300 MW機組EH油動機異常處理

陳興宇，郭小社

(湖南華電石門發(fā)電有限公司，湖南 常德 415300)

1 機組概況

某電廠#3機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠引進美國西屋技術(shù)優(yōu)化設(shè)計的N300－16.7/537/537－2型，單軸、高/中壓合缸、低壓雙分流、亞臨界、一次中間在熱、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。高壓聯(lián)合主汽閥(2臺)分別布置在高、中壓缸左右兩側(cè)，每臺高壓主汽聯(lián)合閥包括1個主汽閥和3個高調(diào)閥。高調(diào)門油動機布置在高調(diào)門側(cè)面，通過杠桿連接操作高調(diào)門的啟、閉，高調(diào)門油動機通過支撐板懸掛在高壓主汽聯(lián)合閥外殼體上。

2 存在的問題及分析

#3機組于2005年9月投產(chǎn)，在投運不到2個月的時間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)EH油系統(tǒng)的油壓在機組不掛閘情況下呈下降趨勢。從抗燃油設(shè)計原理上來分析，哈爾濱主機廠所配的EH油泵是定壓變流量油泵。當(dāng)系統(tǒng)油壓稍微有波動的時候，該油泵通過壓力測點反饋可自動調(diào)節(jié)其流量從而穩(wěn)定系統(tǒng)的工作油壓力。在倒換油泵后又出現(xiàn)了上述現(xiàn)象，系統(tǒng)油壓持續(xù)下降，加上EH油系統(tǒng)是剛投產(chǎn)的新油系統(tǒng)，基本可以排除油泵本身的原因。既然油泵工作正常，那么油壓為什么還持續(xù)下降呢?作者認(rèn)為，應(yīng)該是油泵工作在其最大流量工況下，不能起到調(diào)節(jié)作用了，而系統(tǒng)又需要更大的流量，故而導(dǎo)致系統(tǒng)油壓下降。從油壓持續(xù)下降的趨勢來看，說明系統(tǒng)的漏油量呈現(xiàn)出加大趨勢。

通過調(diào)節(jié)油泵運行，可適當(dāng)提高油溫，采取現(xiàn)場測溫的手段，結(jié)合機組靜調(diào)試驗，作者判斷出有幾個油動機的伺服閥(MOOG閥)存在泄漏現(xiàn)象。更換伺服閥(MOOG閥)后，系統(tǒng)油壓上升到正常范圍。在運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)EH油系統(tǒng)油壓又有所下降，說明伺服閥(MOOG閥)不是問題的關(guān)鍵因素，雖然更換伺服閥能解決一時問題，但治標(biāo)不治本。

機組又運行3個月后，發(fā)現(xiàn)靠近高主門左右兩側(cè)的#1，#2高調(diào)門油動機發(fā)生沿閥桿滲油并且有增大趨勢。于是利用機組調(diào)峰停運的機會，對#1，#2高調(diào)門油動機進行解體檢修，通過檢查發(fā)現(xiàn)油動機導(dǎo)向套(靠近油動機支撐板處)密封圈出現(xiàn)老化、破損現(xiàn)象，另外，高調(diào)門油動機閥桿也出現(xiàn)局部變黑現(xiàn)象?，F(xiàn)場對其密封件予以更換后回裝并將閥桿適當(dāng)打磨處理，但在機組運行不到4個月后又發(fā)生同樣現(xiàn)象。進一步對抗燃油油質(zhì)跟蹤化驗發(fā)現(xiàn)，抗燃油顏色由初裝的黃亮色以后變黑變深，顆粒度也出現(xiàn)超標(biāo)。作者判斷是油質(zhì)被污染了，可能是污染的油質(zhì)卡澀了伺服閥導(dǎo)致其泄漏，在一般情況下，系統(tǒng)需求流量增大，EH油泵在超出其工作流量后導(dǎo)致系統(tǒng)油壓下降。

出現(xiàn)問題的大致方向清晰，剩下的問題就是尋找根源。

考慮到機組剛投油不久，把查找的方向定位于EH油系統(tǒng)的不干凈，雖在投用EH油系統(tǒng)之前對管路進行了沖洗，但也不能保證廠家所提供的油動機模塊內(nèi)部都干凈。另外，在組織清掃EH油箱時，發(fā)現(xiàn)2根加熱器套管(材質(zhì)為不銹鋼)表面有1層黑色氧化物，隨后用砂紙對其進行了打磨處理，直到漏出金屬光澤。過了2 d后，在更換EH油泵入口濾芯時，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)打磨完畢的加熱器套管上面又出現(xiàn)了1層氧化物，作者分析認(rèn)為，加熱器套管材質(zhì)存在問題，套管表面產(chǎn)生的氧化物也加劇了EH油的污染。隨后對加熱器套管進行了更換，更換了有出廠材質(zhì)證明的不銹鋼套管。

自從發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變差后，應(yīng)將重點集中放在油質(zhì)處理方面。經(jīng)過不間斷地在線處理，油質(zhì)狀況有所好轉(zhuǎn)，油壓也基本穩(wěn)定。根據(jù)經(jīng)驗，如此大強度地處理油質(zhì)，油質(zhì)應(yīng)該會提升很快，處理結(jié)果和預(yù)想的有差距，說明還有污染源沒有找到，只不過現(xiàn)在處理的效果和污染源產(chǎn)生的效果基本相當(dāng)罷了。

根據(jù)現(xiàn)場高調(diào)門油動機處理現(xiàn)象來看，作者最后判斷污染應(yīng)該是#1，#2高調(diào)門滲油所致。2006年12月，利用停機機會，對#1，#2高調(diào)門油動機進行了解體檢修，發(fā)現(xiàn)油動機導(dǎo)向套里邊的2套密封圈均發(fā)生老化且有炭化現(xiàn)象并失去了彈性，無法起到密封作用，從而造成了漏油。另外，密封圈發(fā)生炭化后產(chǎn)生的異物對油動機活塞桿產(chǎn)生了輕微的磨損，對EH油產(chǎn)生了污染，發(fā)現(xiàn)油里邊有小顆粒等雜物。EH油系統(tǒng)使用的密封圈材料為氟橡膠，在機組運行中，由于導(dǎo)向套處溫度較高，從而逐漸發(fā)生老化失效，嚴(yán)重影響到了EH油質(zhì)，油質(zhì)變差又影響到了MOOG閥的正常工作。拆開其余幾個高調(diào)門對比發(fā)現(xiàn)，只有靠近機頭的#1，#2高調(diào)門有密封圈變差的現(xiàn)象。在機組運行中，現(xiàn)場采用紅外線測溫儀測量各高調(diào)門油動機缸體溫度，發(fā)現(xiàn)#1，#2高調(diào)門油動機缸體溫度達90℃(抗燃油要求使用溫度不超過60℃)，其他4臺高壓調(diào)門油動機缸體溫度為60℃ 左右。

3 解決措施

(1)根據(jù)哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的機組特點，現(xiàn)場對高壓主汽聯(lián)合閥重新進行了保溫，但沒有明顯的效果，現(xiàn)場查看其安裝支架和和高調(diào)門閥體挨得很近，溫度高不僅僅是由于保溫層熱輻射引起的，而且也與支架金屬傳熱有關(guān)。即使改善了保溫措施，也不能解決問題。

(2)更換密封圈，由原來廠家配送密封圈改為進口件。原廠家所配密封圈只能耐熱到80℃左右，所以，其說明書要求運行溫度在60℃?，F(xiàn)所換密封圈可以耐熱到100℃。

(3)為了從根本上解決問題，湖南華電石門發(fā)電有限公司決定在#1，#2高調(diào)門原油動機基礎(chǔ)上加裝冷卻塊，具體位置如圖1所示。

油動機加裝冷卻塊說明:

1)重新加工冷卻板1件(220 mm×126 mm×60 mm)，材質(zhì)為 0Cr18Ni9。

2)重新加工堵板1件(? 110 mm×? 80 mm×10 mm)，材質(zhì)為 0Cr18Ni9。

3)油動機活塞桿需要重新加工(加長55 mm)。

4)位移傳感器連接加長桿重新加工(加長55 mm)。

5)冷卻水管接頭選用DN25，PN16規(guī)格。

6)冷卻塊進出水選用不銹鋼球閥選用DN25，PN16規(guī)格。

圖1 油動機加裝冷卻塊示意圖

在冷卻塊內(nèi)通上閉式冷卻水，壓力0.5 MPa，最高水溫38℃，通過冷卻水在冷卻塊內(nèi)的強制循環(huán)帶走傳導(dǎo)在油動機連接油塊路上的部分熱量，從而降低油缸的溫度。

4 結(jié)論

通過對#1，#2高調(diào)門油動機加裝冷卻塊等措施，在冷卻塊內(nèi)實現(xiàn)通閉式冷卻水循環(huán)，基本上解決了油動機溫度高的問題。在機組運行中，實際測量#1，#2高調(diào)門油動機缸體溫度已降到60℃，一方面是油動機導(dǎo)向套密封圈工作溫度得到了改善，延長了其使用壽命，避免了過早老化、漏油現(xiàn)象的發(fā)生;另一方面也滿足了抗燃油使用溫度不能超過60℃的要求，極大地改善了運行抗燃油的質(zhì)量，避免了油質(zhì)顆粒度經(jīng)常超標(biāo)引起伺服閥(MOOG閥)卡塞而造成機組非計劃停運。實際運行效果良好，改造后幾年內(nèi)未出現(xiàn)過類似問題。