2#汽輪機EH油壓突降、油質惡化故障分析及處置

王勝輝

（中天合創(chuàng)能源有限責任公司化工分公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

中天合創(chuàng)能源有限責任公司化工分公司汽機裝置2#汽輪機采用上海電氣集團股份有限公司生產的CCZK135-11.8/1.8/0.9型汽輪機，該機組為超高壓、單軸、直接空冷、具有兩級可調整的抽汽式汽輪機；汽輪機調節(jié)系統(tǒng)采用高壓抗燃油系統(tǒng)，配套有一個足夠容量的EH油箱，兩臺布置在油箱下方互為備用的恒壓變量柱塞式EH油泵（A、B），一臺EH油循環(huán)冷卻油泵配合冷油器、精濾（用于EH油冷卻、過濾），一套由波紋纖維素濾器及其相串聯(lián)的硅藻土濾器組成的再生裝置。2021年11月，2#汽輪機開機過程中發(fā)生EH油壓突降、油質惡化故障，本文對故障原因進行了分析，并提出相應的在線處理方法。

1 故障現(xiàn)象及直接影響

1.1 故障現(xiàn)象

2021年11 月2 日9 時50分，2#汽輪機準備掛閘開始靜態(tài)試驗（儀表強制），EH油泵A運行正常；9時51分，機組EH油供油母管壓力由14.2 MPa開始突降，期間備用EH油泵B聯(lián)啟，EH油箱液位保持恒定，兩臺EH油泵同時運行仍未能保持EH油供油母管壓力，EH油壓力繼續(xù)下降至6.3 MPa，且現(xiàn)場EH油泵A、B出口流量由正常的11 L/min突增至40 L/min，運行人員果斷停運兩臺EH油泵。

1.2 直接影響

2#汽輪機EH油系統(tǒng)油壓突降故障發(fā)生后，現(xiàn)場檢查EH油系統(tǒng)管件接頭未發(fā)現(xiàn)漏點，且EH油箱油位未降低。重新啟動EH油泵，EH油供油母管壓力維持在14.0 MPa，EH油溫開始攀升至報警值，兩臺EH油泵出口濾網壓差大報警開關頻繁報警，EH油循環(huán)冷卻泵投入后，泵出口壓力極低，EH油溫無法控制。隨即停運EH油泵，對系統(tǒng)進行檢查，發(fā)現(xiàn)EH油循環(huán)冷卻油泵入口濾網堵塞嚴重，EH油泵四個出口濾網均壓損變形，2#汽輪機EH油油質突然惡化，出現(xiàn)了大量雜質、膠體。

2 故障原因分析

2.1 機組掛閘原理

機組掛閘過程可認為是機組AST油壓建立的過程。首先由儀表專工屏蔽機組真空低跳機信號，然后點擊機組掛閘按鈕，DEH系統(tǒng)（數(shù)字電液控制系統(tǒng)）會發(fā)出一個信號至復位電磁閥，使危急遮斷器復位；同時DEH系統(tǒng)會發(fā)出另一個信號至AST油壓低停機DI硬點，并對其進行10 s左右的屏蔽，使汽輪機所有跳閘信號消失，DEH系統(tǒng)檢測到機組主保護跳機條件消失，發(fā)出掛閘信號，指令機組AST電磁閥帶電關閉，EH油系統(tǒng)開始充油憋壓（如圖1所示），待檢測到EH油系統(tǒng)AST油壓≥6.89 MPa時，DEH系統(tǒng)反饋掛閘完成，高壓調門、中低壓調門開啟至全開位。待機組進汽且真空值達到規(guī)定值時，解除對機組真空低跳機信號的屏蔽。

圖1 EH油系統(tǒng)掛閘后各組件狀態(tài)

2.2 故障原因

2.2.1 EH油壓突降原因

2#汽輪機EH油壓突降故障現(xiàn)象發(fā)生時，機組EH油系統(tǒng)無泄漏，重新啟動EH油系統(tǒng)后，EH油壓正常，機組掛閘正常，可判定2#汽輪機EH油系統(tǒng)各設備、組件完好無異常。

調取機組各參數(shù)歷史曲線發(fā)現(xiàn)，9時51分油壓突降故障發(fā)生時，在機組掛閘信號存在，AST電磁閥未帶電、機組AST油壓未建立的情況下，機組四個高壓調門（GV1～GV4）開度指令為100%，開度反饋為0。

經與儀表人員溝通，故障發(fā)生前為便于靜態(tài)試驗快速完成，誤將機組掛閘信號強制為已掛閘，致使機組在AST、OPC油壓未建立的情況下，高壓調門按照掛閘狀態(tài)動作，調門伺服閥開度由0快速開至100%，大量高壓油通過開啟的伺服閥導入油動機油缸下腔內。由于AST、OPC油壓未建立，卸載閥杯型滑閥上下壓力不足（僅有彈簧作用力，無AST油、OPC油作用），杯型滑閥被油缸下腔內的高壓油沖開，大量高壓油從有壓回油母管返回EH油站，為維持EH油母管油壓，兩臺恒壓變量EH油泵同時啟動，但此時系統(tǒng)EH油流量超過油泵最大穩(wěn)壓流量，致使EH油供油母管壓力無法維持，EH油壓突然下降。

2.2.2 EH油油質惡化原因

由1.2節(jié)分析可知,2#汽輪機EH油壓突降故障與EH油油質惡化存在因果關系，抽查機組EH油油壓突降前油質分析報告，EH油油質合格。由2.2.1節(jié)分析可知EH油壓突降故障發(fā)生時，EH油系統(tǒng)處于超大流量運行狀態(tài)，考慮到EH油泵出口濾網及EH油循環(huán)冷卻油泵入口濾網均是在EH油超大流量循環(huán)、EH油壓突降故障發(fā)生后出現(xiàn)嚴重堵塞現(xiàn)象，由此推斷EH油系統(tǒng)油質突然惡化是由于EH油超大流量循環(huán)將EH油箱底部沉積的大量雜質、膠體卷起攜帶入EH油系統(tǒng)各設備、管件所致。

3 故障處置

3.1 正確完成靜態(tài)試驗

為確保機組運行期間油動機動作正常且異常工況下能緊急停運，汽機裝置在機組大小修或其他因素停機后，需做靜態(tài)試驗來驗證保護回路、邏輯以及定值的準確性。

靜態(tài)試驗正常步驟為：運行人員掛閘→儀表強制跳閘條件→機組跳閘，本次機組EH油壓突降故障主要是由于儀表人員未認真按照靜態(tài)試驗正常操作步驟進行導致，EH油壓突降故障發(fā)生后，機組EH油油質突然惡化，引起了后續(xù)機組EH油溫高、主汽門和調門異常擺動等后果，嚴重影響了機組的長周期運行，所以按照正確的操作步驟開展機組靜態(tài)試驗極為重要。

3.2 重視EH油油質管理

從2.2.2節(jié)分析可知，EH油系統(tǒng)正常運行時，循環(huán)的EH油油質尚可，但EH油箱底部沉積著大量雜質、膠體，可見機組EH油油質本質上已然惡化。針對此，計劃采取三種措施來確保機組EH油油質正常穩(wěn)定：（1）對EH油系統(tǒng)進行為期45 d的在線濾油，其效果良好（處理前后油質對比如表1所示）。（2）在機組大修時，將EH油箱倒空，對EH油箱底部的頑固臟物進行清理，從源頭杜絕EH油油質污染。（3）重視EH油定期取樣及再生工作；每四個月取樣分析一次，取油樣時所用容器必須清潔；每周投入再生裝置運行8 h，保持油質中性及合格的顆粒數(shù)；停機后盡量保持EH系統(tǒng)連續(xù)運行，如檢修或更換部件后，要留有足夠的濾油時間，保證啟機時油質合格。

表1 2#汽輪機EH油處理前后油質對比

4 結 語

2#汽輪機EH油壓突降故障本身并不會對機組產生過多的影響，但由EH油系統(tǒng)超流量循環(huán)引起的EH油油質惡化卻很大程度上影響了機組的正常運行，故障發(fā)生后EH油泵所有（四個）出口濾芯全部壓損破壞，且2#汽輪機在并網帶負荷過程中頻繁出現(xiàn)了由于EH油油質差導致的主汽門、調門擺動，不僅造成了巨大的經濟損失，而且給裝置的安穩(wěn)運行帶來了不利的影響。因此，要重視汽輪機機組的潤滑油、EH油油質管理，除按照廠家維護導則對EH油系統(tǒng)進行定期維護以外，也應參考成熟企業(yè)的經驗為油系統(tǒng)配備在線濾油機，并在大修過程中對油箱底部進行清理，只有這樣才能確保機組可靠的長周期運行。