汽輪機速關油壓未建立原因淺析

陳 勁

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司,山東 濟南250101)

汽輪機也稱蒸汽透平發(fā)動機,是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置,是我國石油化工企業(yè)的關鍵設備。汽輪機作為原動機,在經(jīng)濟性、靈活性、可靠性等方面具有顯著的優(yōu)點。

某公司在用的工業(yè)汽輪機主要由杭州汽輪機股份有限公司(以下簡稱杭汽)生產(chǎn),包含冷凝式和背壓式兩種形式。汽輪機速關組件油路圖在最新的機組上有所改進。本文以2012年所產(chǎn)型號為NK25/28/37.5的汽輪機油路圖為例,結(jié)合多年來在檢修后第一次靜態(tài)試驗期間所遇到的問題,從分析油路圖原理出發(fā),提出了速關油壓不能建立的問題的解決辦法。

1 速關閥開啟操作及油路示意

當具備速關閥開啟條件后,可用速關組合件(1350)開啟速關閥。具體開啟操作為,啟動油控制閥1839先由0置1(通),速關油控制閥1830由1置0(斷),建立啟動油壓PG22503＞0.65 MPa。此時危急保安器復位,提供速關油。然后速關油控制閥1830由0置1(通),待速關油壓PG22506穩(wěn)定,啟動油控制閥1839復位(1置0節(jié)流泄壓),速關閥2301逐漸開啟。速關組合油路示意如圖1所示。

2 啟動油壓不能建立原因分析及經(jīng)驗總結(jié)

焦化裝置富氣壓縮機組于2013年隨裝置停工檢修。在重新開機前的靜態(tài)試驗過程中,發(fā)現(xiàn)按照正常操作流程進行啟動油換向閥和速關油換向閥的操作后,啟動油無法建立。

經(jīng)查速關組件油路圖發(fā)現(xiàn),在2010年速關組件的設計中,存在一條由壓力油P連至停機導通泄壓閥DG40的油路,且急停電磁閥2222和2223(見圖2)設計為常開型,即正常運行不帶電。而在靜態(tài)試驗過程中,電磁閥2222帶電,從而導致壓力油P經(jīng)停機導通泄壓閥泄壓,啟動油換向閥由于供油口無壓力,故無法轉(zhuǎn)化輸出啟動油。將急停電磁閥2222和2223設為不帶電狀態(tài)后,問題得到解決。

圖2 急停電磁閥2222現(xiàn)場圖片

對比發(fā)現(xiàn),新速關組合油路簡圖(見圖1)存在一條啟動油控制閥1839進油口至停機導通泄壓閥水平進油口的油路,由于圖1中的急停電磁閥2225和2226狀態(tài)不對,導致泄壓而無法建立啟動油。

圖1 速關組合油路示意

隨著裝置儀表控制柜使用年限的增長,不可避免地會對一部分機柜進行更新。而在投用過程中,由于檢修工作繁雜和人員認知程度不同,會出現(xiàn)一些前置條件不滿足的狀況。因此在裝置控制或機組控制系統(tǒng)檢修后,應格外關注此點;同時在杭汽的最新設計中,已經(jīng)將此條油路的進油改為速關油來。

另外,從操作過程可以看出,啟動油在建立時,啟動油控制閥應處于導通位“1”的狀態(tài)。當啟動油控制閥本身發(fā)生故障,而使其機械特性并未處于導通位“1”時,也會出現(xiàn)啟動油油壓無法建立的情況。由于控制閥的可靠性較高,至今并未遇到過此類情況;但是在速關油的建立過程中,遇到過類似的情況。

3 速關油壓不能建立原因分析

3.1 案例一

某公司柴油加氫精制裝置循環(huán)氫壓縮機組隨裝置停工檢修。在2014年開機前的靜態(tài)試驗過程中,發(fā)現(xiàn)啟動油建立后,旋轉(zhuǎn)速關油換向手柄,速關油壓力表無指示,速關油無法建立。

3.1.1案例一原因分析及解決辦法

對現(xiàn)場設備進行仔細檢查后發(fā)現(xiàn),位于機組軸頭的危急保安器油路聲音較大。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn),危急保安器活動不靈活,油路輸出進速關油控制閥的管線溫度偏低,進一步排查發(fā)現(xiàn),此管線油壓異常。此危急保安器帶油復位功能,即啟動油建立后,從啟動油的油路上分出一路作為危急保安器的復位油。復位油推動危急保安器復位,從而導通P至E的回路(如圖3所示),進而速關油控制閥來路得油。結(jié)合危急保安器的機械結(jié)構(gòu),判斷其在裝配過程中位置偏移,導致無法復位。

圖3 危急保安器油路示意

拆檢后發(fā)現(xiàn)危急保安器掛鉤安裝錯位,從而導致危急保安器活塞不能正常運動,即復位油導通后活塞不能復位,從而使危急保安器一直處于泄放速關油的狀態(tài),如圖4所示。維修人員重新按規(guī)程檢修后,活塞可以正常移動,危急保安器恢復正常功能,速關油正常建立,問題得到解決。

圖4 危急保安器實物

3.1.2案例一經(jīng)驗總結(jié)及提升

設備運行管理人員在故障發(fā)生后,應仔細觀察并發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場問題的結(jié)果和表象,同時加深自己對設備結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的認識,從而按圖索驥,解決問題。在此次故障中,如果環(huán)境溫度低,那么壓力油P也會因為不流通而逐漸降低溫度。如果危急保安器進行了檢修,那么在回裝的過程中應重點關注。

3.2 案例二

某公司逆流重整裝置循環(huán)氫壓縮機組于2021年隨裝置停工檢修。在開機前的靜態(tài)試驗過程中,同樣發(fā)現(xiàn)啟動油建立后,旋轉(zhuǎn)速關油換向手柄,速關油壓力表沒有任何指示,速關油無法建立。

3.2.1案例二原因分析及解決辦法

按照上述分析結(jié)果,對現(xiàn)場設備進行檢查后發(fā)現(xiàn),危急保安器至速關組件的油路壓力正常,但速關組件輸出至速關閥的速關油管路未見潤滑油。對比速關組合油路簡圖發(fā)現(xiàn),速關油控制閥出口分4路,其中2路分別至2個停機導通泄壓閥,1路至二位四通閥,1路輸出至速關閥。首先,對急停電磁閥2225和2226的初始狀態(tài)進行確認,結(jié)果顯示,其狀態(tài)和設計相同;其次,對停機導通泄壓閥進行檢查(如圖5所示),初步判斷其彈簧壓力正常,設備機械無問題;然后對手動停機閥2274進行檢查(如圖6所示),發(fā)現(xiàn)其在正常位,除P至A、B至T的回路導通外,A至T的回路也是通暢的,因此導致啟動油壓力在手動停機閥2274內(nèi)泄壓,進一步導致急停電磁閥無壓力,最終使停機導通泄壓閥無法復位,速關油從回油孔泄放。更換手動停機閥2274后,問題得到解決。

圖5 停機導通泄壓閥檢查

圖6 手動停機閥2274檢查

3.2.2案例二經(jīng)驗總結(jié)及提升

這里出現(xiàn)的故障和在第2節(jié)中分析的可能性是同一個故障原理。電磁閥雖然故障率較低,但是由于長時間使用、檢修和運輸?shù)仍?其內(nèi)部可能會出現(xiàn)機械機構(gòu)未到位或者內(nèi)漏的情況,而且往往較為隱蔽,所以在具體原因分析過程中,應該重點關注。

4 結(jié)語

大型機組是裝置開工過程中所關注的重點,而靜態(tài)試驗往往要求在開機前24h進行。但對于一些有檢修或者系統(tǒng)改造的機組,建議具備條件后第一時間就對靜態(tài)試驗進行初步驗證,從而發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖邏輯和設備方面的問題。希望設備管理人員不斷總結(jié)經(jīng)驗,學習新技術,為煉化企業(yè)的平穩(wěn)高效運行保駕護航。