#2主機EH油系統國產化改造研究與實踐

王棟材+孟昊都

摘 要：南陽鴨河口發電公司#1、#2主機EH油系統制造商為瑞士ABB公司，因設計原因和設備老化，主機EH油系統多次發生設備異常，中壓主汽門油動機因設計裕量不足，機組投運至今，發生中壓主汽門打不開或異常關閉現象達30多次，甚至被迫停機處理。經過綜合評估、分析和治理，對#2主機EH油系統進行國產化改造，避免發生主機EH油系統各類異常，提高主機可靠性水平。

關鍵詞：EH油系統；國產化；研究與實踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.096

1 概述

南陽鴨河口發電有限責任公司#2機組主機原制造商為ABB公司， 額定負荷350MW， 汽輪機為DK3Y---20104，亞臨界參數，單軸、三缸雙排汽，具有一次中間再熱的反動凝汽式汽輪機。液壓控制系統采用ABB S90型，其電液功能由電子系統PROCONTROL-P協調為數字電液控制系統（DEH），可以實現汽機掛閘、汽輪機啟動、同步和加負荷、汽輪機的負荷調節、汽輪機停機、超速保護功能、快速、可靠地遮斷機組進汽、運行中或停機狀態下的試驗等多種功能。

2 存在問題及研究

自投產以來，因設計原因和設備老化，#1、#2主機EH油系統多次發生設備異常，給機組正常帶負荷和安全運行帶來嚴重隱患。通過技術人員對問題的統計匯總，利用技術交流，與國內液壓系統設計人員探討，原液壓系統原理和設計思路存在弊端，亟需優化改造。

（1）中壓主汽門油動機設計裕量不足，在機組運行或試驗中出現打不開的現象，自機組2001年至今已發生30多次，曾經被迫停機處理。因中壓主汽門油動機和高調門油動機的控制油均為安全油，當機組一次調頻動作時，高調門開啟時影響安全油壓；中壓主汽閥油動機板閥水平設置，密封面易漏流；主汽門活動試驗關閉后，油動機開啟力不能克服閥碟前后的蒸汽壓差，均會造成中壓主汽門異常關閉。

（2）高調門油動機出現調節失靈，機組負荷突升或突降，造成機組振動大，相繼出現#1、#2、#4高調門油動機調節失靈，造成#1軸振X向由67um突升至260um，機組險些跳閘。原設計油動機與閥桿連接塊關閉時采用彈簧緩沖，彈簧調整塊振動松脫失效，造成調節失控。

（3） EH系統油溫高，抗燃油油酸值難以控制。抗燃油酸值長期不達標，酸值難以控制在0.15mgKOH/g以下，酸值最大達到0.40mgKOH/g。分析為原供油裝置體積大，螺桿泵的功耗高，泵的大部分出功均作為油的發熱耗散從而造成油質的持續惡化，同時因容積大使得原配置的過濾循環周期長也是油質不能維持的原因。

（4）維保費用高。油箱維持正常油位需3000升，因酸值控制難度大，每更換一次費用需60萬元，每年投入的油品再生費用約20萬元。

3 改造思路

為提高機組的運行中的可靠性，對原有的調速系統中的控制器和超速跳閘裝置，閥門操縱機構和抗燃油供油裝置等落后設備進行升級，實施優化改造。

（1）解決中壓主汽閥執行機構故障關閉問題，更換油動機及執行機構，油動機的出力增加1.5倍，提高中壓主汽閥的安全穩定性。考慮原調節系統液壓原理中部分安全油參與閥門的調節控制，在機組參與一次調頻期間會引起安全油壓不穩定。優化液壓原理：將控制油與安全油分開，在機組頻繁調節過程中的控制油與安全油互不干擾。

（2）解決高壓調節閥油動機快關緩沖問題，更換油動機及執行機構；將原來機械式的快關緩沖更改為液壓式緩沖，更加有利于執行機構的裝配與維護，且緩沖性能更加的穩定。

（3）為解決油質不達標問題，更換供油裝置，將螺桿泵更換為恒壓變量柱塞泵，系統油壓由4.0MPa提高至14.0MPa，降低系統用油量及功耗，并配置高效的冷油器、油再生裝置等設備；系統總油量約800L，主油泵功率30kW，額定流量100L/min。

（4）增加高壓遮斷模塊獨立控制系統安全油；保留原機械保安機構，增加機械保安機構與安全油接口裝置，以保證系統對機組轉速異常的連鎖保護。高壓遮斷模塊集成OPC、AST裝置以及安全油監視、保護壓力開關組件。如圖1。

（5）考慮系統運行穩定性的要求，將比例閥更改為伺服閥。在調節閥油動機前增加進油濾油器，可以實現油質過濾及檢修隔離，確保伺服閥穩定運行。為實現快速調節的需要，系統壓力油管路增加高壓蓄能器組件，用于穩定快速調節工況下系統壓力波動。如圖2。

4 改造實施階段

項目前期進行了四次項目協調會、外出調研、設備訂貨、圖紙會審等準備工作。30天進行了圖紙設計論證，90天進行油動機的加工和裝配，30天的設備安裝，10天的設備調試。在實施過程中，設備到貨晚、管件裂紋、電磁閥供貨型號有誤、汽輪機本體檢修交叉作業等不利因素，施工過程質量控制有序，油循環三天油質顆粒度達到NAS4級，冷態調試一次成功，各項功能投入正常，閥門關閉時間符合設計規定，機組啟動并網后解列做超速實驗成功，系統連續投入運行。

5 改造評價效果

#2主機EH油系統國產化改造自2015年6月投運至今，沒有再發生過以往油壓頻繁波動、高調門動作異常、中主門運行中關閉等故障，主機EH液壓系統運行穩定，閥門狀態正常，解決了長期困擾機組安全生產的隱患。

6 經驗分享

前期設計階段提出由隔膜閥控制危急機械遮斷模塊，因存在膜片破裂引起機組故障頻發，推薦使用原機械遮斷模塊，考慮到液壓油4MPa提升至14MPa，需解體檢修和打壓測試，試驗結果表明，危急械遮斷模塊壓力變送器因承壓不足破裂，經現場加工和焊接，才得以恢復。

施工過程中，對到貨管材驗收嚴格把關，發現管件裂紋并及時更換，避免系統投運后的安全隱患。根據汽輪機本體高、中壓缸扣缸節點變化及時調整施工計劃，采取高壓汽門預組裝、連接油動機，及早完成了液壓油管安裝，為系統油循環提前創造了條件。嚴格控制油管清掃和焊接質量，油沖洗的時間大為縮短，油循環僅三天時間，液壓油顆粒度即合格達標，油質合格為系統調試提前進行創作了條件。

7 總結及不足

#2主機EH油系統國產化改造是國內首臺 ABB機型、350MW火電機組調速系統全面改造，其油站系統配置、油動機與閥門聯接方式、跳閘保護裝置等關鍵技術特點都進行升級優化，改造如期完成、安全投運，實現了預期效果。

下步工作中，將中壓主汽門操縱座彈簧預緊力不足，油動機采用臨時支撐支架，邏輯修改等工作進行總結和改進，不斷提高設備的技術管理水平，優化設備性能，持續提高設備可靠性和經濟性。

參考文獻：

[1]王力國.300MW機組油系統故障分析[J].電力安全技術，1999：23-24.

[2]夏以群.EH油系統的維護及故障分析[J].熱力透平，1999：12-13.

[3]張銓平.300MW汽輪機組發電機高壓抗燃油系統常見故障分析[J].河南電力，2011：20-21.

[4]南陽鴨河口發電有限責任公司設備檢修規程[S]：Q/Y&T設2004.022-2012：6-7.

[5]南陽鴨河口發電有限責任公司設備運行規程[S]：Q/Y&T運2004.022-2012：18-19.

作者簡介：王棟材（1970-），男，河南南陽人，工程師，從事火電廠集控運行、設備維護、安全生產及技術管理工作。endprint