降低汽輪機遮斷電磁閥故障的原因分析及措施

姚桂琴

摘要：本文從日常工作經驗出發，對汽輪機遮斷電磁閥故障的原因進行了分析，并針對本廠實際情況提出了防范措施。

關鍵詞：遮斷電磁閥；故障；原因；措施

高壓遮斷電磁閥組是汽輪機液壓控制系統中最重要的組成部分之一。它對機組建立高壓安全油壓、保證機組安全停運都起到了至關重要的作用。

高壓遮斷電磁閥組由6YV、7YV、8YV、9YV四只電磁閥組成，采用串接兩組并聯的典型設計。正常情況下，四只電磁閥全部長期帶電，建立起穩定的高壓安全油壓；當保護動作時，只要兩組電磁閥各有一只失電，就會造成壓力開關5PS、6PS的合通，從而泄掉機組安全油，實現機組跳閘。

包頭二電廠有2×200MW、2×300MW共計4臺機組，在機組運行過程中，由于高壓遮斷電磁閥故障，大大增加了檢修、運行人員維護工作量，影響機組穩定運行參數，有可能直接造成停機事故導致機組解列，從而給電網穩定運行帶來影響。

一、遮斷電磁閥故障發生情況

從2015年8月到2016年3月，包頭二電廠汽輪機高壓遮斷電磁閥共計發生故障5次，雖然熱工人員及時更換了電磁閥，但不能從根本上解決問題，給機組安全穩定運行帶來了很大隱患。因此，研究遮斷電磁閥故障的原因，制定相應措施是必要的。

二、遮斷電磁閥故障的原因分析

1.電磁閥油路雜質含量較高

2015年11月，#2機組停機后對高壓遮斷電磁閥結構進行檢查，發現閥內油路滑塊出現卡澀，未泄去閥內建立起的油壓，導致滑閥前后不平衡壓力被破壞。通過對油質和設備運行狀況的分析，滑塊發生卡澀的原因有以下幾點：

（1）電磁閥油路雜質較多，固體顆粒較大，在電磁閥內由于速度減慢而沉積在油通道內，造成油路滑塊卡澀。另外，抗燃油固體顆粒的增加，使其對閥內金屬表面沖刷加劇，造成金屬表面機械劃傷，使金屬之間的摩擦增大，滑塊卡澀。

（2）抗燃油水分較多，長時間運行，油質惡化，潤滑效果降低。在油壓、水分較高的情況下，會導致油路金屬表面被腐蝕，出現卡澀。

2.電磁閥工作環境溫度持續過高

通過對遮斷電磁閥故障原因分析，發現一部分電磁閥線圈燒毀。我廠#2汽輪機遮斷電磁閥組離汽輪機主體的距離較近，只有5米左右，由于廠房空氣流通較差，加之機組運行散熱較大等不可控因素，能明顯感覺機組遮斷電磁閥工作環境較為悶熱；與之相比，我廠#4汽機廠房則空氣流通較好，體表感覺電磁閥工作環境溫度適中，#4機組遮斷電磁閥近年來也未發生線圈燒毀的現象。經測量，#2機組高壓遮斷電磁閥平均工作環境溫度為31.4℃，電磁閥線圈外殼溫度為91.1℃；#4機組高壓遮斷電磁閥平均工作環境溫度為28.5℃，電磁閥線圈外殼溫度為70.8℃。由此可見，環境溫度對電磁閥溫度的影響較為明顯，是導致電磁閥線圈燒壞、造成故障的主要原因。

3.電磁閥線圈外殼材質不合適

2016年1月，在遮斷電磁閥線圈燒壞原因分析中發現，我廠20萬#1機組遮斷電磁閥與發生故障的#2機組遮斷電磁閥處于同一汽機廠房，環境溫度基本相同，而#1機組遮斷電磁閥近年來罕見線圈燒毀現象。經過進一步分析，我廠#1機組遮斷電磁閥使用的是Rexroth廠家生產的型號為R901008688的電磁閥，其線圈外殼為鐵殼；而#2機組遮斷電磁閥則使用Parker廠家生產的型號為D1VW020BVZPM82XB510的電磁閥，其線圈外殼材質為膠木質。通過對運行中的#2機和#1機高壓遮斷電磁閥進行測溫，#1機遮斷電磁閥線圈外殼平均溫度為63.7℃，而#2機遮斷電磁閥線圈外殼平均溫度為91.1℃，兩者相差27.4℃，遮斷電磁閥溫差較為明顯。通過查閱資料，得知膠木和鐵的導熱系數分別是（導熱系數是指在穩定傳熱條件下，單位厚度材料兩側存在溫差的情況下，1秒鐘內通過1平方米面積傳遞的熱量）：膠木：0.1884（W/mk），鐵：46.8-58.6（W/mk）。導熱系數越高，越易于傳導熱量，物體材料兩側的溫度差就越大。由此可見，膠木的導熱系數極低，所以膠木質的外殼不利于遮斷電磁閥線圈產生的熱量散發出來，因此遮斷電磁閥的膠木外殼材質不利于散熱，是電磁閥線圈燒壞造成故障的主要原因。

三、降低遮斷電磁閥故障的措施

1.安裝波爾濾油機

根據包頭二電廠實際情況，#2汽輪機零米主油箱旁安裝了波爾濾油機取代原有濾油機，過濾汽輪機油內顆粒物雜質。經過一段時間的過濾，汽輪機油中所含顆粒度由8級降低為6級，顆粒度含量明顯降低，濾油作用較為明顯，汽輪機油中顆粒度含量降低至合格水平。

2.降低#2機遮斷電磁閥工作環境溫度

增強汽輪機機組機頭位置空氣流動性，保證每日持續開窗通風，降低電磁閥工作環境溫度；建立每日溫度檢查責任制，確保責任落實到人。

3.更換遮斷電磁閥型號

將之前#2機使用的Parker廠家生產的型號為D1VW020BVZPM82XB510電磁閥，更換為Rexroth廠家生產的型號為11901008688的電磁閥。前者線圈外殼為膠木質，而后者線圈外殼材料則是鐵質，提高電磁閥線圈外殼材料的散熱性能。

4.加強定期檢查和維護工作

熱工人員應加強對汽輪機高壓遮斷電磁閥系統的檢查和檢測，便于及時發現問題、解決問題；正常機組停運、大小修時做好DEH系統相關實驗，確保安全；有進一步的系統改造、運行參數變化的情況及時與運行人員進行溝通。

通過以上防范措施，我廠四臺機組運行至今，高壓遮斷電磁閥故障率降低至0，消除了因遮斷電磁閥故障給機組帶來的安全隱患，減輕了檢修人員和運行人員的設備維護工作量，使我廠機組運行的安全性、穩定性、經濟性進一步增強。

四、結束語

隨著電力事業和高科技的快速發展，發電設備日趨高度自動化和智能化，發電機組的安全性、可靠性變得日益重要。針對高壓遮斷電磁閥故障問題，我們要善于總結分析，查找原因，將故障發生率降到最低。我們還要做到盡早檢測、發現故障，及時控制和排除故障，避免其進一步擴大，為機組的安全運行把好關。