馬勇，杜文斌，薛志恒

(西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032)

1 機(jī)組概況

在某火電廠2×330 MW機(jī)組技術(shù)改造工程中#1機(jī)組汽輪機(jī)為 N330－17.75/540/540型亞臨界一次中間再熱、單軸、三缸雙排汽、凝汽沖動(dòng)式汽輪機(jī)。鍋爐與汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)采用單元制布置。

該汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用上海新華電站控制工程有限公司引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的DEH－ⅢA型數(shù)字電液控制系統(tǒng)，它具有自動(dòng)調(diào)節(jié)、程序控制、監(jiān)視、保護(hù)等功能［1］。

高壓抗燃油電液(EH)控制系統(tǒng)構(gòu)成如下:EH油油箱，EH油泵，油泵出口溢流閥，高、低壓蓄能器，冷卻油泵及冷卻器，EH油濾油再生裝置，調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，危急遮斷裝置及連接相應(yīng)機(jī)構(gòu)的管道和閥門等。

為保證汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，EH系統(tǒng)油壓應(yīng)維持在14.5 MPa左右，小于11.8 MPa時(shí)聯(lián)啟備用EH油泵，大于16.2 MPa時(shí)開啟溢流閥泄壓。只有系統(tǒng)油壓建立起來之后，數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)的功能才能在此基礎(chǔ)上得以發(fā)揮。本文所述電廠#1機(jī)組調(diào)試過程中，就碰到了EH系統(tǒng)油壓始終建立不起來的問題。

2 初步原因排查

2.1 排除油泵出力不足引起系統(tǒng)油壓降低的因素

當(dāng)首次啟動(dòng)A EH系統(tǒng)油泵時(shí)，系統(tǒng)油壓在1.5～2.5 MPa擺動(dòng)。油壓非常低，現(xiàn)場(chǎng)工作人員檢查系統(tǒng)泄漏情況，沒有發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。

再啟動(dòng)B EH系統(tǒng)油泵，這時(shí)2臺(tái)油泵同時(shí)運(yùn)行，查看系統(tǒng)油壓只有 2.5～3.0 MPa，系統(tǒng)油壓仍非常低。

因?yàn)?臺(tái)EH系統(tǒng)油泵同時(shí)出現(xiàn)問題的可能性非常小，所以，基本可以排除油泵出力不足造成系統(tǒng)油壓上不去的因素。

2.2 排除蓄能器泄漏引起系統(tǒng)油壓降低的因素

檢查系統(tǒng)，油箱油位正常，油箱溫度正常，油泵運(yùn)行無雜音。

檢查系統(tǒng)泄漏情況，EH油泵、EH油管路、各主汽門、調(diào)節(jié)汽門處均無泄漏。

檢查高、低壓蓄能器，發(fā)現(xiàn)右側(cè)主汽門處低壓蓄能器管路表面溫度明顯偏高，作者懷疑此處發(fā)生內(nèi)漏。待隔離右側(cè)低壓蓄能器后，觀察系統(tǒng)油壓，發(fā)現(xiàn)EH 系統(tǒng)油壓也只上升1.0 ～2.0 MPa，維持在4.0 ～5.0 MPa。

檢查其他高、低壓蓄能器均未發(fā)生泄漏，隔離其余所有高、低壓蓄能器之后，系統(tǒng)油壓仍沒有明顯上升趨勢(shì)。

2.3 排除油泵出口溢流閥關(guān)閉不嚴(yán)造成系統(tǒng)油壓降低的因素

在油泵運(yùn)行的情況下，關(guān)閉油泵出口溢流閥，檢查系統(tǒng)油壓變化情況，以檢查出口溢流閥是否泄漏。慢慢關(guān)小出口溢流閥，系統(tǒng)油壓只有微小上升，將出口溢流閥全部關(guān)閉之后，系統(tǒng)油壓也只上升了1.0 MPa左右，達(dá)到 5.0 ～6.0 MPa。由此可以看出，系統(tǒng)油壓非常低并不是溢流閥關(guān)閉不嚴(yán)造成的。

2.4 排除再生裝置內(nèi)漏造成系統(tǒng)油壓降低的因素

繼續(xù)檢查系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)再生裝置入口管路表面溫度達(dá)到48℃左右，比其他管路表面溫度(32℃)高出很多。再生裝置入口截止閥明顯沒有關(guān)嚴(yán)，將入口截止閥全部關(guān)閉后，系統(tǒng)油壓略有上升，達(dá)到8.0 MPa。0.5 h之后，再次測(cè)量再生裝置入口管路表面溫度，該處溫度明顯下降。但系統(tǒng)僅有8.0 MPa的油壓，與EH系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行油壓14.5 MPa相比，還是有很大差距，說明再生裝置入口截止閥關(guān)閉不嚴(yán)并不是造成系統(tǒng)油壓下降的主要原因。

通過分析了解公司層面和業(yè)務(wù)層面的控制內(nèi)容和要求，可以清晰地看到兩者的不同點(diǎn)和共同點(diǎn)。公司層面控制側(cè)重于宏觀指導(dǎo)，原則要求，著眼于長遠(yuǎn)。而業(yè)務(wù)層面控制側(cè)重于具體措施，操作程序，立足于實(shí)際。只有兩者緊密聯(lián)系，相輔相成，才能形成內(nèi)部控制的整體。作為企業(yè)，在重點(diǎn)實(shí)施業(yè)務(wù)層面控制的基礎(chǔ)上，應(yīng)高度重視公司層面控制，充分認(rèn)識(shí)控制的必要性，進(jìn)一步明確控制方向、內(nèi)容和具體措施。同時(shí)，根據(jù)公司層面內(nèi)容的變化，按照重要性原則，結(jié)合實(shí)際，適時(shí)調(diào)整、優(yōu)化業(yè)務(wù)層面的控制流程或控制步驟、控制點(diǎn)以及權(quán)限設(shè)置。

2.5 排除主汽門、調(diào)節(jié)汽門發(fā)生內(nèi)漏的因素

繼續(xù)檢查系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)無壓回油2管路、自動(dòng)停機(jī)危急遮斷控制系統(tǒng)(AST)安全油和超速保護(hù)系統(tǒng)(OPC)安全油管路表面溫度達(dá)到45℃左右，比其他管路表面溫度(32℃)高出很多。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在正常運(yùn)行時(shí)，無壓回油2管路、AST安全油和OPC安全油管路表面都不可能達(dá)到這樣高的溫度。之所以有這么高的溫度，管路內(nèi)部肯定有大量EH油流過。作者懷疑10個(gè)汽門中有1個(gè)或幾個(gè)發(fā)生內(nèi)漏，高壓進(jìn)油經(jīng)過安全油管路流至無壓回油2管路，造成管路外表面溫度升高。如果關(guān)死10個(gè)汽門高壓油進(jìn)口截止閥，再啟動(dòng)A，B EH油泵，發(fā)生內(nèi)漏那個(gè)汽門管路的進(jìn)油管路以及安全油管路肯定比其他汽門的表面溫度高。

照此思路查找原因，關(guān)死10個(gè)汽門的高壓進(jìn)油截止閥后，啟動(dòng)2臺(tái)油泵運(yùn)行，檢查各個(gè)汽門的進(jìn)油管路與安全油管路表面溫度，未發(fā)現(xiàn)有溫度異常者?？磥?，造成EH系統(tǒng)油壓降低的真正原因也不在此。

3 油壓偏低原因分析

待油壓不能建立的真相被發(fā)現(xiàn)之后，再分析油壓偏低的原因才發(fā)現(xiàn)問題所在:無論是主汽門還是調(diào)節(jié)汽門，它們的EH安全油都是高壓進(jìn)油通過節(jié)流孔形成的。AST安全油是主汽門上高壓進(jìn)油節(jié)流孔和靠近逆止閥的節(jié)流孔串聯(lián)之后，通過逆止閥至危急遮斷裝置上AST電磁閥前的一段管路中壓力在(7.0±0.2)MPa以上的EH油;OPC安全油是調(diào)節(jié)汽門上高壓進(jìn)油管路通過節(jié)流孔、逆止閥連接到危急遮斷裝置中OPC電磁閥前的一段管路中壓力在(7.0±0.2)MPa以上的EH油。AST安全油和OPC安全油管路之所以會(huì)出現(xiàn)上述發(fā)熱現(xiàn)象，事后分析認(rèn)為，并不是因?yàn)槠T發(fā)生了內(nèi)漏。因?yàn)樵谡＿\(yùn)行時(shí)，為了維持管路中壓力，在該安全油管路中是有少量EH油通過汽門中的節(jié)流孔流過的，真正造成泄漏的地方并不在汽門中，而是在該管路后部的危急遮斷模塊中。

3.1 重新分析異常情況

綜上所述，發(fā)現(xiàn)的異常情況為:無壓回油2管路表面溫度比其他管路表面溫度高出很多，無壓回油1管路和無壓回油3管路表面溫度正常，只比環(huán)境溫度略高。順著無壓回油2管路查看，發(fā)現(xiàn)從油箱到危急遮斷模塊之間管路的溫度一直較高(45℃左右)，而危急遮斷模塊至右側(cè)高壓蓄能器之間無壓回油2管路表面溫度和環(huán)境溫度差不多，都是32℃左右。

查看整個(gè)系統(tǒng)，連接左側(cè)高壓蓄能器高壓進(jìn)油和無壓回油1管路，連接右側(cè)高壓蓄能器高壓進(jìn)油和無壓回油2管路，在汽輪機(jī)的左側(cè)只能看到無壓回油1管路，在汽輪機(jī)的右側(cè)只能看到無壓回油2管路。另外，危急遮斷模塊和隔膜閥都安裝在汽輪機(jī)右側(cè)，隔膜閥截?cái)嗥啓C(jī)EH安全油和無壓回油2管路。而危急遮斷模塊連接EH高壓進(jìn)油、AST安全油、OPC安全油和無壓回油2管路。EH液壓控制系統(tǒng)圖如圖1所示，從圖1可以清楚地看到，與危急遮斷模塊連接的只有無壓回油2管路，并沒有與無壓回油1管路連接的設(shè)計(jì)。

圖1 部分EH液壓控制系統(tǒng)圖［2］

圖1中底部5根線從下往上數(shù):第1根線表示OPC安全油管路;第2根線表示AST安全油管路;第3根線表示無壓回油2管路DV2;第4根線表示有壓回油管路DP;第5根線表示高壓進(jìn)油管路HP。

危急遮斷模塊如圖2所示。從圖2中可以明顯地看到，危急遮斷模塊上還連著一路去無壓回油1的管子(圖2左邊標(biāo)“1”處)。而在該電廠#1機(jī)組汽輪機(jī)頭危急遮斷模塊中，圖2中的這根管子是按照?qǐng)D1的要求接在了隔膜閥后的無壓回油2管路上。雖然圖1、圖2存在矛盾，但從危急遮斷模塊引出來的這根管子無論是按照?qǐng)D2接到無壓回油1管路上還是實(shí)際接到無壓回油2管路上，都不會(huì)影響汽輪機(jī)組的正常調(diào)節(jié)。因?yàn)閺墓τ蒙蟻碚f，無壓回油1管路的作用是把因EH系統(tǒng)油壓高而產(chǎn)生的多余EH油通過左側(cè)高壓蓄能器和無壓回油1管路流回油箱。無壓回油2管路除了可以把因EH油壓高而產(chǎn)生的多余EH油通過右側(cè)高壓蓄能器和無壓回油2管路流回油箱之外，它還和隔膜閥相連，隔膜閥的作用就是在潤滑油油壓低的情況下，通過該閥從無壓回油2管路立即泄去全部EH安全油，以達(dá)到快速關(guān)閉10個(gè)汽門緊急停機(jī)的目的。這里的EH安全油油量和危急遮斷模塊在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)所固定的EH安全油油量是相等的。既然隔膜閥打開之后可以讓EH安全油順利通過無壓回油2管路，那么在緊急情況下通過AST電磁閥打閘停機(jī)，使EH安全油通過無壓回油2管路流入EH油箱的做法也是完全可行的。

圖2 危急遮斷模塊［2］

發(fā)現(xiàn)實(shí)際管路接法和圖1設(shè)計(jì)不一致時(shí)，有人認(rèn)為這可能是EH系統(tǒng)油壓建立不起來的真正原因。因?yàn)闆]有按照設(shè)計(jì)圖紙接管子，很可能造成本來應(yīng)該由無壓回油1管路承擔(dān)的流量都要無壓回油2管路來承擔(dān)，造成EH油在無壓回油2管路中流動(dòng)不暢，油流和管子壁面產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致管子內(nèi)壁、外壁溫度升高。這種說法雖然可以很好地解釋無壓回油2管路溫度比較高的現(xiàn)象，但無法解釋EH系統(tǒng)油壓比較低的現(xiàn)象。如果回油不暢的話，高壓進(jìn)油的壓力應(yīng)比正常值高一點(diǎn)，而不是當(dāng)時(shí)的8.0 MPa。

3.2 排除AST電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)的因素

在檢查系統(tǒng)的過程中，發(fā)現(xiàn)高壓進(jìn)油管路表面溫度介于無壓回油2管路表面溫度和環(huán)境溫度之間，高壓進(jìn)油管路有1個(gè)支管在去危急遮斷模塊之前分為3個(gè)等內(nèi)徑、等壁厚的細(xì)管(圖2中標(biāo)“2”處和標(biāo)“3”處)。圖2中標(biāo)“3”處是2個(gè) M16×1.5 mm的管接頭，是高壓油去AST電磁閥的2個(gè)入口，而標(biāo)“2”處也是1個(gè)M16×1.5 mm的管接頭，就地實(shí)際位置比較接近OPC電磁閥，在危急遮斷模塊下表面正對(duì)#2 OPC電磁閥的位置［3］。

檢查發(fā)現(xiàn)標(biāo)“2”處和標(biāo)“3”處3根細(xì)管的表面溫度都超過50℃。結(jié)合與危急遮斷模塊連接的無壓回油2管路表面溫度為45℃左右的情況，作者分析認(rèn)為，可能是AST電磁閥和OPC電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致EH油從高壓進(jìn)油管路經(jīng)過關(guān)閉不嚴(yán)的電磁閥直接回到無壓回油2管路中。

根據(jù)上述分析，造成AST電磁閥和OPC電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)的原因，很可能是EH油中混入了雜質(zhì)。因?yàn)樵摍C(jī)組為新建機(jī)組，在建設(shè)過程中不可避免地會(huì)混入一些雜質(zhì)。為了驗(yàn)證這個(gè)想法，決定停EH油泵，徹底清洗AST電磁閥和OPC電磁閥。清洗完重新安裝后，啟動(dòng)EH油泵，汽輪機(jī)掛閘，AST電磁閥和OPC電磁閥全關(guān)，EH系統(tǒng)油壓還是只有9.0～10.0 MPa?？梢姡珽H系統(tǒng)油壓低的根本原因也不是AST電磁閥和OPC電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)。因?yàn)樵谝酝恼{(diào)試實(shí)踐中，即使不掛閘，在AST電磁閥全開的情況下，油泵運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)油壓都可以穩(wěn)定在14.5MPa。

3.3 問題發(fā)生在OPC電磁閥入口細(xì)管中［4－7］

高壓進(jìn)油去AST電磁閥和OPC電磁閥有3根細(xì)管，這是實(shí)際安裝的情況，也符合圖2的設(shè)計(jì)，但卻不符合圖1的設(shè)計(jì)。在圖1中，高壓進(jìn)油管路的1個(gè)支管去危急遮斷模塊前只分為2根細(xì)管，并且在進(jìn)AST電磁閥之前都有1個(gè)1.5 mm的節(jié)流孔，即用小流量的高壓進(jìn)油通過AST電磁閥的開關(guān)來控制大流量的AST安全油;而OPC電磁閥的進(jìn)油只有OPC安全油，即用一部分很小流量的OPC安全油通過OPC電磁閥的開關(guān)來控制其余大流量的OPC安全油，這又和實(shí)際安裝情況不符。

回顧以往的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，很多電廠的同類危急遮斷裝置上都沒有這樣的通往OPC電磁閥的高壓進(jìn)油細(xì)管。如果接這根管子，就是用小流量的高壓進(jìn)油通過OPC電磁閥的開關(guān)來控制大流量的OPC安全油;如果不接，完全堵死這根管子，就是利用一部分很小流量的OPC安全油通過OPC電磁閥的開關(guān)來控制其余大流量的OPC安全油?？磥?，接或不接這根管子并不會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生什么影響。如果按照?qǐng)D1的設(shè)計(jì)保留該管，就應(yīng)該像其他2根細(xì)管一樣加工1個(gè)一模一樣的節(jié)流孔。就地檢查這根細(xì)管時(shí)，發(fā)現(xiàn)沒有在進(jìn)電磁閥之前安裝節(jié)流孔，而這個(gè)因素造成了高壓進(jìn)油直接和無壓回油2管路相通，引起EH系統(tǒng)油壓建立不起來的原因，管子里的油流也能很好地解釋管子外表面出現(xiàn)的高溫。節(jié)流孔只有1.5mm的孔徑，還要能承受EH油很高的壓力，一時(shí)之間很難加工。最后決定，還是采用圖1的設(shè)計(jì)，找來一塊外徑和細(xì)管內(nèi)徑相等的圓鐵片堵住這根管子，再把細(xì)管接到危急遮斷裝置上。啟動(dòng)油泵，無論掛閘還是不掛閘，EH系統(tǒng)油壓都建立起來了，達(dá)到了穩(wěn)定運(yùn)行的要求。通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓，系統(tǒng)油壓穩(wěn)定在14.5MPa。

4 結(jié)論

EH系統(tǒng)油壓建立不起來，有多方面的原因:

(1)系統(tǒng)中有漏點(diǎn)。在啟動(dòng)油泵之前，應(yīng)仔細(xì)檢查系統(tǒng)，杜絕焊接、高低壓蓄能器和油凈化再生裝置等發(fā)生泄漏的情況。

(2)EH油泵出力不足。這種情況的發(fā)生，可通過同時(shí)啟動(dòng)2臺(tái)油泵的方法進(jìn)行驗(yàn)證。如果2臺(tái)油泵運(yùn)行，系統(tǒng)壓力還是上不去，就應(yīng)該檢查其他方面。

(3)EH油泵出口溢流閥關(guān)不嚴(yán)。啟動(dòng)油泵之后，可以來回活動(dòng)溢流閥，觀察系統(tǒng)壓力變化情況。根據(jù)系統(tǒng)壓力變化情況，判斷溢流閥開關(guān)情況。

(4)電磁閥發(fā)生泄漏。對(duì)新建機(jī)組而言，EH油中混入各種雜質(zhì)，汽門中的電磁閥、AST電磁閥和OPC電磁閥等都有可能發(fā)生卡澀，所以保證EH油等級(jí)合格是防止這種現(xiàn)象發(fā)生的有效方法。

(5)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生泄漏。此次系統(tǒng)壓力建立不起來，就是因?yàn)樵谶M(jìn)OPC電磁閥之前高壓細(xì)管路中少安裝了1個(gè)節(jié)流孔。節(jié)流孔雖然是一個(gè)很小的零件，但在汽輪機(jī)EH系統(tǒng)中卻發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

節(jié)流孔不只在EH系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在其他油系統(tǒng)中的作用也是十分重要的，例如，潤滑油系統(tǒng)中的復(fù)位電磁閥中也安裝有節(jié)流孔。這些節(jié)流孔的數(shù)量和安裝位置都要在機(jī)組安裝過程中仔細(xì)檢查，確保節(jié)流孔的正確安裝是汽輪機(jī)油系統(tǒng)發(fā)揮其作用的重要保證。

［1］肖增弘，徐豐.汽輪機(jī)數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2003.

［2］王爽心，葛曉霞.汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2003.

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