300MW汽轮机EH油质的管理2V11

300MW汽轮机EH油质的管理

吉林电力

1995年05期

姜振国

双辽发电厂136400

摘要：<正文>近年来随着汽轮机容量的增大,蒸汽参数的提高,汽轮机的调节系统为了提高动态响应的速度,采用高压抗燃油即EH油系统。EH油是一种三芳基磷酸脂合成液,它不但保证了调节系统控制的准确性和响应的灵敏性,而且有良好的抗燃性能和流体稳定性。......

修订稿收稿日期：1995-05-19

近年来随着汽轮机容量的增大，蒸汽参数的提高，汽轮机的调节系统为了提高动态响应的速度，采用高压抗燃油即EH油系统。EH油是一种三芳基磷酸脂合成液，它不但保证了调节系统控制的准确性和响应的灵敏性，而且有良好的抗燃性能和流体稳定性。双辽发电厂1号汽轮机的调节系统是引进美国西屋公司技术，国产化机组的EH系统。EH油从美国STAVFFFR化学公司购买，质量标准采用美国国家宇航局标准NAS1638.

1

EH供油系统

供油系统由油箱、叶片泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、卸载阀、溢流阀、蓄能器、冷却器等标准设备组成，见附图。

'该系统的功能为向调节系统提供高压控制油，来驱动4只主汽阀和8只调节汽阀的伺服执行机构，执行机构的响应来自DEH控制器的信号，以调节各汽阀的开度。

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工作原理

运行时叶片泵出口的压力油经过滤油器通过单项阀流入高压蓄能器和供油母管，至各执行机构以及ETS系统。当蓄能器压力升至14.8MPa时，卸载阀动作使油泵卸载在空载状态下运行，当压力降至12.2MPa时，卸载阀复位油泵向蓄能器充

油。油泵就在承载和卸载变工况方式运行，目的是延长泵的寿命和减少能量消耗。

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EH系统运行参数(见表1)

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EH系统发生的问题

1号机运行中曾发生卸载阀不卸载，EH油泵在承载状态运行，使EH油温升至70'C，最高时达87'C。虽采取更换卸载阀和滤芯，投精密过滤器，并加强通风和往供、回油管浇水冷却等措施，油温度仍很高.在清扫卸载阀时发现阀内有车削杂物.清扫后的卸载阀装入系统只能正确动作4次.检查油箱时发现油中有乳白色絮团。分析卸载阀不动作的原因，一是油中有杂质使卸载阀卡涩，二是油中进水也能造成卸载阀不动作。停机后化验油质，结果见表2、表3.

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EH油的处理

机组停机后应彻底地清扫油箱、卸载阀、溢流阀、更换滤芯。对供油系统和滤油车同时进行冲洗过滤，直到合格为止。经半年多的运行、多次化验，油质始终保持在5级以内。

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保持EH油质应采取的措施

a.及时监视卸载阀的承卸载时间比，发现承载时间长、卸载时间短时应及时分析原因处理。

b.高低压蓄能器按表4定期检查氮气压力。

C.坚持油质定期化验制度，机组运行第1年应每月化验一次。第2年每2个月一

次。第3年每4个月一次。当油箱进行补油或取油样时所用的胶管或容器必须清洁，否则会影响系统油质和化验的准确性。

d.采取有效措施杜绝油中进水，备用中的冷油器不应有漏水现象，油箱顶部不应存积水，防止水经不严密的密封垫渗入油中。油站室内应保持空气相对干操，必要时呼吸器加装空气除湿装置。

e.每小时记录油箱油位和油温，每周投入再生装置运行8个小时，保持油质中性及合格的颖粒数。

f.停机后尽量保持EH系统连续运行，如检修或更换部件后，要留有足够的时

间滤油，保证启机时油质合格。简单的说,火电站发电就是就是用煤加热水,使水变热过热蒸汽,过热蒸汽推动气轮机,使机械能转化为电能言

电厂300MW汽轮机是上海汽轮机厂引进西屋公司技术制造的N300-16.7/538/538型机组。机组的控制系统主要由DEH调节系统、EH油供油系统及ETS危急遮断保护系统三部分组成，其中调节用的工作介质是价格比较昂贵的高压抗燃油（化学名为三芳基磷酸脂，简称EH油）。这套系统有着工作压力高、直接采用流量控制形式、对油质的要求特别的高、具有很强的在线维修功能等特点。

特别是EH油系统作为汽轮机控制系统的执行机构，在汽轮机控制中具有很重要的作用，它发生故障将直接威胁机组的正常运行。

2EH油系统故障

电厂的1、2号机组投入运行以来，在EH油系统上出现不少故障（见附表1），有的最终导致停机等事故，给电厂造成不应有的损失。因此我们对EH油系统常见故障发生的原因进行分析提出相关的日常维护措施，有效的降低EH油系统故障率，提高EH油系统运行安全稳定性。

附表1、1997-2000EH油系统较大故障汇总

时间事件结果

19974月22日＃２机AST控制块进口管接头漏油火情

4月30日1机高压主汽门油动机漏油停机临检

5月下旬至六月上旬＃２机EH油发生油质劣化频繁切换EH油泵，更换油泵出口滤网

19981月3日＃２机GV2出现大幅摆动降负荷

2月15日＃１机中压调门OPC油管接头严重漏油火情

4月4日＃２机GV4调门无法关下停机临检

19991月17日＃1机A小机高压调门电液转换器漏油停运A小机

10月16日＃2机EH油＃1高压调门进油管漏油停机临检

10月19日＃2机＃3高调门进油管裂火情

20006月18日#1机1B小机EH油管接头松脱漏油故障停机

7月6日#1机GV4故障卡涩，EH油压力下降非计划停运

电厂的1、2号机组投入运行以来到2001年3月，在EH油系统上出现不少异常和故障,总结起来主要有以下几种:

（1）EH油系统油压下降，导致个别调门无法开启，甚至造成汽机跳闸。

（2）油动机卡涩，调门动作迟缓，有时泄油后不回座。

（3）在开关调门过程中发生某个调门不规则频繁大幅度摆动，同时伴随着EH油系统油压的下降。

（4）EH油系统管道开裂、接头松脱、密封件损坏等导致系统漏油。

特别是EH油系统在国内运行年限还比较短，故有些运行人员对EH油系统的熟悉程度相应就差些，因此不能正确而及时地作好日常维护工作，往往使EH油系统的小患养成大病，发生一些本来能够避免的故障。

3故障分析

附图1

根据对附图1中人、设备、材料及工艺等因素进行了认真的分析，认为由于EH油系统具有双通道功能，有些部件有故障完全可以从系统中隔离出来，进行在线维修，具有很强的在线维修功能。特别是根据以往的经验EH油系统大部分的故障一般都是小故障，只要及时发现，正确处理，大多可以很快进行在线处理，并不会影响整个系统的稳定运行。因此认为影响电厂EH油系统保持长期正常运行的主要因素是EH油系统运行中日常维护及防范措施不当，以及运行人员EH油运行经验不足不能正确处理故障。

4EH油系统的日常维护及防范措施

根据对常见EH油系统故障的分析知道要保证EH油系统的安全稳定运行就要从EH油系统的日常维护，增加运行人员EH油运行的经验方面着手。

1、加强EH油系统的运行维护

1.1加强对EH油系统的巡检

运行人员提高EH油系统巡回检查的质量，特别是加强对EH油系统接头的检查。定期对EH油管接头进行检查（每班1—2次），及时发现接头松脱，EH油泄漏等故障。

电厂EH油泵为恒压变流量泵，所以油泵电流是反映出EH油系统流量的重要指标。EH油系统流量的变化反映出EH油系统的泄漏量的大小，可以反映出电液转换器工作是否正常。（见附表2）所示可见GV5的开关对EH油系统压力及EH油泵电流有很大的影响，而GV6及GV3的开关对EH油系统压力及EH油泵电流的影响很小，可见GV5的电液转换器存在较大的内漏，而GV6及GV3的电液转换器工作正常。所以要求加强对EH油泵电流及EH油系统流量的监视，特别是在开关汽机阀门时，能够及时发现故障的电液转换器，以便及早进行更换。

附表2：同一天不同负荷下EH油系统各参数情况表

项目名称负荷指令GV1开度（%）GV2开度（%）GV3开度（%）GV4开度（%）GV5开度（%）GV6开度（%）油泵出口压力（MPa）系统压力（MPa）油泵电流（A）

210MW100100010020013．212．227

230MW10010001003001413．329

250MW10010001001001515．314．921

300MW1001006110010010015．414．921

1.2EH油系统的定期检查和试验

为了保证系统的连续运行和避免机组故障停机，还必须遵循定期检查及试验规程。检查内容包括运动部件的磨损、超温、不对中、振动等。根据实际我们还专门制定了以下检查项目：

定期检查LVDT，防止LVDT问题造成控制系统异常。

定期对电液转换器进行检测，尽快发现存在的故障和隐患，及时处理。

定期对硅藻土及纤维素精滤器运行状况进行监视，保证其正常运行。

定期对高低压蓄能器进行检查，保证内部氮气压力正常。

定期进行阀切换以及阀门活动试验，确保油动机及电液转换器工作正常。

定期对EH油系统工作环境温度进行监测，防止EH油局部过热。

定期对EH油箱干燥器内的干燥剂进行更换，保证其去湿效果。

1.3EH油系统的清洁

EH油系统应该定期进行清洁工作，扫除外表的灰尘油污。同时为了防止水分通过呼吸器侵入油箱使EH油中含水量增大，电厂在EH油箱上呼吸器加装了干燥器，有效的防止外部水分通过呼吸器进入EH油箱。要定期进行油质化验，加强化学监督，随时跟踪掌握EH油质情况，对水份、酸质和颗粒度偏离正常值的要及时进行滤油，不合格的油绝对不能进入EH油箱，尽量避免混用不同厂家的EH油。一旦发现油质有劣化倾向应及时进行分析，及时组织进行EH油在线滤油工作，保证EH油的油质。

2、增加运行人员EH油运行的经验

组织运行人员参加由热工人员举办的关于EH油系统的讲座，以便运行人员熟悉油动机、电液转换器等的结构、工作机理以及DEH的相关知识。

班组内定期或不定期开展EH油系统运行情况的探讨，加强运行经验交流，加大对重要参数及区域的检查力度，适时对各阶段运行参数进行比较分析，如EH油压、流量、油泵电流的变化趋势及调门动作情况，掌握其运行特点和规律，从而全面掌握整个EH油系统的运行情况。

在运行规程及乡土教材中增加了处理EH油系统常见故障的相关章节。让运行人员通过上仿真机来熟悉处理各种EH油系统故障的步骤和方法。并通过事故追忆、事故预想等进行班组内部培训，提高处理EH油系统故障的准确性和熟练性。

5结论

通过采取以上实施以后，电厂1、2号机组的EH系统在2001年全年实现了连续运行，切实提高了EH油系统运行的安全稳定性。特别是虽然发生了#1机组的B小汽轮机低压调门伺服阀EH油进油接头松动漏油、GV1和GV5的O型密封圈损坏等异常情况，但是都被及时发现，得到正确处理，防止了机组非计划停运的发生。

为此撰写此文对EH油系统故障进行分析，提出一些EH油系统的日常维护及故障防范措施，以提高了EH油系统运行的安全稳定性，以期使电厂有关工作人员有所借鉴。本人认为只要加强日常维护，防范措施得当，加强运行人员EH油运行知识的培训，EH油系统完全可以保持长期正常运行，许多由EH油系统而引起的机组故障是完全可以避免的。

1EH油系统的特点

厦门嵩屿电厂300MW汽轮机是上海汽轮机厂引进西屋公司技术制造的N300-16.7/538/538型机组。其中调节系统的工作介质是高压抗燃油（化学名为三芳基磷酸脂，简称EH油）。

与采用透平油为工作介质的低压调节系统相比，EH油系统有以下特点。

1.1工作压力高

EH油系统的工作压力一般在13～14MPa，而低压调节系统的工作压力一般在2MPa。由于工作油压的提高，大大减小了液压部件的尺寸，改善了汽轮机调节系统的动态特性。

1.2直接采用流量控制形式

EH油系统采用电液转换器（又称为伺服阀），直接将电信号转化为油动机油缸的进出油控制，从而控制油动机的行程。这使系统的迟缓率大大降低，对油压波动也不再敏感（一般在11～16MPa范围内都能正常工作），提高了调节精度。

1.3对油质的要求特别高

双喷咀挡板式电液转换器最小通流线性尺寸为0.025～0.05mm，一般节流孔径为0.46～0.8mm，故对高压抗燃油的杂质颗粒含量提出了很高的要求。

EH油具有较好的抗燃性能，但如果EH油中混入过多的水、酒精或透平油等，将大大降低EH油的抗燃性，而且可能导致EH油的变质或老化，直接影响系统的正常运行。

1.4具有在线维修功能

由于EH油系统设有双通道，某些部件有故障时可以从系统中隔离出来进行在线维修。

2EH油系统常见故障

我厂的1，2号机组自投入运行以来，EH油系统发生了不少异常和故障，主要有以下几种：

（1）系统压力下降，个别调门无法正常开启；

（2）油动机卡涩，调门动作迟缓，有时泄油后不回座；

（3）在开关调门过程中发生某个调门不规则频繁大幅度摆动，同时伴随着EH油系统压力的波动；

（4）EH油管道开裂、接头松脱、密封件损坏。

其中故障（1）～（3）大多发生在电液转换器、快速卸荷阀组件上，故障（4）主要和选材和安装工艺有关。

3EH油系统故障原因分析

3.1EH油系统压力下降

EH油系统压力下降的主要原因有：

（1）油中杂质将油泵出口滤网的滤芯堵塞；

（2）油箱控制块上溢流阀整定值偏低；

（3）油泵故障导致出力不足，备用油泵出口逆止阀不严；

（4）系统中存在非正常的泄漏，主要有：

①TV，GV，RSV快速卸荷阀未关严；

②电液转换器严重内漏；

③油动机活塞由于磨损、腐蚀，造成密封不严，漏流增大；

④IV快速卸荷阀底座压不严，造成泄漏增加；

⑤蓄能器回油阀、OPC试验放油阀等未关严；

⑥OPC、AST油进油管路堵塞。

3.2油动机不受控制

油动机不受控制的主要原因有：

3.2.1油质下降

3.2.1.1油中大颗粒杂质进入

检修环境不清洁，密封件老化脱落，EH油对油箱、管道内壁上有机物的溶解和剥离，金属间磨擦所产生的金属碎屑进入EH油中。

3.2.1.2油的高温氧化和裂解

EH油局部过热就可能发生氧化或热裂解，导致酸值增加或产生沉淀，增加颗粒污染，温度升高还使油的电阻率降低，对电液转换器阀口的电化学腐蚀加剧，密封件加速老化。

3.2.1.3油的水解和酸性腐蚀

EH油是一种磷酸脂，和其它脂类一样都能水解，磷酸脂水解后生成磷酸根和醇类。所产生的酸性产物又进一步催化水解，促进敏感部件的腐蚀。而且三芳基磷酸脂对周围环境中的潮气吸附能力很强，在南方的梅雨季节，可能使EH油中含水量增大，使水中的酸性指标增加，导电率增大。这会引起电液转换器的腐蚀。从损坏的电液转换器来看，大部分的电液转换器受到不同程度的腐蚀，在滑阀凸肩、喷咀及节流孔处腐蚀尤为严重。

3.2.2电液转换器滑阀两侧压力偏差大

（1）油中杂质堵塞电液转换器的喷咀；

（2）磨擦、酸性腐蚀造成滑阀的凸肩、滑块与滑座之间磨损，使滑阀相对与滑座之间的间隙加大，使漏流量增加；

（3）酸性油液对喷咀室、通道及节流孔等的腐蚀，改变了滑阀两侧的压力。

3.2.3LVDT线性电压位移转换器故障，电液转换器机械零位不准等

（1）LVDT反馈断线或反馈信号受到干扰将会影响DEH指令信号与LVDT产生的反馈信号的差值，导致电液转换器输入的指令信号的改变；

（2）电液转换器机械零位不准也可能影响DEH系统对电液转换器的控制。

3.3EH油系统漏油

EH油外漏，主要原因有：

（1）工作压力高，而且还受到机组高温及高频振动影响，所以对EH油管道材质以及焊接工艺要求高，一些微裂纹可能扩大导致EH油管道开裂；

（2）EH油管路有些分布在高温区域，容易造成O型密封圈受热老化断裂。这一现象在汽轮机调门的O型密封圈上经常发生。

（3）EH油管路和汽机调门连接着，长期受到振动，可能由于接头的预紧力不足，造成接头松脱。这种现象比较少见，但在本厂的1号机组的1B小汽轮机低压调门电液转换器EH油进油接头出现过多次。

4EH油系统的日常维护及故障防范措施

4.1EH油系统日常维护

要保证EH油系统的安全稳定运行就要加强对系统的日常维护。EH油的日常维护工作包括系统的清洁、检查、更换、EH油的更新等。根据各厂的实际情况，应将这些工作列出日程表，严格执行。

4.1.1EH油系统的清洁

EH油系统应该定期进行清洁工作，扫除外表的灰尘油污。特别在执行检修工作时，要注意保持工作环境的清洁，对测量EH油的压力表/开关校验后，一般情况下需经过静置3h以上并用无水酒精清洗，防止矿物油混入EH油中，禁止对其使用四氯化碳等含氯清洗剂。对检修中新安装的EH油管道要进行吹扫，防止存在于管道中的杂质进入EH油系统。要定期进行油质化验，加强化学监督，不合格的油绝对不能进入EH油箱，不同厂家的EH油也不要混用，并及时进行EH油滤油工作，保证EH油的油质。

4.1.2EH油系统的检查和试验

为了保证系统的连续运行和避免机组故障停机，必须遵循定期检查及试验规程。检查内容包括运动部件的磨损、超温、不对中、振动、液位等。检查与试验的具体步骤可参考有关说明书。根据我厂实际还专门制定了以下检查项目：

（1）定期检查EH油泵电流。我厂EH油泵为恒压变流量泵，所以油泵电流是反映出EH油系统流量的重要指标。EH油系统流量的变化反映出EH油系统的内部泄漏量的大小，可以反映出电液转换器工作是否正常，是否存在非正常的泄漏；

（2）定期检查LVDT，防止LVDT问题造成控制系统异常；

（3）定期对电液转换器进行检测，尽快发现存在的故障和隐患，及时处理；

（4）定期检查EH油管路接头、焊口及密封件，防止密封件损坏和接头松脱等故障发生；

（5）定期对硅藻土及纤维素精滤器运行状况进行监视。当水份和酸性指标超标时马上更换硅藻土，降低EH油中杂质的颗粒及酸性指标。

4.2EH油系统的故障防范措施

为了确保EH油系统的正常运行，除了加强日常维护，还要针对系统的故障制定好防范措施。

4.2.1改善油动机组件的工作环境

工作环境温度过高不仅会造成EH油的高温氧化和裂解，还可能造成EH油密封件O型圈老化断裂。因此应尽量降低EH油工作环