EH系統(tǒng)常見故障分析和對策

1、全國火電100-200mw級機組技術(shù)協(xié)作會2008年年會論文集 汽輪機eh油系統(tǒng)常見故障的分析與對策趙忠海（秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司） 摘要：我公司六臺機組都為eh系統(tǒng)純電調(diào)控制，本文針對eh油系統(tǒng)的主要部件原理及常見機械故障原因進(jìn)行了分析，為該系統(tǒng)正常運行和處理故障提供一定的參考。關(guān)鍵詞：eh原理；故障；分析；處理3640前言隨著自動化程度的提高，汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)已在汽輪機上得到廣泛應(yīng)用， eh油系統(tǒng)主要由供油系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)三大部分組成，作為汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)的重要組成部分，它以高壓抗燃油為介質(zhì)，完成deh指令信號到汽輪機閥門動作的轉(zhuǎn)換，它的故障將嚴(yán)重危及汽輪機的安全運

2、行。1執(zhí)行機構(gòu)部件原理和故障的分析執(zhí)行機構(gòu)是eh系統(tǒng)中的重要部件，它直接控制著汽機蒸汽閥門的關(guān)、閉及其閥門的開度。主要由液壓油缸、集成塊、截止閥、試驗電磁閥、快速卸荷閥、和逆止閥等部件所組成，以下介紹主要部件出現(xiàn)故障的和分析。1.1 伺服閥1.1.1 伺服閥工作原理eh系統(tǒng)伺服閥又稱電液轉(zhuǎn)換器，它將控制輸出信號轉(zhuǎn)換成液壓信號，是eh油系統(tǒng)的核心部件，它由一個力矩馬達(dá)和兩級液壓擴大及機械反饋系統(tǒng)組成，如圖1所示。當(dāng)有電信號輸入時，伺服閥力矩馬達(dá)中的電磁鐵線圈中就有電流通過，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)力矩使銜鐵旋轉(zhuǎn)，帶動與之相連的擋板轉(zhuǎn)動，此擋板伸到兩個噴嘴中間。正常情況下，擋板兩側(cè)與噴嘴的距離相等，使兩側(cè)噴嘴的

3、泄油面積相等，噴嘴兩側(cè)油壓相等。當(dāng)有電信號輸入，銜鐵帶動擋板轉(zhuǎn)動，擋板移近一只噴嘴，使這只噴嘴的泄油面積變小，流量變小，噴嘴前油壓變高，對側(cè)則相反，這樣就將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械位移信號，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛪盒盘?，并通過噴嘴擋板系統(tǒng)將信號放大。擋板兩側(cè)噴嘴前油壓與下部滑閥的兩腔室相同，兩端油壓差使滑閥移動，并由滑閥上的凸肩控制的油口開啟或關(guān)閉，以控制高壓油通向油動機活塞下腔，克服彈簧力打開閥門，或?qū)⒒钊虑煌ㄏ蚧赜停P(guān)小閥門。伺服閥中還設(shè)置了反饋彈簧，并設(shè)有機械偏零，在失去電信號時，滑閥偏向一側(cè)，使閥門關(guān)閉。圖1伺服閥1.1.2伺服閥主要故障伺服閥主要故障為卡澀和電化學(xué)腐蝕，主要表現(xiàn)為油動機始終處于全開或

4、全關(guān)位置而無法控制。伺服閥的閥芯與閥套間隙只有2m左右，極易造成卡澀，一旦卡死，將導(dǎo)致調(diào)節(jié)過程無法控制；另外伺服閥的噴嘴與擋板之間也容易發(fā)生卡澀，伺服閥噴嘴與擋板之間的間隙在0.03mm左右，當(dāng)油中有顆粒卡在當(dāng)中時，就會使擋板始終靠近一個噴嘴且反饋桿無法將其拉回，主閥芯兩端的壓差始終存在，造成閥芯向一個方向開足，油動機就會處于全開或全關(guān)位置而無法控制。當(dāng)其發(fā)生卡澀時，最好交給專業(yè)廠家修理。當(dāng)eh油中的氯離子含量較高時，大量的氯離子會聚集在伺服閥的閥口處形成電化學(xué)腐蝕，造成伺服閥內(nèi)漏，eh油壓力降低，回油溫度、壓力升高。伺服閥通過調(diào)整閥的開口來控制輸出流量，當(dāng)伺服閥達(dá)到全流量701l/min時，

5、其閥芯的行程也不超過1mm，可見閥口處的流速相當(dāng)高，伺服閥屬于零開口滑閥，其零位密封是由閥芯臺階的尖角來保證，當(dāng)閥芯尖角被腐蝕掉0.1mm后，其內(nèi)泄就可能達(dá)到1020l/min，無法實現(xiàn)對汽輪機的精確控制，甚至無法開啟油動機。伺服閥發(fā)生電化學(xué)腐蝕后，必須更換閥芯和閥套，在運行過程中必須嚴(yán)格控制抗燃油中的氯離子的含量，防止電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。若氯離子含量超標(biāo)，要對eh油系統(tǒng)進(jìn)行徹底清洗并換油。同時根據(jù)二十五項反措的要求，我公司每次大修、小修都要對伺服閥進(jìn)行外委校驗，從這幾年運行來看基本控制了伺服閥故障的發(fā)生。1.2快速卸荷閥1.2.1快速卸荷閥動作過程快速卸荷閥安裝在油動機液壓塊上，當(dāng)機組緊急停機

6、或危急脫扣裝置動作時，危急遮斷油失壓，滑閥上移，壓力油與回油導(dǎo)通，使得油動機下腔的壓力油經(jīng)卸荷閥回油快速釋放，這時不論伺服放大器輸出的信號大小，在閥門彈簧力的作用下，均使閥門關(guān)閉，如圖2所示。 圖2快速卸荷閥1.2.2快速卸荷閥主要故障卸荷閥的常見故障是杯狀滑閥卡澀或關(guān)不嚴(yán)，造成系統(tǒng)泄漏，嚴(yán)重時油動機無法開啟，內(nèi)漏時大量壓力油通過卸荷閥回到回油管，產(chǎn)生大量的熱量使回油管道發(fā)熱，因此通過檢查回油管道溫度可以判斷是否內(nèi)漏。出現(xiàn)卸荷閥卡澀或關(guān)閉不嚴(yán)的故障后，可以通過清洗卸荷閥的方法排除。當(dāng)調(diào)節(jié)螺釘未旋緊或針形閥處未關(guān)嚴(yán)時，危急遮斷油通過先導(dǎo)閥泄去，油動機同樣會產(chǎn)生內(nèi)漏；壓力油與危急遮斷油之間的小孔堵

7、塞，危急遮斷油無法產(chǎn)生，油動機也會產(chǎn)生內(nèi)漏。所以當(dāng)油動機出現(xiàn)內(nèi)漏后，這些地方都需要檢查。1.3eh油缸油缸活塞桿處滲油是影響油缸長期使用的主要原因。因油動機直接掛在蒸汽閥門座上，沒有冷卻裝置。正常溫度應(yīng)小于65，實際局部溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于eh油的抗劣化溫度，其工作環(huán)境比較惡劣。油缸長期工作在溫度較高的環(huán)境中時，活塞桿表面的油膜會碳化聚集在活塞桿表面，破壞活塞桿的光潔度。當(dāng)結(jié)碳處通過密封圈時，會損壞密封圈，如此反復(fù)多次就會造成滲漏，嚴(yán)重時會將銅制軸套拉毛，加速密封圈和活塞損壞；有時安裝結(jié)構(gòu)會使活塞受側(cè)向力，加速活塞與軸套、密封圈之間的磨損，也是引起滲油的原因。另外o形圈耐高溫能力也比較差，長期處于高溫

8、環(huán)境中會脆化，并產(chǎn)生炭黑小顆粒，卡澀油動機，阻塞伺服閥，造成油動機滲油。所以油缸大修時，應(yīng)仔細(xì)檢查活塞桿與軸套的磨損以及o形圈有無破損。我公司二、三期高調(diào)門油動機所處環(huán)境溫度較高，現(xiàn)在已經(jīng)加裝冷卻風(fēng)扇給予長期冷卻降溫，同時其他電廠也有采取加裝冷卻水的方式進(jìn)行冷卻。2.危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)由危急保安裝置和隔膜閥組成。當(dāng)汽輪機出現(xiàn)故障需要停機時，危急遮斷系統(tǒng)動作并泄掉危急保安油（ast）和超速保護(hù)控制油（opc），關(guān)閉全部汽輪機蒸汽閥門，使汽輪機停機，以保護(hù)汽輪機安全。ast電磁閥共有四只，正常運行時，電磁閥帶電關(guān)閉。opc電磁閥有二只，正常運行時，該二只電磁閥是常閉的。通常ast閥出現(xiàn)故障幾

9、率較高，下面主要介紹ast閥的原理和主要故障。2.1ast電磁閥2.1.1ast電磁閥動作過程如圖3所示，正常情況下，四只電磁閥被通電勵磁關(guān)閉，當(dāng)電磁閥失電打開時，首先泄去由壓力油經(jīng)節(jié)流孔提供的先導(dǎo)控制油壓，使得主閥后移，遮斷油口被打開，泄去危急遮斷油，導(dǎo)致蒸汽閥門關(guān)閉，汽輪機停機。四只電磁閥是串并聯(lián)布置，有多重保護(hù)功能，每個通道中至少須一只電磁閥打開，才會導(dǎo)致停機。同時也提高了系統(tǒng)的可靠性，四只電磁閥中任意一只損壞或拒動均不會引起停機。圖3ast電磁閥2.1.2ast電磁閥主要故障ast電磁閥主要故障有：電磁閥線圈無法帶電。電磁閥帶電后，其頂部有較強的磁性，可用鐵質(zhì)物質(zhì)校驗，若無磁性，說明電

10、磁閥沒有正常帶電，可能是線圈故障，需要更換電磁閥或線圈；節(jié)流孔堵塞，先導(dǎo)控制油壓無法建立，主閥也不能關(guān)閉，需清洗檢查后排除；主閥關(guān)閉不嚴(yán)，當(dāng)電磁閥出現(xiàn)卡澀或閥口處有雜質(zhì)時，會造成主閥關(guān)閉不嚴(yán)，進(jìn)油口與出油口之間有泄漏，可能造成危急遮斷油壓過低，需清洗檢查后排除；閥芯與閥套之間間隙過大。主閥與閥套之間是間隙配合，如果二者之間間隙過大，當(dāng)控制油通過先導(dǎo)電磁閥卸壓時，危急遮斷油會通過間隙從閥芯的右側(cè)到左側(cè)補充控制油壓，使閥芯的開口很小，可能造成打閘后危急遮斷油壓過高，需要更換閥芯或閥體。2.2隔膜閥隔膜閥聯(lián)接著潤滑油（低壓安全油）系統(tǒng)與eh油（高壓安全油）系統(tǒng)，其作用是當(dāng)?shù)蛪喊踩蛪毫档礁裟らy的動

11、作值時，可通過eh油系統(tǒng)遮斷汽輪機。當(dāng)汽輪機正常運行時，潤滑油系統(tǒng)的低壓安全油通入隔膜閥上面的腔室中，并克服彈簧力，使隔膜閥保持在關(guān)閉位置，堵住eh危急遮斷油母管通向回油的通道，從而建立起危急遮斷油壓（ast）。當(dāng)潤滑油保護(hù)系統(tǒng)動作并泄掉低壓安全油后，隔膜閥在彈簧力的作用下而打開，泄掉eh危急遮斷油母管ast油，從而關(guān)閉所有的蒸汽閥門。隔膜閥主要故障出現(xiàn)在隔膜老化，盤根滲油，隔膜閥閥口不嚴(yán)。因此每次大修需要對隔膜閥更換膜片和盤根，通過打壓試驗和閥口研磨進(jìn)行處理。3eh供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)由eh油站、再生裝置及抗燃油組成。主要介紹eh油泵的原理和主要故障，eh油質(zhì)的控制。3.1eh油泵3.1.1 e

12、h油泵工作原理eh油泵為恒壓變量柱塞泵，它恒定的壓力輸出是通過出口壓力變化反饋調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)裝置分為二部分：調(diào)節(jié)閥和推動機構(gòu)。調(diào)節(jié)閥裝于泵的上部，感受泵出口壓力變化并轉(zhuǎn)化成推動機構(gòu)的推力。推動機構(gòu)在泵體內(nèi)部，調(diào)節(jié)閥輸出的壓力信號變化將轉(zhuǎn)化為斜盤傾角變化，活塞產(chǎn)生的推力克服彈簧力來決定泵斜盤傾角，使泵的輸出壓力發(fā)生變化。3.1.2eh油泵主要故障當(dāng)eh油系統(tǒng)壓力波動較大時，大多數(shù)是由于主油泵的調(diào)節(jié)裝置動作不靈活所致，另一方面是蓄能器存在缺陷，穩(wěn)定性差。調(diào)節(jié)閥閥芯間隙很小，在0.020.03mm左右，若eh油中的雜質(zhì)微粒隨油進(jìn)入調(diào)壓閥，將阻塞間隙，造成卡澀。當(dāng)調(diào)節(jié)閥芯出現(xiàn)卡澀時，不能及時將泵出口

13、壓力信號轉(zhuǎn)換為推動機構(gòu)的推力，根據(jù)閥芯卡澀的位置不同，油壓可能越降越低，也可能越升越高，將閥芯沖到新的位置，從而造成泵輸出壓力大幅度波動。由于調(diào)壓閥動作頻繁，長期運行會導(dǎo)致閥芯和閥套的磨損，間隙增大。這樣會使得壓力油從壓力油口通過間隙進(jìn)入調(diào)節(jié)油口，導(dǎo)致變量油缸無法回移，泵的輸出流量、壓力偏低。當(dāng)推動活塞發(fā)生卡澀時，調(diào)節(jié)閥輸出的壓力信號變化不能及時轉(zhuǎn)化為斜盤傾角變化，也使泵的輸出壓力發(fā)生變化。另外壓力油口通道堵塞，會使壓力油信號失真，不能指導(dǎo)調(diào)壓閥閥芯正常動作；調(diào)節(jié)油口通道堵塞，會使變量油缸進(jìn)油、排油速率減慢，遲緩率增加；泄油口通道堵塞，會使變量油缸中的油不能及時泄走，變量斜盤一直維持小偏角，低

14、油量無法補充系統(tǒng)漏損，系統(tǒng)油壓下滑。我公司的一、二期eh油泵都為上海丹尼遜公司生產(chǎn)，根據(jù)運行狀況進(jìn)行返廠修理，保證油泵運行狀態(tài)正常。同時二期eh油泵的型號已經(jīng)不生產(chǎn)需要進(jìn)行換型。3.2eh油油質(zhì)的控制eh油系統(tǒng)是高精密調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對油質(zhì)要求很高，eh油系統(tǒng)伺服閥、電磁閥、節(jié)流孔、通道等的故障也多和油質(zhì)有關(guān)。因此eh油油質(zhì)控制，對于該系統(tǒng)的安全可靠運行至關(guān)重要。為保證eh油油質(zhì)，要加強油質(zhì)的監(jiān)督，定期進(jìn)行油質(zhì)檢驗。要保持在線濾油，以降低eh油中的酸值，降低水和氯的含量，除去油中顆粒。此外要定期更換油動機濾芯、抗燃油泵出口濾芯、抗燃油回油濾芯、再生裝置濾芯檢修過程中注意保持油質(zhì)的清潔。我公司eh油箱除本身自帶濾油系統(tǒng)，另外加裝了外置eh再生裝置，并且保證再生裝置長期穩(wěn)定運行，定期進(jìn)行再生濾芯和精濾濾芯進(jìn)行更換，能夠保證油質(zhì)長期穩(wěn)定，這也是保證eh系統(tǒng)穩(wěn)定運行重要條件之一。4結(jié)束語eh油