330 MW機組EH油壓偏低原因分析

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 機組概況

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

該汽輪機的調節系統采用上海新華電站控制工程有限公司引進美國西屋公司技術生產的DEH－ⅢA型數字電液控制系統，它具有自動調節、程序控制、監視、保護等功能［1］。

高壓抗燃油電液(EH)控制系統構成如下: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，調節執行機構，危急遮斷裝置及連接相應機構的管道和閥門等。

為保證汽輪機調節系統能夠長期穩定運行，EH系統油壓應維持在14.5 MPa左右，小于11.8 MPa時聯啟備用EH油泵，大于16.2 MPa時開啟溢流閥泄壓。只有系統油壓建立起來之后，數字電液調節系統(DEH)的功能才能在此基礎上得以發揮。本文所述電廠#1機組調試過程中，就碰到了EH系統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油壓降低的因素

當首次啟動A EH系統油泵時，系統油壓在1.5～2.5 MPa擺動。油壓非常低，現場工作人員檢查系統泄漏情況，沒有發現泄漏點。

再啟動B EH系統油泵，這時2臺油泵同時運行，查看系統油壓只有 2.5～3.0 MPa，系統油壓仍非常低。

因為2臺EH系統油泵同時出現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油壓上不去的因素。

2.2 排除蓄能器泄漏引起系統油壓降低的因素

檢查系統，油箱油位正常，油箱溫度正常，油泵運行無雜音。

檢查系統泄漏情況，EH油泵、EH油管路、各主汽門、調節汽門處均無泄漏。

檢查高、低壓蓄能器，發現右側主汽門處低壓蓄能器管路表面溫度明顯偏高，作者懷疑此處發生內漏。待隔離右側低壓蓄能器后，觀察系統油壓，發現EH 系統油壓也只上升1.0 ～2.0 MPa，維持在4.0 ～5.0 MPa。

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

2.3 排除油泵出口溢流閥關閉不嚴造成系統油壓降低的因素

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

2.4 排除再生裝置內漏造成系統油壓降低的因素

繼續檢查系統，發現再生裝置入口管路表面溫度達到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嚴，將入口截止閥全部關閉后，系統油壓略有上升，達到8.0 MPa。0.5 h之后，再次測量再生裝置入口管路表面溫度，該處溫度明顯下降。但系統僅有8.0 MPa的油壓，與EH系統穩定運行油壓14.5 MPa相比，還是有很大差距，說明再生裝置入口截止閥關閉不嚴并不是造成系統油壓下降的主要原因。

通過分析了解公司層面和業務層面的控制內容和要求，可以清晰地看到兩者的不同點和共同點。公司層面控制側重于宏觀指導，原則要求，著眼于長遠。而業務層面控制側重于具體措施，操作程序，立足于實際。只有兩者緊密聯系，相輔相成，才能形成內部控制的整體。作為企業，在重點實施業務層面控制的基礎上，應高度重視公司層面控制，充分認識控制的必要性，進一步明確控制方向、內容和具體措施。同時，根據公司層面內容的變化，按照重要性原則，結合實際，適時調整、優化業務層面的控制流程或控制步驟、控制點以及權限設置。

2.5 排除主汽門、調節汽門發生內漏的因素

繼續檢查系統，發現無壓回油2管路、自動停機危急遮斷控制系統(AST)安全油和超速保護系統(OPC)安全油管路表面溫度達到45℃左右，比其他管路表面溫度(32℃)高出很多。根據經驗，在正常運行時，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到這樣高的溫度。之所以有這么高的溫度，管路內部肯定有大量EH油流過。作者懷疑10個汽門中有1個或幾個發生內漏，高壓進油經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。如果關死10個汽門高壓油進口截止閥，再啟動A，B EH油泵，發生內漏那個汽門管路的進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，關死10個汽門的高壓進油截止閥后，啟動2臺油泵運行，檢查各個汽門的進油管路與安全油管路表面溫度，未發現有溫度異常者。看來，造成EH系統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現之后，再分析油壓偏低的原因才發現問題所在:無論是主汽門還是調節汽門，它們的EH安全油都是高壓進油通過節流孔形成的。AST安全油是主汽門上高壓進油節流孔和靠近逆止閥的節流孔串聯之后，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安全油是調節汽門上高壓進油管路通過節流孔、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出現上述發熱現象，事后分析認為，并不是因為汽門發生了內漏。因為在正常運行時，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，發現的異常情況為: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，只比環境溫度略高。順著無壓回油2管路查看，發現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高壓蓄能器之間無壓回油2管路表面溫度和環境溫度差不多，都是32℃左右。

查看整個系統，連接左側高壓蓄能器高壓進油和無壓回油1管路，連接右側高壓蓄能器高壓進油和無壓回油2管路，在汽輪機的左側只能看到無壓回油1管路，在汽輪機的右側只能看到無壓回油2管路。另外，危急遮斷模塊和隔膜閥都安裝在汽輪機右側，隔膜閥截斷汽輪機EH安全油和無壓回油2管路。而危急遮斷模塊連接EH高壓進油、AST安全油、OPC安全油和無壓回油2管路。EH液壓控制系統圖如圖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管路連接的設計。

圖1 部分EH液壓控制系統圖［2］

圖1中底部5根線從下往上數: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“1”處)。而在該電廠#1機組汽輪機頭危急遮斷模塊中，圖2中的這根管子是按照圖1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圖2接到無壓回油1管路上還是實際接到無壓回油2管路上，都不會影響汽輪機組的正常調節。因為從功用上來說，無壓回油1管路的作用是把因EH系統油壓高而產生的多余EH油通過左側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油壓高而產生的多余EH油通過右側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，以達到快速關閉10個汽門緊急停機的目的。這里的EH安全油油量和危急遮斷模塊在汽輪機正常運行時所固定的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，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］

發現實際管路接法和圖1設計不一致時，有人認為這可能是EH系統油壓建立不起來的真正原因。因為沒有按照設計圖紙接管子，很可能造成本來應該由無壓回油1管路承擔的流量都要無壓回油2管路來承擔，造成EH油在無壓回油2管路中流動不暢，油流和管子壁面產生摩擦，導致管子內壁、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象，但無法解釋EH系統油壓比較低的現象。如果回油不暢的話，高壓進油的壓力應比正常值高一點，而不是當時的8.0 MPa。

3.2 排除AST電磁閥關閉不嚴的因素

在檢查系統的過程中，發現高壓進油管路表面溫度介于無壓回油2管路表面溫度和環境溫度之間，高壓進油管路有1個支管在去危急遮斷模塊之前分為3個等內徑、等壁厚的細管(圖2中標“2”處和標“3”處)。圖2中標“3”處是2個 M16×1.5 mm的管接頭，是高壓油去AST電磁閥的2個入口，而標“2”處也是1個M16×1.5 mm的管接頭，就地實際位置比較接近OPC電磁閥，在危急遮斷模塊下表面正對#2 OPC電磁閥的位置［3］。

檢查發現標“2”處和標“3”處3根細管的表面溫度都超過50℃。結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，作者分析認為，可能是AST電磁閥和OPC電磁閥關閉不嚴，導致EH油從高壓進油管路經過關閉不嚴的電磁閥直接回到無壓回油2管路中。

根據上述分析，造成AST電磁閥和OPC電磁閥關閉不嚴的原因，很可能是EH油中混入了雜質。因為該機組為新建機組，在建設過程中不可避免地會混入一些雜質。為了驗證這個想法，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EH油泵，汽輪機掛閘，AST電磁閥和OPC電磁閥全關，EH系統油壓還是只有9.0～10.0 MPa。可見，EH系統油壓低的根本原因也不是AST電磁閥和OPC電磁閥關閉不嚴。因為在以往的調試實踐中，即使不掛閘，在AST電磁閥全開的情況下，油泵運行時系統油壓都可以穩定在14.5MPa。

3.3 問題發生在OPC電磁閥入口細管中［4－7］

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

回顧以往的調試經驗，很多電廠的同類危急遮斷裝置上都沒有這樣的通往OPC電磁閥的高壓進油細管。如果接這根管子，就是用小流量的高壓進油通過OPC電磁閥的開關來控制大流量的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電磁閥的開關來控制其余大流量的OPC安全油。看來，接或不接這根管子并不會對機組運行產生什么影響。如果按照圖1的設計保留該管，就應該像其他2根細管一樣加工1個一模一樣的節流孔。就地檢查這根細管時，發現沒有在進電磁閥之前安裝節流孔，而這個因素造成了高壓進油直接和無壓回油2管路相通，引起EH系統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的高溫。節流孔只有1.5mm的孔徑，還要能承受EH油很高的壓力，一時之間很難加工。最后決定，還是采用圖1的設計，找來一塊外徑和細管內徑相等的圓鐵片堵住這根管子，再把細管接到危急遮斷裝置上。啟動油泵，無論掛閘還是不掛閘，EH系統油壓都建立起來了，達到了穩定運行的要求。通過調節系統油壓，系統油壓穩定在14.5MPa。

4 結論

EH系統油壓建立不起來，有多方面的原因:

(1)系統中有漏點。在啟動油泵之前，應仔細檢查系統，杜絕焊接、高低壓蓄能器和油凈化再生裝置等發生泄漏的情況。

(2)EH油泵出力不足。這種情況的發生，可通過同時啟動2臺油泵的方法進行驗證。如果2臺油泵運行，系統壓力還是上不去，就應該檢查其他方面。

(3)EH油泵出口溢流閥關不嚴。啟動油泵之后，可以來回活動溢流閥，觀察系統壓力變化情況。根據系統壓力變化情況，判斷溢流閥開關情況。

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

(5)系統內發生泄漏。此次系統壓力建立不起來，就是因為在進OPC電磁閥之前高壓細管路中少安裝了1個節流孔。節流孔雖然是一個很小的零件，但在汽輪機EH系統中卻發揮了至關重要的作用。

節流孔不只在EH系統中發揮著至關重要的作用，在其他油系統中的作用也是十分重要的，例如，潤滑油系統中的復位電磁閥中也安裝有節流孔。這些節流孔的數量和安裝位置都要在機組安裝過程中仔細檢查，確保節流孔的正確安裝是汽輪機油系統發揮其作用的重要保證。

［1］肖增弘，徐豐.汽輪機數字式電液調節系統［M］.北京:中國電力出版社，2003.

［2］王爽心，葛曉霞.汽輪機數字電液控制系統［M］.北京:中國電力出版社，2003.

［3］高明.330 MW機組EH油流量增大的原因分析及處理［J］.華電技術，2011，33(6):67 －67.

［4］呂富周，馬保會.330 MW汽輪機EH油系統壓力降低分析及處理［J］.華電技術，2010，32(6):61 －62.

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［6］吳景峰，葉寶娟，徐仁軍.抗燃油酸值升高的原因分析及預防措施［J］.華電技術，2008，30(11):53－54.

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