汽輪機液壓系統常見故障及對策探析

摘 要：液壓控制調節系統是汽輪機的一個重要系統之一，液壓系統的運行狀態直接關系到汽輪機組的安全。本文就汽輪機液壓系統常見故障進行了分析，同時提出了相關對策，以期減少汽輪機故障的發生。

關鍵詞：汽輪機；液壓；故障

1 汽輪機液壓系統常見故障

1.1 液壓系統控制油壓的穩定性不高

控制油壓穩定性不高，這會使執行元件的速度不穩定，造成控制系統的不穩定。特別是在流量調節范圍最小穩定流量和節流閥的迸出口壓差為最低工作壓力值時尤以為甚。同時，油壓的不穩定，當油壓波動大時，會對控制系統造成一定的干擾，影響調門的開關動作。液壓系統中裝有蓄能器，它的主要作用是獲取一定數量的壓力流體并加以存儲，在必要時滿足系統的需要，并能對變速器油溫、油壓、變矩器鎖止、儀表板顯示、變速器特殊保護方式進行控制。由于蓄能器具有控制油壓穩定的功能，所以當蓄能器內的氣囊因種種原因而損壞時，其內部氮氣壓力會很低或為零，控制油壓的蓄能器就根本無法起到蓄能作用。當高壓控制油壓發生波動時，由于失去了蓄能器的緩沖作用，使控制油壓波動，而造成調門波動。另外，當系統中節流閥調節在某一節流開度，并鎖緊好調節螺釘后，出口流量卻仍然不斷變化，使得執行元件的運動速度出現時快時慢、逐漸減慢或逐漸增快及突跳等速度不穩定的現象。如果波動值大至一定程度，將會導致調門的故障關閉。

1.2 液壓系統中的高壓控制油泄漏

漏油問題到目前為止仍舊是工程機械的頑疾，尤其是液壓系統泄漏影響著系統工作的安全性、可靠性，造成油液浪費、污染周圍環境、增加機器的停工時間、降低生產率、增加生產成本及對產品造成污損，因此，對液壓系統的泄漏我們必須加以控制。液壓系統污染物的來源液壓系統的污染源主要有潛在污染物、再生污染物和浸入污染物。液壓系統中的污染物的類型大致可分為固體顆粒、空氣、水、化學物質和微生物等，其中，固體顆粒污染發生的最為普遍。由于液壓系統中固體顆粒污染，導致密封件及配合件相互磨損，或者由于使用與管理的不當從而產生損壞。由于介質的物理性能，系統的密封件必須能耐酸、耐腐蝕，所以密封件材料的選擇必須符合要求，大至油動機的端部密封件，小到伺服機構的O形圈，都必須采用氟橡膠的材料。由于設備的密封件絕大多數都是非國標的質量，這就造成了備件的籌備難以完善。另外調門的控制油因環境溫度較高等原因造成酸性高而粘度大，使回油不暢而促使安全油管漏油。

1.3 系統中的抗燃油油質存在瑕疵

油質問題較為復雜一些，它涉及到原油組分、煉制方法和加工工藝等諸方面的因素。抗燃油油質的好壞直接影響到控制系統的穩定運行。因此，為保證機組的安全經濟運行，汽輪機電液調節系統的控制液普遍采用了磷酸酯抗燃油。抗燃油在運行、檢修過程中容易受到水分、溫度、顆粒雜質和系統材料的污染而影響它的使用性能。如果油的顆粒度過大，油的劣化產物和皂類的沉積，有可能造成侍服閥的卡澀，油動機構的失靈，其后果可以演變成汽輪機飛車的惡性事故。如果油的酸性過高，容易導致設備腐蝕，同時由于油的粘度增大，造成回油不暢，油就有可能從調門的安全油管外泄。因此，在檢修過程中如不注重檢修質量管理，油系統清理不干凈和檢修質量不過關，都會給系統和機組的安全埋下隱患，甚至可能造成超速或停機事故。

2 汽輪機液壓系統常見故障的解決對策

2.1 強化油壓系統穩定性

液壓系統采用泵直接傳動的插裝閥集成液壓系統，泵直接傳動系統具有結構簡單，占地面積小等優點，插裝閥具有通油流量大、換向靈活、密封性好等特點，特別適用于大流量、大功率液壓系統中。為滿足主機性能要求，液壓系統中設置了卸荷回路、滑塊自重快降沖液回路，調壓回路和保壓回路等。首先，加強油壓機穩定性。油壓機由主機及控制機構兩大部分組成。油壓機主機部分包括機身、主缸、頂出缸及充液裝置等。動力機構由油箱、高壓泵、低壓控制系統、電動機及各種壓力閥和方向閥等組成。動力機構在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥實現能量的轉換，調節和輸送，完成各種工藝動作的循環。同時，應按規定潤滑加油，檢查高壓泵、壓力表、各種閥、密封圈等是否正常。其次，在蓄能器與執行組件之間加人流量控制組件。用幾個容量較小的蓄能器并聯，取代一個大容量蓄能器，并且幾個容量較小的蓄能器采用不同檔次的充氣壓力。同時，可以采用適當增大蓄能器結構容積（公稱容積）的方法。在一個工作循環中，安排好有足夠的充液時間，減少充液期間系統其他部位的內泄漏，使在充液時，蓄能器的壓力能迅速和確保升高，再釋放能量。

2.2 防止液壓系統中的高壓控制油泄露

首先，做好設計階段的污染控制。設計階段最重要的是濾油器的設計和選擇。因此，我們要選用易于產生顆粒雜質而污染系統油液的裝置、結構等。少用管接頭，選凸緣連接結構。油箱呼吸口設計位置高一些，并盡量掩蔽些，以防雨水和灰塵侵入。同時，可考慮在對液壓油污染較敏感的液壓元件進油處及容易產生磨屑的液壓元件的回油處增設吸油濾油器，在關鍵性液壓元件的進油口設置輔助濾油器，從而達到改善清潔度，延長濾油器使用壽命的效果。其次，油動機密封件更換周期短，當前的更換周期是半年左右，這是更為有效的做法。提高保養油過程中的動機，特別是在密封的安裝，這是必要的密封，以防止濫用。要正確安裝，尤其是上環的活塞環被拉長，安裝到位，應該放置一段時間，如充分收縮活塞桿的密封裝入汽缸內，以防止被擠壓錯位環。第三，防止制造階段的污染。外攜外購件如各種閥、高壓軟管、缸等以及液壓油要嚴格進行進廠檢驗。關鍵件需進行加載、拋光和清洗。在現場配制的液壓管道必須經過酸洗除銹。酸洗前應將經過脫脂處理后的管子用凈化壓力水沖去管內外壁的堿性溶液和洗去油污。同時，必須對管道進行打壓沖洗，打壓沖洗是液壓系統裝配過程中非常重要的環節。我們應注意管道的酸洗與打壓沖洗應在裝配前進行，因為過早進行這些處理而長期擱置不用，管道裝配時仍有生銹的可能性。酸洗處理后，管道經過打壓沖洗以后，可以將管道中雜質沖去。沖洗時重點對焊口、法蘭、變徑、三通及彎頭部位定時進行均勻敲打，使這些部位的雜質振落隨油一起沖走。

2.3 注重系統中的抗燃油油質品質

汽輪機的調節系統都普遍采用抗燃油作為液壓工質。因此，我們要嚴格控制抗燃油的超溫，采取隔絕熱源、保溫、通風的方法控制油溫，同時，也要做好保證油溫在45-55℃范圍，防止黏度過大造成的負面影響。謹慎使用濾油設備，尤其注意濾芯的采購，必須的有質量保證的才能使用。同時，在蓄能器與執行組件之間加人流量控制組件。用幾個容量較小的蓄能器并聯，取代一個大容量蓄能器，并且幾個容量較小的蓄能器采用不同檔次的充氣壓力。

3 結束語

汽輪機液壓調節系統是以壓力油為介質，對調節信號進行傳遞、放大、并通過油動機控制汽閥的開度的，這些功能都是在壓力油流動情況下實現的。隨著汽輪發電機組容量的增大，蒸汽參數的提高，對機組的安全性、經濟性的汽輪發電機組相互關聯的自動化控制水平的要求也愈來愈高。因此，我們有必要對汽輪機液壓系統常見故障進行分析和研究，從而達到減少事故發生率的目標。