EH系统常见故障分析和对策.doc

全国火电100-200mw级机组技术协作会2008年年会论文集 汽轮机eh油系统常见故障的分析与对策赵忠海（秦皇岛发电有限责任公司） 摘要：我公司六台机组都为eh系统纯电调控制，本文针对eh油系统的主要部件原理及常见机械故障原因进行了分析，为该系统正常运行和处理故障提供一定的参考。关键词：eh原理；故障；分析；处理3640前言随着自动化程度的提高，汽轮机数字电液控制系统已在汽轮机上得到广泛应用， eh油系统主要由供油系统、执行机构和危急遮断系统三大部分组成，作为汽轮机数字电液控制系统的重要组成部分，它以高压抗燃油为介质，完成deh指令信号到汽轮机阀门动作的转换，它的故障将严重危及汽轮机的安全运行。1执行机构部件原理和故障的分析执行机构是eh系统中的重要部件，它直接控制着汽机蒸汽阀门的关、闭及其阀门的开度。主要由液压油缸、集成块、截止阀、试验电磁阀、快速卸荷阀、和逆止阀等部件所组成，以下介绍主要部件出现故障的和分析。1.1 伺服阀1.1.1 伺服阀工作原理eh系统伺服阀又称电液转换器，它将控制输出信号转换成液压信号，是eh油系统的核心部件，它由一个力矩马达和两级液压扩大及机械反馈系统组成，如图1所示。当有电信号输入时，伺服阀力矩马达中的电磁铁线圈中就有电流通过，产生一旋转力矩使衔铁旋转，带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷嘴中间。正常情况下，挡板两侧与喷嘴的距离相等，使两侧喷嘴的泄油面积相等，喷嘴两侧油压相等。当有电信号输入，衔铁带动挡板转动，挡板移近一只喷嘴，使这只喷嘴的泄油面积变小，流量变小，喷嘴前油压变高，对侧则相反，这样就将电信号转变为机械位移信号，最终转变为油压信号，并通过喷嘴挡板系统将信号放大。挡板两侧喷嘴前油压与下部滑阀的两腔室相同，两端油压差使滑阀移动，并由滑阀上的凸肩控制的油口开启或关闭，以控制高压油通向油动机活塞下腔，克服弹簧力打开阀门，或将活塞下腔通向回油，关小阀门。伺服阀中还设置了反馈弹簧，并设有机械偏零，在失去电信号时，滑阀偏向一侧，使阀门关闭。图1伺服阀1.1.2伺服阀主要故障伺服阀主要故障为卡涩和电化学腐蚀，主要表现为油动机始终处于全开或全关位置而无法控制。伺服阀的阀芯与阀套间隙只有2m左右，极易造成卡涩，一旦卡死，将导致调节过程无法控制；另外伺服阀的喷嘴与挡板之间也容易发生卡涩，伺服阀喷嘴与挡板之间的间隙在0.03mm左右，当油中有颗粒卡在当中时，就会使挡板始终靠近一个喷嘴且反馈杆无法将其拉回，主阀芯两端的压差始终存在，造成阀芯向一个方向开足，油动机就会处于全开或全关位置而无法控制。当其发生卡涩时，最好交给专业厂家修理。当eh油中的氯离子含量较高时，大量的氯离子会聚集在伺服阀的阀口处形成电化学腐蚀，造成伺服阀内漏，eh油压力降低，回油温度、压力升高。伺服阀通过调整阀的开口来控制输出流量，当伺服阀达到全流量701l/min时，其阀芯的行程也不超过1mm，可见阀口处的流速相当高，伺服阀属于零开口滑阀，其零位密封是由阀芯台阶的尖角来保证，当阀芯尖角被腐蚀掉0.1mm后，其内泄就可能达到1020l/min，无法实现对汽轮机的精确控制，甚至无法开启油动机。伺服阀发生电化学腐蚀后，必须更换阀芯和阀套，在运行过程中必须严格控制抗燃油中的氯离子的含量，防止电化学腐蚀的发生。若氯离子含量超标，要对eh油系统进行彻底清洗并换油。同时根据二十五项反措的要求，我公司每次大修、小修都要对伺服阀进行外委校验，从这几年运行来看基本控制了伺服阀故障的发生。1.2快速卸荷阀1.2.1快速卸荷阀动作过程快速卸荷阀安装在油动机液压块上，当机组紧急停机或危急脱扣装置动作时，危急遮断油失压，滑阀上移，压力油与回油导通，使得油动机下腔的压力油经卸荷阀回油快速释放，这时不论伺服放大器输出的信号大小，在阀门弹簧力的作用下，均使阀门关闭，如图2所示。 图2快速卸荷阀1.2.2快速卸荷阀主要故障卸荷阀的常见故障是杯状滑阀卡涩或关不严，造成系统泄漏，严重时油动机无法开启，内漏时大量压力油通过卸荷阀回到回油管，产生大量的热量使回油管道发热，因此通过检查回油管道温度可以判断是否内漏。出现卸荷阀卡涩或关闭不严的故障后，可以通过清洗卸荷阀的方法排除。当调节螺钉未旋紧或针形阀处未关严时，危急遮断油通过先导阀泄去，油动机同样会产生内漏；压力油与危急遮断油之间的小孔堵塞，危急遮断油无法产生，油动机也会产生内漏。所以当油动机出现内漏后，这些地方都需要检查。1.3eh油缸油缸活塞杆处渗油是影响油缸长期使用的主要原因。因油动机直接挂在蒸汽阀门座上，没有冷却装置。正常温度应小于65，实际局部温度远远高于eh油的抗劣化温度，其工作环境比较恶劣。油缸长期工作在温度较高的环境中时，活塞杆表面的油膜会碳化聚集在活塞杆表面，破坏活塞杆的光洁度。当结碳处通过密封圈时，会损坏密封圈，如此反复多次就会造成渗漏，严重时会将铜制轴套拉毛，加速密封圈和活塞损坏；有时安装结构会使活塞受侧向力，加速活塞与轴套、密封圈之间的磨损，也是引起渗油的原因。另外o形圈耐高温能力也比较差，长期处于高温环境中会脆化，并产生炭黑小颗粒，卡涩油动机，阻塞伺服阀，造成油动机渗油。所以油缸大修时，应仔细检查活塞杆与轴套的磨损以及o形圈有无破损。我公司二、三期高调门油动机所处环境温度较高，现在已经加装冷却风扇给予长期冷却降温，同时其他电厂也有采取加装冷却水的方式进行冷却。2.危急遮断系统危急遮断系统由危急保安装置和隔膜阀组成。当汽轮机出现故障需要停机时，危急遮断系统动作并泄掉危急保安油（ast）和超速保护控制油（opc），关闭全部汽轮机蒸汽阀门，使汽轮机停机，以保护汽轮机安全。ast电磁阀共有四只，正常运行时，电磁阀带电关闭。opc电磁阀有二只，正常运行时，该二只电磁阀是常闭的。通常ast阀出现故障几率较高，下面主要介绍ast阀的原理和主要故障。2.1ast电磁阀2.1.1ast电磁阀动作过程如图3所示，正常情况下，四只电磁阀被通电励磁关闭，当电磁阀失电打开时，首先泄去由压力油经节流孔提供的先导控制油压，使得主阀后移，遮断油口被打开，泄去危急遮断油，导致蒸汽阀门关闭，汽轮机停机。四只电磁阀是串并联布置，有多重保护功能，每个通道中至少须一只电磁阀打开，才会导致停机。同时也提高了系统的可靠性，四只电磁阀中任意一只损坏或拒动均不会引起停机。图3ast电磁阀2.1.2ast电磁阀主要故障ast电磁阀主要故障有：电磁阀线圈无法带电。电磁阀带电后，其顶部有较强的磁性，可用铁质物质校验，若无磁性，说明电磁阀没有正常带电，可能是线圈故障，需要更换电磁阀或线圈；节流孔堵塞，先导控制油压无法建立，主阀也不能关闭，需清洗检查后排除；主阀关闭不严，当电磁阀出现卡涩或阀口处有杂质时，会造成主阀关闭不严，进油口与出油口之间有泄漏，可能造成危急遮断油压过低，需清洗检查后排除；阀芯与阀套之间间隙过大。主阀与阀套之间是间隙配合，如果二者之间间隙过大，当控制油通过先导电磁阀卸压时，危急遮断油会通过间隙从阀芯的右侧到左侧补充控制油压，使阀芯的开口很小，可能造成打闸后危急遮断油压过高，需要更换阀芯或阀体。2.2隔膜阀隔膜阀联接着润滑油（低压安全油）系统与eh油（高压安全油）系统，其作用是当低压安全油压力降到隔膜阀的动作值时，可通过eh油系统遮断汽轮机。当汽轮机正常运行时，润滑油系统的低压安全油通入隔膜阀上面的腔室中，并克服弹簧力，使隔膜阀保持在关闭位置，堵住eh危急遮断油母管通向回油的通道，从而建立起危急遮断油压（ast）。当润滑油保护系统动作并泄掉低压安全油后，隔膜阀在弹簧力的作用下而打开，泄掉eh危急遮断油母管ast油，从而关闭所有的蒸汽阀门。隔膜阀主要故障出现在隔膜老化，盘根渗油，隔膜阀阀口不严。因此每次大修需要对隔膜阀更换膜片和盘根，通过打压试验和阀口研磨进行处理。3eh供油系统供油系统由eh油站、再生装置及抗燃油组成。主要介绍eh油泵的原理和主要故障，eh油质的控制。3.1eh油泵3.1.1 eh油泵工作原理eh油泵为恒压变量柱塞泵，它恒定的压力输出是通过出口压力变化反馈调节实现的。调节装置分为二部分：调节阀和推动机构。调节阀装于泵的上部，感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力。推动机构在泵体内部，调节阀输出的压力信号变化将转化为斜盘倾角变化，活塞产生的推力克服弹簧力来决定泵斜盘倾角，使泵的输出压力发生变化。3.1.2eh油泵主要故障当eh油系统压力波动较大时，大多数是由于主油泵的调节装置动作不灵活所致，另一方面是蓄能器存在缺陷，稳定性差。调节阀阀芯间隙很小，在0.020.03mm左右，若eh油中的杂质微粒随油进入调压阀，将阻塞间隙，造成卡涩。当调节阀芯出现卡涩时，不能及时将泵出口压力信号转换为推动机构的推力，根据阀芯卡涩的位置不同，油压可能越降越低，也可能越升越高，将阀芯冲到新的位置，从而造成泵输出压力大幅度波动。由于调压阀动作频繁，长期运行会导致阀芯和阀套的磨损，间隙增大。这样会使得压力油从压力油口通过间隙进入调节油口，导致变量油缸无法回移，泵的输出流量、压力偏低。当推动活塞发生卡涩时，调节阀输出的压力信号变化不能及时转化为斜盘倾角变化，也使泵的输出压力发生变化。另外压力油口通道堵塞，会使压力油信号失真，不能指导调压阀阀芯正常动作；调节油口通道堵塞，会使变量油缸进油、排油速率减慢，迟缓率增加；泄油口通道堵塞，会使变量油缸中的油不能及时泄走，变量斜盘一直维持小偏角，低油量无法补充系统漏损，系统油压下滑。我公司的一、二期eh油泵都为上海丹尼逊公司生产，根据运行状况进行返厂修理，保证油泵运行状态正常。同时二期eh油泵的型号已经不生产需要进行换型。3.2eh油油质的控制eh油系统是高精密调节系统，对油质要求很高，eh油系统伺服阀、电磁阀、节流孔、通道等的故障也多和油质有关。因此eh油油质控制，对于该系统的安全可靠运行至关重要。为保证eh油油质，要加强油质的监督，定期进行油质检验。要保持在线滤油，以降低eh油中的酸值，降低水和氯的含量，除去油中颗粒。此外要定期更换油动机滤芯、抗燃油泵出口滤芯、抗燃油回油滤芯、再生装置滤芯检修过程中注意保持油质的清洁。我公司eh油箱除本身自带滤油系统，另外加装了外置eh再生装置，并且保证再生装置长期稳定运行，定期进行再生滤芯和精滤滤芯进行更换，能够保证油质长期稳定，这也是保证eh系统稳定运行重要条件之一。4结束语eh油