CCIHV200AS低壓旁路油站油泵異常切換分析

摘 要：某廠1 000 MW機組采用的是CCI公司集裝式油站，型號為HV 200ASH-H。其中#2泵自動運行期間突然切換至#1泵運行。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)#2泵充油電磁閥異常，在更換電磁閥后，#2泵運行期間仍然多次異常切換至#1泵，最短一次運行時間只有17 min，而#1泵運行期間卻無此問題。經(jīng)過對系統(tǒng)運行原理的分析，在確保機組安全運行的前提下進行了兩次處理，最終確定造成此次隱患的主要原因為油站保養(yǎng)不到位。在更換油站部分長期運行部件及抗磨油后，系統(tǒng)運行恢復(fù)正常。

關(guān)鍵詞：CCI;低壓旁路;異常切換;油站油泵;油質(zhì)差

0 引言

低旁油系統(tǒng)用于控制汽輪機低壓旁路及低壓旁路減溫水系統(tǒng)，正常運行時保持低壓旁路門全關(guān)，旁路減溫水根據(jù)低旁泄漏情況適當(dāng)開啟。一般情況下，低旁油系統(tǒng)主要用于機組啟停階段。

1 故障現(xiàn)象

低旁油站運行期間突然故障報警，#2泵跳至#1泵運行，控制柜報警顯示為“P1<>P2”（故障后泵切換）、“P>”（壓力過高），經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)#2泵充油電磁閥卡澀，更換電磁閥后#2泵手動運行正常，此時投自動運行為#1泵。

72 h后系統(tǒng)自動切至#2泵運行，約12 h后跳至#1泵運行，控制柜報警顯示為“P1<>P2”，而#1泵運行一切正常。由于機組處于運行狀態(tài)，且低旁輕微泄漏，因此不能隔離低旁系統(tǒng)進行全面檢查，只能通過現(xiàn)象結(jié)合系統(tǒng)油路進行分析解決問題。

第一次跳泵后，#2泵運行時的現(xiàn)象如下：#2泵運行時，蓄能器母管升壓時，系統(tǒng)壓力沒有變化，而自循環(huán)時，兩輪壓力就下降到14.5 MPa左右且不充壓，但手動切換到#1泵后，系統(tǒng)壓力兩輪就上升到15.5 MPa左右且穩(wěn)定。運行對比數(shù)據(jù)如表1所示。

第二次跳泵后，就地系統(tǒng)油壓17.0 MPa，油溫61 ℃。而此時#1泵運行，系統(tǒng)油壓表M1顯示達(dá)到19 MPa，現(xiàn)場對系統(tǒng)減壓閥和溢流閥進行輕微敲擊后恢復(fù)至17 MPa左右。

第三次跳泵前架設(shè)攝像機記錄了全過程：前兩輪升壓和并壓正常，第三輪開始油泵未向蓄能器補充壓力，蓄能器壓力持續(xù)下降到20 MPa后#1泵聯(lián)動兩次，每次10 s，泵出口壓力每次上升到22 MPa，后又掉落至20 MPa，第三次自動切換至#1泵，故障報警顯示“P1<>P2”。全過程約17 min。

2 原因分析

根據(jù)圖1分析系統(tǒng)的運行過程：#1或#2泵運行，油經(jīng)過逆止閥（1或2）后再經(jīng)減壓閥去系統(tǒng)。其中泵出口壓力表MS在逆止門后與蓄能器之間，測量的是逆止門后壓力，即蓄能器壓力;系統(tǒng)壓力表M1測量的是減壓閥后的壓力，溢流閥在系統(tǒng)壓力過高時泄壓至油箱;泵啟停的壓力信號PT494來源于逆止門后的壓力，即MS的壓力;備用油路及系統(tǒng)總泄油閥是斷路，不做分析。正常運行時，PT494壓力信號控制相對應(yīng)的電磁閥Y341或Y342的開關(guān)，當(dāng)油壓上升至24.5 MPa時（該過程簡稱為升壓階段），則電磁閥失電，泵出口油路直接連通油箱，導(dǎo)致泵出口至逆止門通路中油壓驟降且不足以打開逆止閥（該過程簡稱為自循環(huán)），而旁路系統(tǒng)油動機等設(shè)備或多或少存在內(nèi)漏現(xiàn)象，系統(tǒng)油壓必然下降，為了穩(wěn)定系統(tǒng)油壓，蓄能器將釋放其蓄積的能量用以補充系統(tǒng)油壓的下降，因此MS（PT494）會緩慢下降至21.5 MPa（該過程簡稱為并壓階段），壓力開關(guān)動作，電磁閥得電關(guān)閉油泵出口與油箱通路，逆止閥打開，油泵為蓄能器充能直至24.5 MPa。以此往復(fù)。

查閱CCI的說明書[1]，“P>”的故障信號代表系統(tǒng)壓力過高，大于25 MPa，而“P1<>P2”的信號有3種可能：第一種是伴隨“P>”信號一起出現(xiàn)，如第一次跳泵一樣;第二種情況為主泵出現(xiàn)故障，直接切換到備用泵運行;第三種為泵出口壓力過低，連續(xù)3次啟動備用泵升壓都未能促使系統(tǒng)壓力開關(guān)動作，則系統(tǒng)默認(rèn)主泵異常，切換至備用泵運行。如果油壓還繼續(xù)下降，且下降到過低數(shù)值時（約<14 MPa），則兩臺泵同時運行，若2 min未升壓至正常，則出現(xiàn)“P<<”故障信號。

廠家設(shè)計PT494壓力測量動作的上限為24.5 MPa，下限為21.5 MPa;油泵聯(lián)動壓力為20 MPa;減壓閥后壓力為16 MPa;溢流閥動作壓力為17 MPa（為了系統(tǒng)穩(wěn)定一般調(diào)整到18 MPa）;系統(tǒng)總安全閥動作壓力為25 MPa（批次不同可能略有區(qū)別）。

通過第三次監(jiān)視到的跳泵全過程發(fā)現(xiàn)，整個跳泵過程和第三種情況吻合，且切換到#1泵運行后一切正常，因此不存在系統(tǒng)大量泄油，油壓維持不住的情況，所以首先可以排除系統(tǒng)總泄油閥異常情況。

經(jīng)過分析，幾次跳泵的原因如下：

（1）油質(zhì)問題。第一次電磁閥Y342卡澀，無法動作導(dǎo)致系統(tǒng)油壓過高后跳泵;第二次跳泵時油溫61 ℃可能是因為溢流閥因卡澀而異常開啟，系統(tǒng)頻繁啟動，大流量循環(huán)導(dǎo)致油箱油溫上升[2]。

（2）溢流閥問題。溢流閥自身彈簧力或密封面有問題，又或者卡澀，導(dǎo)致溢流閥動作不正常[3]。

（3）減壓閥異常。減壓閥與溢流閥屬于串聯(lián)，減壓閥異常動作必然導(dǎo)致溢流閥一側(cè)壓力波動，從而導(dǎo)致溢流閥動作異常[4]。

（4）#2泵充油電磁閥Y342異常，Y342如果沒有正常得電關(guān)閉會導(dǎo)致蓄能器油壓得不到補充[4]。通過對第三次跳泵視頻的分析，發(fā)現(xiàn)#2泵出口壓力下降到21.5 MPa時，#2泵出口管無充壓現(xiàn)象，直至下降到20 MPa后，#1泵出口油管有3次啟動充壓現(xiàn)象，每次持續(xù)10 s，系統(tǒng)油壓從20 MPa上升至22 MPa。

（5）#2泵本身有問題，長時間運行升壓異常。在#2泵自循環(huán)階段，電機和油泵的聲音較#1泵聲音大，判斷可能是因為泵在大流量情況下出力不足。

3 處理過程

為防止系統(tǒng)圖紙與實際通道存在偏差，特地對備品AB塊進行了油路檢查，實際油路圖如圖2所示，發(fā)現(xiàn)兩個問題：

（1）該AB塊需要拆除油箱上蓋才可能整體更換，因此只有檢修期間可以更換，且逆止門拆裝需要專用工具;

（2）#1泵與#2泵運行時逆止門后油路的區(qū)別就是一小段長約2 cm、直徑6 mm的通道，其余通道及節(jié)流閥和溢流閥都是公用的，因此基本不存在油路堵塞的可能。

綜合以上原因分析，在保證機組安全運行，未隔離低旁油站的情況下，第一次處理過程如下：

（1）對油質(zhì)取樣進行化驗，結(jié)果>12級，而低旁油系統(tǒng)油質(zhì)要求≤6級[5]，油質(zhì)不合格。檢查發(fā)現(xiàn)油站自帶的濾油機一直處于運行狀態(tài)都無法凈化油質(zhì)，因此外接濾油機進行濾油，提高油質(zhì)。

（2）在保證原先位置的情況下對溢流閥和減壓閥進行來回活動，防止因為異物等原因?qū)е驴璠4]。

（3）再次更換新的Y342電磁閥，確保電磁閥動作正常。

（4）隔離#2泵，更換新油泵，保證泵正常運行。

在第一次處理后，#2泵自循環(huán)情況下異聲稍微好轉(zhuǎn)，但系統(tǒng)油壓波動等情況依然存在，且#1泵運行也出現(xiàn)系統(tǒng)壓力表M1波動，且在一次敲擊減壓閥的過程中出現(xiàn)泵出口壓力表MS顯示小于14 MPa，而減壓閥后的系統(tǒng)壓力表M1大于20 MPa的異?，F(xiàn)象。切至手動運行，對減壓閥重新調(diào)整后，MS和M1壓力顯示緩慢恢復(fù)正常。

通過對這次調(diào)整過程的分析，確定為減壓閥和溢流閥異常，且懷疑壓力表顯示的準(zhǔn)確性，但該系統(tǒng)壓力表前無一次門，無法對壓力表進行檢查。經(jīng)過商議，決定對低旁所有閥門做好相應(yīng)的固定措施后對低旁油站進行隔離，從而實現(xiàn)全面檢查和更換。

第二次處理過程如下：

（1）對低旁閥、減溫水隔絕門和調(diào)整門做好固定措施，保證其狀態(tài)，防止因為失去油壓發(fā)生異常動作。

（2）系統(tǒng)泄壓至零，此時發(fā)現(xiàn)M1壓力表未歸零，且輕輕敲擊后反向掉落至零位（即壓力表零位指示限位前），確定該壓力表失準(zhǔn)。熱工對其進行更換，同時為防止MS壓力表也因長期運行存在隱患，一并進行了更換。

（3）確定系統(tǒng)泄壓后，更換溢流閥和減壓閥，并在更換中對通道進行檢查，未見明顯異物。

（4）檢查熱控系統(tǒng)，尤其對控制柜的繼電器等進行了檢查，發(fā)現(xiàn)#2泵繼電器輕拔脫落，重新插緊。該原因可能導(dǎo)致Y342動作時而不正常，是唯獨#2泵跳泵的主要原因。

（5）在檢查更換以上設(shè)備的過程中，更換低旁油站油箱內(nèi)存油。

（6）關(guān)閉油站出口閥門，啟動#2泵，分別調(diào)整溢流閥動作值18 MPa和減壓閥后壓力16 MPa。

（7）拆除低旁閥、減溫水隔絕門和調(diào)整門限位措施，打開油站出口油門，分別觀察#1和#2泵的運行狀態(tài)，記錄如表2所示。

兩臺泵運行狀態(tài)基本一致，且運行正常。觀察數(shù)星期，其間切換正常，未發(fā)生異常切換現(xiàn)象。

4 結(jié)論與建議

通過對本次安全隱患處理過程的回顧和分析可知，該隱患發(fā)生的主要原因有以下幾個方面：

（1）對低旁油站的油務(wù)工作重視程度不夠。油站自2014年投產(chǎn)運行至今約7年，從未開展過相關(guān)的保養(yǎng)工作，且并未對油質(zhì)進行定期化驗，導(dǎo)致此次事件的發(fā)生。

（2）對低旁油站的設(shè)備維護保養(yǎng)重視程度不高，低旁油站的減壓閥、溢流閥、充油閥等長期運行后閥芯存在腐蝕、卡澀等現(xiàn)象。

（3）壓力表設(shè)計不合理，無一次門，正常到期后因為無法隔離而未能及時校驗。

（4）壓力信號未接入DCS系統(tǒng)，無法查看歷史記錄，不利于問題發(fā)生后的分析和監(jiān)視。

與CCI技術(shù)服務(wù)人員交流后認(rèn)為，要防止此類安全隱患的發(fā)生，應(yīng)該做好以下幾個方面工作：

（1）加強對機組低旁油站液壓油的油務(wù)管理工作，將其納入日常定期工作。

（2）每隔3～5年需要對油站進行整體保養(yǎng)一次，更換所有密封件。

（3）在泵出口壓力表MS及系統(tǒng)壓力表M1前增加隔離閥門，保證系統(tǒng)運行時可以對壓力表的準(zhǔn)確性進行校驗;同時可以考慮隔離門前通過三通增加一路至壓力變送器，信號傳遞至DCS系統(tǒng)，便于出現(xiàn)異常后的檢查和分析。

（4）當(dāng)遇到此類油質(zhì)問題時，如果能隔離系統(tǒng)處理，則應(yīng)盡早采取行動，防止因油質(zhì)出現(xiàn)更大的系統(tǒng)或重要設(shè)備問題。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 豆丁網(wǎng).SHV 200AS油站控制功能說明（英）[EB/OL].（2017-04-10）[2021-08-27].https：//www.docin.com/p-1891057060.html.

[2] 解志宏，楊顯龍，任軍，等.高低壓旁路油站油溫高現(xiàn)象分析與處理[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2004，22（4）：51-53.

[3] 楊秀榮.溢流閥常見故障現(xiàn)象及排除方法[J].液壓與氣動，2013（3）：107-108.

[4] 張利平.液壓閥原理、使用與維護[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[5] 楊全寧，曾廣博.油質(zhì)顆粒度差引發(fā)旁路油壓波動大原因分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（24）：141.

收稿日期：2021-09-01

作者簡介：徐凱（1986—），男，江蘇人，工程師，研究方向：蒸汽輪機檢修與維護。