容易发现。泵进口滤网堵塞很难发现,其现象除母管压力下降或大幅波动外,同时伴有泵出现异常声响。如果按正常的维护频率更换进口滤网后仍然出现这种情况,就要着重检查抗燃油的品质,判断抗燃油酸值是否超标,因为油质劣化的主要特征是酸值急剧上升。电厂在此类故障发生后换下来的滤芯上发现zui多的并不是颗粒状杂质,而是絮状粘着物,后经厂家确认为磷酸醋类抗燃油劣化后的降解产物,所以*的解决办法是改善抗燃油油品。
管路附件脱落也会造成管路堵塞,zui常见的是泵出口的流量计转子的脱落。
(3)定压变量泵出现故障
定压变量泵的故障率较低,因此造成系统压力低的概率较小,常见的情况一是因油内的杂质造成泵内部件卡涩,将泵分解清洗干净后复装即可;二是泵体内存有空气,需排气;三是电机或联轴器故障,需要检查电机或联轴器的缓冲垫。2.2EH系统油温高
该故障虽不会跳机,但也不容忽视,因为油温高可能会导致抗燃油发生氧化或裂解,导致酸值迅速增加或产生沉淀物(如絮状物),使油质急剧劣化。
造成此故障的原因首先从EH油冷油器方面着手,检查油侧和水侧的管路是否畅通,有无孔板堵塞,检查冷油器切换阀是否到位,以及冷却水的流量和水温等。除此之外,如泵的出口调节阀设定值高于母管溢流阀设定值,使得大部分油从溢流阀直接流回油箱,也会造成油温高,这种情况一般在更换泵或溢流阀后可能出现。
2.3进汽阀门或调节阀打不开
进汽阀的油动机与母管之间装有节流孔板,调节阀的伺服阀前装有过滤器,若孔板或油滤堵塞,就会造成相应的阀门无法打开。进汽阀和调节阀的快速卸载阀故障也会导致相应的阀门打不开。
在实际运行中,电厂还发生过一次正常运行中某一调门逐渐关小的故障,因油动机回油管处于高温区,局部过热,长期运行造成管内抗燃油析炭逐渐堵死回油管路,zui终使油动机反向动作。
2.4管路或阀门外漏
EH系统压力较高,一般都在lOMPa以上,而且还受到机组高温和振动的影响,在管道材质和焊接工艺保证质量情况下,有时也会出现外漏现象,主要是管路接头处越振越松和0型密封圈的损坏。对于前者可采用软管来释放应力和降低振动,后者则要靠降低工作环境温度和加强定检工作来保障了。
三、EH系统的维护和故障防范措施
(1)定期进行油质化验,加强化学监督。当运行中的抗燃油酸值超过标准时,应及时更换旁路再生系统中的硅藻土滤芯。有关导则中规定,新抗燃油酸值ω(KOH)≤0.08mg/g,现场补油前应取样化验。运行中化验如发现酸值明显上升,ω(KOH)达到0.20mg/g时,需更换硅藻土滤芯,ω(KOH)超过0.4mg/g时,抗燃油己很难再生合格,需全部更换。
(2)定期监视旁路再生系统硅藻土及纤维素滤芯的运行状况。当再生系统中油温在43~54℃,而压力达到0.21MPa时,需更换滤芯。
(3)抗燃油运行温度应控制在55℃以下,个别热点不能超过12O℃。对处在高温区的油动机和油管,应采用较好的保温材料对之进行隔热处理。并对布局不合理的EH油管路进行改造,尽量远离高温区。
(4)定期跟踪EH油泵电流,油泵电流是反映其流量的重要指标,通过它可以提前发现系统中是否存在压力降低的风险。
(5)定期更换油箱顶部的呼吸器的滤芯。在再生装置中的硅藻土接近失效或末投入的情况下,由于空气湿度大及昼夜温差等,水分会通过呼吸器侵入油箱,而呼吸器的滤芯就成为隔离水分的*道关口,油中的水分和油的氧化是引起油酸值升高的主要原因,若有条件还可增加一套外循环滤水装置。
四、结论
电厂EH系统发生的故障大部分都是由于抗燃油油品劣化引起的,抗燃油的油品已成为该系统的一个薄弱点,是维护工作的重点。因此,做好上述防范措施是减少汽轮机EH系统故障zui有效的方法,对保障机组的安全经济运行具有十分重要的意义。