托电号机调速系统EH油泵电流异常原因分析及处理(国际 托电).doc

托电7号机调速系统EH油泵电流异常原因分析及处理王玉和1 王刚2 仲维辉3 于海东4 徐军锋5(内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司,内蒙古 托克托县, 010206)摘要：当前我国大型机组的调速系统一般均采用电液调节，并将抗燃油作为液压系统的工作介质。电液调节系统根据机组运行状况和外负荷变化的要求发出调节阀开度指令，再转换为可变的控制电流，送至电液转换伺服阀，再转换为液压控制信号，通过油动机控制调节阀的开度按指令变化。其中电液转换伺服阀是调节系统的心脏，电液转换伺服阀的正常运行将决定机组运行的安全性。本文通过分析机组抗燃油泵的电流异常，提出抗燃油油质的劣化将造成伺服阀内部滑阀的腐蚀，从而影响到伺服阀的正常运行，引起机组异常。主题词：抗燃油、电阻率、腐蚀中图分类号： 文献标识码： 文章编号：The Reason Analysis And Processing Of EH Oil Pump Electric Current Exceptionally Of The Velocity Modulation System Of Unit 7 In Tuoktuo Power GenerationWangyuhe1 Wanggang2 Zhongweihui3 Yuhaidong4 Xujunfeng5（TUOKETUO POWER CO.,LTD，Huhehaote 010206,China）Abstract: The current our country large-scale units velocity modulation system uses the battery solution adjustment generally, and takes the anti-fuel oil the hydraulic system the actuating medium.The battery solution governing system basis unit movement condition and outside shoulders the change the request to send out the regulating valve opening instruction, again transforms into the invariable controlling current, delivers to the battery solution transformation servo valve, again transforms into the hydraulic control signal, passes fries in oil the motive to control the regulating valve the opening according to the instruction change.Battery solution transformation servo valve will be the governing system heart, the battery solution transforms the servo valve the normal operation to decide the unit movement the security.This article is unusual through the analysis unit anti-fuel pump electric current, proposed the anti-fuel oil oil material deterioration will create the servo valve interior slide-valve the corrosion, thus will affect the servo valve normal operation, will cause the unit to be unusual.Key words: fire-resistant fiuid;resistivity; corrosion;0 引言当前，生产力的不断发展使工业生产和人们的日常生活对电能的需求量越来越大，促使电力企业不断腾飞和发展。越来越多的高参数、大容量火力发电机组逐步投入运行，对相应的控制系统的性能要求也越来越严。汽轮机调速系统的作用是保持汽轮机在额定转速下，外界负荷变化时，及时地调节汽轮机的进汽量，以适应电力负荷变化的需要。否则当转速变化很大时，会使汽轮机严重地偏离设计工况，使效率降低。调速系统还保证当汽轮发电机组突然甩掉负荷时，汽轮机的转速不超过保安装置动作转速，使汽轮机保持空载运行，以便能迅速地带上负荷，如果转速超过保安装置动作转速，将引起危急保安器动作，使汽轮机停机或转速下降，增加重新并网前的操作时间甚至导致事故扩大，更危险的情况是万一危急保安器不动作，可能引起飞车事故当前我国大型机组的调速系统一般均采用电液调节，并将抗燃油作为液压系统的工作介质。电液调节系统根据机组运行状况和外负荷变化的要求发出调节阀开度指令，再转换为可变的控制电流，送至电液转换伺服阀，再转换为液压控制信号，通过油动机控制调节阀的开度按指令变化。其中电液转换伺服阀是调节系统的心脏，电液转换伺服阀的正常运行将决定机组运行的安全性。1 托电7号机EH油系统的异常情况内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司（下称托电）7号机是东方汽轮机厂生产的60万千瓦机组，于2005年建设， 2006年正式投运，其调速系统是东方汽轮机厂配套，采用介质是AKZO公司的抗燃油。在2009年运行中发现抗燃油主油泵电流持续上升的问题。当时经更换伺服阀后电流恢复，但运行不足一月抗燃油主油泵电流又持续上升，针对这种现象，托电汽机专业经过分析，针对抗燃油油质，伺服阀本身部件情况进行认真的分析，并委托西安热工研究院有限公司利用相关仪器着重分析，查找原因，并制订出相关处理方案。#7机从投运以来，其调速系统运行一直比较稳定，但从2009年 11月开始抗燃油主油泵电流逐渐上升，从 11月 10日开始，到11月 23日.由 32A上升至54A ，当时分析是伺服阀发生泄漏，于11月25 日更换伺服阀后，油泵电流恢复到32A，但从 11 月25 日开始，油泵电流又重新以每天约1安培的速度上升，至12月6日 已升至42A左右，而且还在持续上升，但厂内已无伺服阀备件可换，采购周期也来不及，如果抗燃油主油泵电机电流持续上升超过电机规定时直接会导致油泵停运，整个调速系统会停运，造成停机，对电厂的安全运行危害极大，需要尽快查明原因，及时处理。2 异常原因分析主油泵电机电流持续上升，通过分析还是伺服阀发生泄漏，导致油泵流量增加，引起油泵负荷增大。但是伺服阀是新换的，而且油泵电流还在持续上升，说明伺服阀泄漏量在逐渐增大。是什么原因使新换的伺服阀这么快就发生泄漏？ 经与西安热工研究院技术交流分析后，确认是伺服阀发生电化学腐蚀导致其发生泄漏，而引起伺服阀发生电化学腐蚀的主要原因就是调速介质抗燃油的电阻率指标过低，电阻率越低，伺服阀电化学腐蚀就越严重。2.1 引起电化腐蚀的抗燃油指标分析对托电8台机组10月份抗燃油的电阻率、酸值和混油进行对比，见下表1表1 10月份抗燃油的电阻率、酸值和混油项目#1机#2机#3机#4机#5机#6机#7机#8机电阻率/cm10101.061.894.911.103.870.850.791.06酸值/mgKOH/g0.0100.011 0.024 0.065 0.018 0.158 0.122 0.010 混油试验无油泥无油泥无油泥无油泥无油泥有油泥有油泥有油泥由于#6机抗燃油已经进行更换，所以已不是主要问题，综合比较，#7机抗燃油的电阻率较低，酸值较高，而且混油试验有大量油泥产生，其综合性能比较差。电阻率是抗燃油的一项非常重要的电化学性能控制指标，如果油在运行中该项指标小于6.0109cm，就有可能引起油系统调速部套的电化学腐蚀，尤其是在伺服阀内由于其流速及油流形态的变化，极易发生电化学腐蚀，导致伺服阀的卡涩、内漏及油泵负载电流加大的问题。#7机的电阻率虽然在标准范围以内，但标准是针对全国电厂，范围有些过宽，电阻率随温度变化非常明显，伺服阀处油流的实际温度和状态不尽相同，在其位置的电阻率也不同，有可能已经引起电化学腐蚀。#7机虽然已经更换伺服阀，但由于其抗燃油已发生劣化，极易发生电化学腐蚀，新的伺服阀很快发生电化学腐蚀，导致油泵电流不断增加。根据西安热工研究院分析，调速系统经常发生问题的主要原因是抗燃油的电阻率下降、不合格引起伺服阀的电化学腐蚀问题。新油的电阻率一般不会有问题，然而当新油运行一段时间后（一般2年后）就会劣化变质，产生酸性化合物和带颜色的醌类化合物，如果采用了硅藻土或氧化铝等吸附再生设备，能控制油的酸值，但除不去油中带颜色的醌类物质（弱极性物质），随着醌类物质的不断积累，油的颜色会越来越深，油的电阻率也就越来越低，低到一定程度就会产生伺服阀的电化学腐蚀，从而影响伺服阀的正常工作。电化学腐蚀对于部件来说是一种不可修复的损坏。其腐蚀的结果是不得不频繁更换被腐蚀破坏的性能无法满足要求的部件，如伺服阀的更换等。如果机组长期运行不能停机检修更换这些损坏了的伺服阀，就可能影响机组调节系统的性能，严重时会危及机组的安全运行。伺服阀阀芯及阀芯上电化学腐蚀见图1、2、3. 伺服阀芯在电子显微镜下可观察到波纹、小谷形、深的小坑和沟槽。这些不规则的小坑就是电化学腐蚀造成的。图1 伺服阀阀芯的整体外观图2 部位1的500倍率放大图图3 部位2的1000倍率放大图混油实验时出现大量油泥，主要是运行油中可能存在大量的溶解状态的油泥，当补加新油时，瞬时改变了旧油中油泥存在的高酸值的条件，溶解性油泥在低酸值下油中的溶解度降低，所以会使油泥在短时间内大量析出。混油不当，就会产生大量油泥，使油中的颗粒度大幅增加，堵塞系统的吸油滤网，使油泵供油不足，系统油压下降，阻塞精密部件的油流通道，卡涩伺服阀，严重时会造成机组重大事故，油泥沉积到冷油器，会影响冷油效果。#7机的抗燃油酸值较高，在0.122mgKOH/g，虽然在0.15mgKOH/g的运行油指标以内。一般来说酸值超过0.1mgKOH/g以上油质就不稳定。酸值越高、升高的速度也就越快。所以在运行中酸值最好控制在0.1mgKOH/g以下，越低油质越稳定。由于调速系统均采用不锈钢材料，所以酸腐蚀不是主要问题，而主要问题是酸值升高，说明油已变质，油中有劣化产物生成，这些劣化产物会不同程度的影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能。由于影响油的电阻率的杂质主要是极性液体杂质，混油实验时出现大量油泥，主要是运行油中可能存在大量的溶解状态的油泥，这都不是固体杂质，采用提高过滤器精度和真空的方法解决不了此类问题。而托电#7机目前采用的正是硅藻土再生设备和真空过滤设备。通过电厂自身的设备已不能解决这个问题。通过以上分析，引起托电#7机抗燃油油泵电流升高的最终根源是抗燃油已发生劣化，对伺服阀产生电化学腐蚀，造成伺服阀产生泄漏，导致油泵的负荷增大，引起电流上升。2.2 针对劣化油质提出的处理方案针对上述原因，主要是尽快将劣化的抗燃油通过各种物理及化学的方法恢复其各项指标。最后经过各项对比，采用西安热工研究院生产的抗燃油在线再生脱水装置对其抗燃油进行处理，恢复其性能，使伺服阀的电化学腐蚀不再进行，伺服阀的泄漏量不再增加，油泵的电流也就维持在稳定范围。待以后条件许可时，更换伺服阀，使油泵的电流恢复到原始范围。3 抗燃油油质处理效果及相关数值统计西安热工研究院生产的抗燃油在线再生脱水装置再生原理是采用的强极性硅铝吸附剂，其具有很强的分子极化作用和吸附性能，它能将其他吸附剂不能吸附的分子如醌、酚类物质分子极化后吸附除去，除去极性液体杂质和溶解状态的油泥，还能有效的除去酸性物质，使油的酸值始终保持在新油的水平（0.03mgKOH），使油的电阻率提高并保持到新油的水平之上（11010cm），还能使油的颜色保持在很低的色级。抗燃油在线再生脱水装置还具有脱水、过滤功能，保证抗燃油的水分和颗粒度指标达到运行油质量要求。抗燃油在线再生脱水装置于2009年12月7日投运，对#7机抗燃油主油箱的抗燃油进行处理，同时对油泵电流进行监测。投运12小时内，油泵电流增长速度降低一半，24小时后，油泵电流基本维持不动，持续运行该装置，油泵电流已不再增长，具体变化见图4。图4 油泵电流随时间变化图在处理过程中，同时进行混油实验监测，通过10多天运行，更换3组再生滤芯后，混油实验已经合格，油的颜色也明显变浅变黄，油处理前后性能参数见表一表2 油处理前后性能参数项目酸值mgKOH/g电阻率cm1010水分mg/L颗粒度NAS1638 级外观处理前0.1220.767555透明处理后0.0212.2635透明质量指标0.150.610006透明通过以上附图和数据可以看出，处理后混油实验已经合格，抗燃油油泵电流已不再增长，基本维持在43安培左右，完全解决了这两个问题，而且处理后的油质比