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。經過檢查發現#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。經過對系統運行原理的分析，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不到位。在更換油站部分長期運行部件及抗磨油后，系統運行恢復正常。

關鍵詞：CCI;低壓旁路;異常切換;油站油泵;油質差

0 引言

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

1 故障現象

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），經過檢查發現#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，且低旁輕微泄漏，因此不能隔離低旁系統進行全面檢查，只能通過現象結合系統油路進行分析解決問題。

第一次跳泵后，#2泵運行時的現象如下：#2泵運行時，蓄能器母管升壓時，系統壓力沒有變化，而自循環時，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，系統壓力兩輪就上升到15.5 MPa左右且穩定。運行對比數據如表1所示。

第二次跳泵后，就地系統油壓17.0 MPa，油溫61 ℃。而此時#1泵運行，系統油壓表M1顯示達到19 MPa，現場對系統減壓閥和溢流閥進行輕微敲擊后恢復至17 MPa左右。

第三次跳泵前架設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，蓄能器壓力持續下降到20 MPa后#1泵聯動兩次，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

根據圖1分析系統的運行過程：#1或#2泵運行，油經過逆止閥（1或2）后再經減壓閥去系統。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;系統壓力表M1測量的是減壓閥后的壓力，溢流閥在系統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的電磁閥Y341或Y342的開關，當油壓上升至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），而旁路系統油動機等設備或多或少存在內漏現象，系統油壓必然下降，為了穩定系統油壓，蓄能器將釋放其蓄積的能量用以補充系統油壓的下降，因此MS（PT494）會緩慢下降至21.5 MPa（該過程簡稱為并壓階段），壓力開關動作，電磁閥得電關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。

查閱CCI的說明書[1]，“P>”的故障信號代表系統壓力過高，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，如第一次跳泵一樣;第二種情況為主泵出現故障，直接切換到備用泵運行;第三種為泵出口壓力過低，連續3次啟動備用泵升壓都未能促使系統壓力開關動作，則系統默認主泵異常，切換至備用泵運行。如果油壓還繼續下降，且下降到過低數值時（約<14 MPa），則兩臺泵同時運行，若2 min未升壓至正常，則出現“P<<”故障信號。

廠家設計PT494壓力測量動作的上限為24.5 MPa，下限為21.5 MPa;油泵聯動壓力為20 MPa;減壓閥后壓力為16 MPa;溢流閥動作壓力為17 MPa（為了系統穩定一般調整到18 MPa）;系統總安全閥動作壓力為25 MPa（批次不同可能略有區別）。

通過第三次監視到的跳泵全過程發現，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，因此不存在系統大量泄油，油壓維持不住的情況，所以首先可以排除系統總泄油閥異常情況。

經過分析，幾次跳泵的原因如下：

（1）油質問題。第一次電磁閥Y342卡澀，無法動作導致系統油壓過高后跳泵;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，系統頻繁啟動，大流量循環導致油箱油溫上升[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，減壓閥異常動作必然導致溢流閥一側壓力波動，從而導致溢流閥動作異常[4]。

（4）#2泵充油電磁閥Y342異常，Y342如果沒有正常得電關閉會導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，發現#2泵出口壓力下降到21.5 MPa時，#2泵出口管無充壓現象，直至下降到20 MPa后，#1泵出口油管有3次啟動充壓現象，每次持續10 s，系統油壓從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，發現兩個問題：

（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別就是一小段長約2 cm、直徑6 mm的通道，其余通道及節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）對油質取樣進行化驗，結果>12級，而低旁油系統油質要求≤6級[5]，油質不合格。檢查發現油站自帶的濾油機一直處于運行狀態都無法凈化油質，因此外接濾油機進行濾油，提高油質。

（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導致卡澀[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泵自循環情況下異聲稍微好轉，但系統油壓波動等情況依然存在，且#1泵運行也出現系統壓力表M1波動，且在一次敲擊減壓閥的過程中出現泵出口壓力表MS顯示小于14 MPa，而減壓閥后的系統壓力表M1大于20 MPa的異常現象。切至手動運行，對減壓閥重新調整后，MS和M1壓力顯示緩慢恢復正常。

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

第二次處理過程如下：

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

（2）系統泄壓至零，此時發現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。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，尤其對控制柜的繼電器等進行了檢查，發現#2泵繼電器輕拔脫落，重新插緊。該原因可能導致Y342動作時而不正常，是唯獨#2泵跳泵的主要原因。

（5）在檢查更換以上設備的過程中，更換低旁油站油箱內存油。

（6）關閉油站出口閥門，啟動#2泵，分別調整溢流閥動作值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，記錄如表2所示。

兩臺泵運行狀態基本一致，且運行正常。觀察數星期，其間切換正常，未發生異常切換現象。

4 結論與建議

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

（1）對低旁油站的油務工作重視程度不夠。油站自2014年投產運行至今約7年，從未開展過相關的保養工作，且并未對油質進行定期化驗，導致此次事件的發生。

（2）對低旁油站的設備維護保養重視程度不高，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、卡澀等現象。

（3）壓力表設計不合理，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，無法查看歷史記錄，不利于問題發生后的分析和監視。

與CCI技術服務人員交流后認為，要防止此類安全隱患的發生，應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一次，更換所有密封件。

（3）在泵出口壓力表MS及系統壓力表M1前增加隔離閥門，保證系統運行時可以對壓力表的準確性進行校驗;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，便于出現異常后的檢查和分析。

（4）當遇到此類油質問題時，如果能隔離系統處理，則應盡早采取行動，防止因油質出現更大的系統或重要設備問題。

[參考文獻]

[1] 豆丁網.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象分析與處理[J].內蒙古電力技術，2004，22（4）：51-53.

[3] 楊秀榮.溢流閥常見故障現象及排除方法[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：化學工業出版社，2008.

[5] 楊全寧，曾廣博.油質顆粒度差引發旁路油壓波動大原因分析[J].中國戰略新興產業，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。