300MW汽轮机EH油系统故障的原因分析和防范措施_汽轮机工作原理
时间：2019-05-01 03:14:11 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】沙角A电厂300MW汽轮机是上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造的N300－16.7/538/538型机组。其调节系统的工作介质是高压抗燃油，EH油系统在汽轮机控制系统中具有很重要的作用，它出现故障将直接影响到机组的安全稳定运行，机组自投入运行以来，EH油系统发生了不少异常和故障，主要有电液伺服阀故障、EH油系统泄漏、EH油系统压力下降等故障。为了保证EH油系统的安全稳定运行，本文对沙角A电厂300MW机组的EH油系统所出现故障的原因进行分析并提出了故障的防范措施。
【关键词】EH油系统；故障；原因分析；防范措施
1.概述
1.1EH供油系统的特点
沙角A电厂300MW汽轮机是上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造的N300－16.7/538/538型机组。其中调节系统的工作介质是高压抗燃油（化学名为三芳基磷酸脂，简称EH油），其供油系统采用高压变量柱塞泵－溢流阀系统模式，供油系统由高压变量柱塞泵（2台，一台运行、一台备用）、溢流阀和蓄能器实现油泵连续稳定供油，EH油系统的工作压力由柱塞泵流量针型阀整定（我厂整定为14.5±0.5MPa）。在供油管道上装设5个高压蓄能器（EH油箱旁一个，汽轮机阀门左右两侧各2个），其作用是在汽轮机阀门在大幅调整时，利用蓄能器吸能蓄压，稳定供油系统压力，减少供油管道振动；同理，在EH油有压回油管两侧各安装2个低压蓄能器，在汽轮机阀门大幅波动时，吸油蓄能，以维持回油压力正常，减少回油管道振动。
1.2EH油的特性
EH油外观透明均匀，无沉淀物，新油略呈淡黄色。其密度大于1，一般为1.11－1.17。由于其密度大，因而有可能使管道中的污染物悬浮在液面而在系统中循环，造成某些部件堵塞和磨损。其闪点大于240℃，自燃点远大于透平油，一般在600℃左右。EH油还具有低的挥发性和很好的润滑性，并且具有优良的抗磨性能。但是EH油也一样存在一些缺点：价格偏高；密封用非金属材料有一定的选择，如使用不合适的材料将会发生溶涨、腐蚀现象，导致液体泄漏、部件卡涩或者加速磷酸酯的老化；磷酸酯还有一个溶剂效应，能除去新的或者残存于系统中的污垢，被溶解部分留在液体中，未溶解的污染物则变得松散，悬浮于整个系统中；其次，磷酸酯和所有的酯类一样，在一定的条件下能水解生成腐蚀性的有机酸，析出沉淀物；另外EH油在高温下会急剧老化造成导电率过大、发生氧化和热裂解、酸值增加或者产生沉淀，增加颗粒污染。
2.EH油系统故障的原因分析
2.1EH油系统压力下降
EH油系统压力下降的主要原因有：
*系统溢流阀整定值偏低或者误开；
*运行泵故障或出力不足；
*油系统中存在非正常的泄漏，主要有：
*TV、GV、RSV、IV快速卸荷阀未关严；
*电液转换器内漏严重；
*油动机活塞由于磨损、腐蚀，造成密封不严，漏流增大；
*EH油系统泄漏。
2.2电液伺服阀故障
2.2.1油中大颗粒杂质进入
伺服阀是一种很精密的元件，一般MOOG阀最小通流线性尺寸仅为0.025~0.05mm，因而对油质要求非常高。检修环境不清洁，密封件老化脱落，EH油对油箱、油管内壁上有机物的溶解和剥离，金属间摩擦所产生的金属碎进入EH油中。
2.2.2油质劣化
EH油是一种人工合成的物质，在使用中极易劣化，主要表现为污染颗粒度的增加和酸值升高，使油质性能下降。EH油污染颗粒度的增加，油中杂质堵塞电液转换器的喷咀，极易造成伺服阀卡涩，同时，摩擦、酸性腐蚀造成滑阀的凸肩、滑块与滑座之间磨损，使滑阀相对阀座之间的间隙增大，使漏流量增加。EH油的酸值的升高，酸性油液对喷咀室、通道及节流孔等的腐蚀作用，特别是对伺服阀阀芯及阀套锐边的腐蚀，这是使伺服阀泄漏增加和导致油动机不受控制的主要原因。
EH油局部过热就可能发生氧化或热裂解，导致酸值增加或产生沉淀，增加颗粒污染，温度升高还使油的电阻率降低，对电液转换器的电化学腐蚀加剧，密封件加剧老化。
EH油是一种磷酸脂，和其它脂类一样都能水解，磷酸脂水解后生成磷酸根和醇类，所产生的酸性产物又进一步催化水解，促进敏感部位的腐蚀。而且三芳基磷酸脂对周围环境中的潮气吸附能力很强，在南方的霉雨季节，可能使EH油的含水量增大，使水中的酸性指标增加，导电率增大，这会引起电液转换器的腐蚀。
2.3EH油系统漏油
EH油外漏，主要原因有：
EH油管长期异常振动引起EH油管断裂暴漏后果尤为严重，造成我厂好几次非计划停运。
2.3.1EH油管路有些分布在高温区域，容易造成O型密封圈受热老化断裂。这种现象在汽轮机调门的O型密封圈上经常发生，我厂＃5机在2004年上半年开始，由于两侧主汽门法兰漏气造成调门油动机温度高达160℃，先后有五个调门处的O型密封圈损坏漏油；
2.3.2EH油管路和汽轮机调门座、油动机连接着，由于受热膨胀和长期受到振动，可能会由于接头的预紧力不足，造成接头松脱；我厂＃5机曾出现因紧力不够造成接头松动导致压力油大量喷油，幸亏处理迅速及时，才避免造成停机事故。
3.EH油系统故障的防范措施
为了确保EH油系统的正常运行，针对系统的故障制定如下相应的防范措施：
3.1解决EH油油质下降的问题
由于EH油油质下降是引起EH油系统故障的主要原因，加上我厂位于南方沿海，空气湿度大，雨季较长，我厂定期对EH油进行取样化验，如发现油质异常，即进行虑油或者换油，以保证EH油质正常，除此之外，还要加强对系统的日常维护，EH油的日常维护工作包括系统的清洁、检查、更换EH油等措施，以减小EH油油质下降的幅度。
3.1.1EH油系统的清洁
EH油系统应进行定期的清洁，扫除外表的灰尘油污，以便于在执行零部件更换操作时，确保有清洁的工作环境，对于检修中新安装的EH油管道要进行吹扫，防止残留于管道中的杂质进入EH油系统。加强化学监督，要定期进行油质化验，不合格的油绝对不能进入EH油箱，不同厂家的EH油也不要混用，并及时进行EH油滤油工作，保证EH油的油质。 3.1.2改善油动机的工作环境
将EH油管及油动机门座外露于空气中，合理安排EH油管路，汽缸采用隔热效果良好的保温材料，现在我厂在油动机与汽缸之间加装冷却装置，防止EH油系统中由于对流或热辐射而存在局部过热点；在机组运行中，加强对EH油管及油动机周围的温度监视，发现有温度异常应立即分析其原因并进行处理；一般情况下，机组停运后，EH油系统应保留运行，防止刚停运时汽轮机的高温造成部分残留在油动机组件里的EH油高温氧化和裂解。
3.1.3加强油质管理
造成EH油系统故障的最主要的原因就是EH油的油质污染、老化。加上造成EH油污染的原因较为复杂，所以在运行中加强油质管理就成了保证EH油品质的最有效的手段。要对原始的油液进行检验，检验不合格的EH油一律不准用于电液控制系统；在运行过程中要定期化验油质，特别是EH油的颗粒度等级达到表1-1的标准和酸值KOH应小于0.2％两个指标，如发现油质异常，即进行虑油或者换油，严防污染颗粒进入EH油系统；同时加强EH油的进货渠道，补油时要使用专用的滤油设备，在系统中安装在线运行的再生装置并保证其长期投入运行。
表1-1GB/T14039-1993抗燃油污染等级规定
等级代号 每毫升抗燃油中的固体颗粒数
大于5μm 大于15μm
超过 小于等于 超过 小于等于
16/13 320 640 40 80
16/12 320 640 20 40
16/11 320 640 10 20
16/10 320 604 5 10
15/12 160 320 20 40
15/11 160 320 10 20
15/10 160 320 5 10
14/11 80 160 10 20
3.2加强对EH油系统的检查和定期试验
为了保证EH油系统的连续运行和避免因EH油系统的故障而造成机组的故障停机，必须遵循定期检查及试验规程；检查内容包括运动部件的磨损、超温、不对中、振动、液位及危急遮断功能等。
*EH油系统运行时应加强对EH油箱油位、油温、EH油泵出口压力、滤网压差、再生装置滤芯压差的检查；
3.3 加强检修、安装质量
3.3.1O型密封圈是EH油系统中重要的密封件，它的损坏直接造成EH油外漏，而且它的损坏后的杂质还会对EH油产生污染，应用在EH油系统中的O型密封圈必须采用氟化橡胶，不得采用其它橡胶材料代替，并且要求在安装前应对O型圈进行认真检查，防止有缺陷的O型圈被安装至系统中。
3.3.2对于管道和焊口利用每次大、小修的时候，对EH油系统的所有高压油管、焊口及弯头进行测厚和放射线检查，发现管壁变薄或焊口有缺陷即进行换管处理；对于压力表及其接头，除了上面3.3.1点所述O型圈问题外，压力表的质量应该严格把关。
4.结论
EH油系统在汽轮机控制系统中具有很重要的作用，它出现故障将直接影响到机组的安全稳定运行。从我厂的EH油运行十几年的情况来看，其故障发生的主要原因是由于油质下降、工作环境温度和O型密封圈的质量引起，只要加强日常维护和巡检，加强化学监督，保证所使用产品的质量符合要求和执行适当的防范措施，EH油系统完全可以保持长期正常运行，许多因此而起的故障也是可以避免的。
