陸玉春

（上海梅山鋼鐵股份有限公司熱電廠，江蘇南京 210039）

引言

梅鋼熱電廠動(dòng)力4號(hào)、6號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的CC60-8.83/4.41/1.27 型60 MW 雙抽汽凝汽式汽輪機(jī)，其調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)由DEH 系統(tǒng)（采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)）、EH 供油系統(tǒng)、EH 油動(dòng)機(jī)、保護(hù)系統(tǒng)等組成。EH 供油系統(tǒng)包含油箱、油泵、冷油器、蓄能器、控制塊等。每個(gè)調(diào)門由油動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，油動(dòng)機(jī)緊密安裝在控制塊上，每只控制塊與油動(dòng)機(jī)緊密布置在汽輪機(jī)本體上。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，EH 油系統(tǒng)多次發(fā)生漏油、油缸和控制塊超溫、高壓油管斷裂、油動(dòng)機(jī)失控等故障，導(dǎo)致機(jī)組被迫停機(jī)。通過(guò)對(duì)故障原因的查找、分析，在多年改進(jìn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，形成了有效的應(yīng)對(duì)措施和日常維護(hù)方案，最終有效減少了EH油系統(tǒng)的故障次數(shù)。

1 EH油系統(tǒng)漏油

EH 油系統(tǒng)常見漏油故障有：密封圈損壞、油管斷裂、油管有裂紋等。

（1）密封圈損壞主要有三種情況，第一種是EH油局部受熱劣化，引起酸值高，導(dǎo)致密封圈老化，使用壽命縮短；第二種是活塞桿表面因高溫積碳拉毛密封圈引起泄漏；第三種是密封圈回裝過(guò)程中，被絲牙剪切未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)引起泄漏。

從兩臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行實(shí)績(jī)來(lái)看，密封圈突然失效漏油導(dǎo)致機(jī)組停役的情況占比最多，這與酸值高、局部高溫引起密封圈壽命縮短密切相關(guān)。因此，通過(guò)將EH 油系統(tǒng)油缸、控制塊、電磁閥等部件每4 年拆檢維護(hù)一次，更換所有密封圈，同時(shí)檢查確認(rèn)密封圈材質(zhì)是否為氟橡膠、是否完好，螺紋接頭回裝時(shí)防止絲牙剪切密封圈，最終實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)機(jī)組近五年來(lái)未發(fā)生過(guò)因密封圈漏油而導(dǎo)致的停機(jī)事故。

(2)EH 油管斷裂一般發(fā)生在HP 管靠近油動(dòng)機(jī)活接頭的焊縫處，是由于管路高頻振蕩引起的，一般振幅達(dá)0.5 mm 以上。從運(yùn)行實(shí)績(jī)來(lái)看，6 號(hào)機(jī)1號(hào)高調(diào)門、2 號(hào)高調(diào)門分別發(fā)生過(guò)一次高壓油管斷裂引起的停機(jī)事故。在排查故障時(shí)，首先要確認(rèn)振動(dòng)產(chǎn)生的原因，引起油管振動(dòng)的原因主要有機(jī)組振動(dòng)、管夾固定不好、伺服閥故障、控制信號(hào)夾帶交流分量。其中伺服閥故障會(huì)產(chǎn)生振蕩信號(hào)，引起油管振動(dòng)，而控制信號(hào)夾帶交流分量，使HP 油管內(nèi)的壓力交變，也產(chǎn)生油管振動(dòng)。

上述故障可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)判斷是哪一種原因引起的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生時(shí)，通過(guò)強(qiáng)制信號(hào)將該閥門慢慢置于全關(guān)位置，關(guān)閉進(jìn)油門，拔下伺服閥插頭，測(cè)量振動(dòng)。如果此時(shí)振動(dòng)明顯減小，說(shuō)明是伺服閥或控制信號(hào)問(wèn)題；如果振動(dòng)依舊，說(shuō)明是機(jī)組振動(dòng)。對(duì)于前一種情況，打開進(jìn)油門，使用伺服閥測(cè)試工具通過(guò)外加信號(hào)的方法將閥門開啟至原來(lái)位置，如果此時(shí)沒有振動(dòng)，說(shuō)明是控制信號(hào)問(wèn)題，由熱工檢查處理；如果振動(dòng)加大，說(shuō)明是伺服閥故障，應(yīng)立即更換伺服閥。

(3)油管路有裂紋，常見于焊縫處，在管路振動(dòng)較大的情況下引起裂紋擴(kuò)展，引發(fā)漏油。例如4 號(hào)機(jī)蓄能器支架與汽輪機(jī)同處于一個(gè)平臺(tái)的情況下，由于機(jī)組本身振動(dòng)引起基礎(chǔ)振動(dòng)較大，引發(fā)蓄能器進(jìn)油管與蓄能器接頭處高頻振動(dòng)，導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)裂紋泄漏。因此采取了兩項(xiàng)措施，一種是將蓄能器及支架移位至另一振動(dòng)較小的基礎(chǔ)平臺(tái)上，另一種是針對(duì)無(wú)法移位的蓄能器，在支架與蓄能器之間加橡皮，減小振動(dòng)幅度。

2 EH油酸值過(guò)高

兩臺(tái)機(jī)組自投運(yùn)以來(lái)，酸值超標(biāo)成為常態(tài)，即使投入除酸功能進(jìn)行除酸，酸值也控制不下來(lái)，最終不得不換油。

酸值過(guò)高主要有兩個(gè)方面因素，一個(gè)是除酸功能失效，第二個(gè)是化驗(yàn)頻次太低，半年一次，未能及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

兩臺(tái)機(jī)組均采用移動(dòng)式Pall 濾油機(jī)（離子交換再生過(guò)濾裝置，型號(hào)：PFS-001-8300）對(duì)機(jī)組EH 油進(jìn)行除酸、除水、過(guò)濾，在該濾油機(jī)投運(yùn)之初，除酸功能未發(fā)揮作用，以6號(hào)機(jī)為例，機(jī)組酸值曾上升至0.57 mgKOH/g，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查，主要原因是過(guò)濾油泵的流量遠(yuǎn)大于除酸油泵，兩臺(tái)油泵共用一路進(jìn)油管，導(dǎo)致除酸油泵入口吸不到油，從而未發(fā)揮除酸功能。通過(guò)單獨(dú)排一路除酸油泵進(jìn)油管，投入除酸油泵，20天后酸值降至0.07 mgKOH/g。雖然酸值控制下來(lái)了，但曾經(jīng)酸值高對(duì)EH 油系統(tǒng)零部件和密封件的腐蝕是不可逆的，因此6號(hào)機(jī)安排了大修，對(duì)EH 油系統(tǒng)做了全面的維護(hù)，并提高EH 油化驗(yàn)頻次，由1 次/半年改為1 次/月，監(jiān)控酸值、水份和顆粒度等指標(biāo)。改進(jìn)后三個(gè)月EH 油酸值分別為0.03 mgKOH/g、0.05 mgKOH/g、0.05 mgKOH/g，改進(jìn)后酸值未發(fā)生超過(guò)0.1 mgKOH/g的情況。

3 部分EH油缸及控制塊超溫

對(duì)汽輪機(jī)調(diào)門油動(dòng)機(jī)和控制塊進(jìn)行測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)油缸和控制塊普遍超溫，特別是中調(diào)門，因油缸與控制塊緊貼汽輪機(jī)本體表面，最高點(diǎn)溫度高達(dá)260 ℃。對(duì)汽輪機(jī)本體保溫進(jìn)行測(cè)溫，局部達(dá)200 ℃。

造成EH 油缸及控制塊超溫的主要原因有兩個(gè)：一個(gè)是汽輪機(jī)保溫不達(dá)標(biāo)，局部超溫嚴(yán)重，對(duì)分布于汽輪機(jī)四周的油缸和控制塊有持續(xù)的熱輻射；另一個(gè)是油缸和控制塊與汽缸本體緊密連接在一起，金屬導(dǎo)熱引起油缸及控制塊溫度偏高。

針對(duì)上述情況，采取了以下幾項(xiàng)措施：

(1)消除汽輪機(jī)本體漏汽點(diǎn)，對(duì)本體保溫進(jìn)行更換和完善，控制表面溫度低于50 ℃。

利用大修機(jī)會(huì)，拆除汽輪機(jī)上下缸保溫，采用高位灌水法查找本體漏點(diǎn)，如中分面、法蘭、管道焊縫等，消除漏點(diǎn)。保溫恢復(fù)時(shí)，內(nèi)外層接縫應(yīng)彼此錯(cuò)開，層間和縫間不得有空穴，用鍍鋅鐵絲和鐵絲網(wǎng)扎緊。

(2)將EH油缸及控制塊分離，遠(yuǎn)離熱源。

油缸與控制塊原設(shè)計(jì)是緊密貼合在一起，通過(guò)改造，將油缸保留在原位，將控制塊移至汽輪機(jī)側(cè)面，固定于支架上，油缸與控制塊之間用硬管連接，管路設(shè)置多個(gè)彎頭，吸收汽輪機(jī)熱膨脹產(chǎn)生的位移。

(3)對(duì)EH 油缸進(jìn)行改造，增加冷卻水套，活塞桿增加節(jié)流孔。

對(duì)EH 油缸進(jìn)行改造，油缸油口到集成塊的每根管路上都必須配置排氣接頭，用于排空管道內(nèi)的空氣；重新設(shè)計(jì)和加工EH 油缸上平面連接法蘭，增加冷卻水套，設(shè)置冷卻水接口；重新加工活塞桿，在活塞桿上增加φ0.6 mm 的節(jié)流小孔，增加內(nèi)泄，使油缸內(nèi)部的抗燃油產(chǎn)生流動(dòng)，帶走局部超溫產(chǎn)生的熱量。

通過(guò)上述改造，可以實(shí)現(xiàn)油缸及控制塊溫度不高于60 ℃，EH 油系統(tǒng)不再局部受熱，為酸值控制打好了基礎(chǔ)。

4 油動(dòng)機(jī)失控

以4 號(hào)機(jī)為例，經(jīng)常出現(xiàn)油動(dòng)機(jī)無(wú)法開啟或處于全開狀態(tài)而關(guān)不下去的情況，甚至出現(xiàn)將伺服閥插頭拔出后，油動(dòng)機(jī)自身先全關(guān)而后又全開的不受控現(xiàn)象。

針對(duì)油動(dòng)機(jī)無(wú)法開啟的情況，首先要排查伺服閥的航空插頭和航空插頭的接線是否良好。排除接線和插頭問(wèn)題后，基本可以判定是伺服閥故障。

伺服閥的故障主要是卡澀和電化學(xué)腐蝕，伺服閥卡澀會(huì)導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)始終處于全開或全關(guān)狀態(tài)，電化學(xué)腐蝕會(huì)造成伺服閥的靈敏度下降，導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

伺服閥的噴嘴和擋板的間隙為30 μm，如果EH 油油質(zhì)較差，會(huì)造成伺服閥的噴嘴堵塞，造成滑閥只能處在或左或右的位置，表現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果是油動(dòng)機(jī)往往卡在全開或全關(guān)的位置，失去控制。因伺服閥的滑閥工作間隙只有2～3 μm，雜質(zhì)很難進(jìn)入，且在高壓油的作用下，稍有卡澀也完全能克服。

4號(hào)機(jī)EH 油系統(tǒng)故障最嚴(yán)重時(shí)，出現(xiàn)冷態(tài)啟動(dòng)后多個(gè)油動(dòng)機(jī)同時(shí)不受控制，始終處于全開或全關(guān)狀態(tài)，當(dāng)EH 油系統(tǒng)溫度上升以后，故障會(huì)明顯好轉(zhuǎn)。通過(guò)系統(tǒng)排查，發(fā)現(xiàn)EH 油中有油泥，抽出油箱上的磁棒，能夠明顯看到附著的膠泥狀物質(zhì)。

針對(duì)上述情況，立即安排4號(hào)機(jī)停役并更換EH油。先將油溫升至90 ℃，循環(huán)沖洗EH 油系統(tǒng)，并使所有調(diào)門油動(dòng)機(jī)全行程動(dòng)作數(shù)次，使油泥溶解于抗燃油中，再放掉所有EH 油，并清理EH 油箱，加入新油繼續(xù)沖洗，至顆粒度合格后放掉沖洗油，清理油箱、更換濾芯、伺服閥等，再次加入新油，控制油溫至正常運(yùn)行范圍，進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾至顆粒度合格，再投入運(yùn)行。[1]

上述故障主要是EH 油油質(zhì)差引起的，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)沖洗和換油后，4 號(hào)機(jī)未再發(fā)生油動(dòng)機(jī)失控的故障。因此，在日常運(yùn)行維護(hù)時(shí)，要加強(qiáng)油質(zhì)過(guò)濾，定期拆檢清洗油箱、油缸、控制塊、電磁閥等部套，沖洗管路。

5 總結(jié)

EH 油系統(tǒng)局部超溫會(huì)引起酸值升高，酸值過(guò)高會(huì)引發(fā)密封圈失效漏油、伺服閥故障和EH 油顆粒度超標(biāo)。EH 油中顆粒度超標(biāo)或含有油泥會(huì)卡澀伺服閥噴嘴，繼而導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)失控。因此，酸值和顆粒度超標(biāo)是引起EH 油系統(tǒng)故障的主要原因。所以EH 油系統(tǒng)的維護(hù)，平日重點(diǎn)在油質(zhì)管理，同時(shí)結(jié)合年修契機(jī)，制定電磁閥、伺服閥、EH 油泵、控制塊、油缸、隔膜閥等部套的拆檢維護(hù)計(jì)劃，為汽輪機(jī)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。