2#汽輪機(jī)EH油壓突降、油質(zhì)惡化故障分析及處置

王勝輝

（中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司化工分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司化工分公司汽機(jī)裝置2#汽輪機(jī)采用上海電氣集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的CCZK135-11.8/1.8/0.9型汽輪機(jī)，該機(jī)組為超高壓、單軸、直接空冷、具有兩級(jí)可調(diào)整的抽汽式汽輪機(jī)；汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用高壓抗燃油系統(tǒng)，配套有一個(gè)足夠容量的EH油箱，兩臺(tái)布置在油箱下方互為備用的恒壓變量柱塞式EH油泵（A、B），一臺(tái)EH油循環(huán)冷卻油泵配合冷油器、精濾（用于EH油冷卻、過(guò)濾），一套由波紋纖維素濾器及其相串聯(lián)的硅藻土濾器組成的再生裝置。2021年11月，2#汽輪機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程中發(fā)生EH油壓突降、油質(zhì)惡化故障，本文對(duì)故障原因進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的在線(xiàn)處理方法。

1 故障現(xiàn)象及直接影響

1.1 故障現(xiàn)象

2021年11 月2 日9 時(shí)50分，2#汽輪機(jī)準(zhǔn)備掛閘開(kāi)始靜態(tài)試驗(yàn)（儀表強(qiáng)制），EH油泵A運(yùn)行正常；9時(shí)51分，機(jī)組EH油供油母管壓力由14.2 MPa開(kāi)始突降，期間備用EH油泵B聯(lián)啟，EH油箱液位保持恒定，兩臺(tái)EH油泵同時(shí)運(yùn)行仍未能保持EH油供油母管壓力，EH油壓力繼續(xù)下降至6.3 MPa，且現(xiàn)場(chǎng)EH油泵A、B出口流量由正常的11 L/min突增至40 L/min，運(yùn)行人員果斷停運(yùn)兩臺(tái)EH油泵。

1.2 直接影響

2#汽輪機(jī)EH油系統(tǒng)油壓突降故障發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)檢查EH油系統(tǒng)管件接頭未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，且EH油箱油位未降低。重新啟動(dòng)EH油泵，EH油供油母管壓力維持在14.0 MPa，EH油溫開(kāi)始攀升至報(bào)警值，兩臺(tái)EH油泵出口濾網(wǎng)壓差大報(bào)警開(kāi)關(guān)頻繁報(bào)警，EH油循環(huán)冷卻泵投入后，泵出口壓力極低，EH油溫?zé)o法控制。隨即停運(yùn)EH油泵，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)EH油循環(huán)冷卻油泵入口濾網(wǎng)堵塞嚴(yán)重，EH油泵四個(gè)出口濾網(wǎng)均壓損變形，2#汽輪機(jī)EH油油質(zhì)突然惡化，出現(xiàn)了大量雜質(zhì)、膠體。

2 故障原因分析

2.1 機(jī)組掛閘原理

機(jī)組掛閘過(guò)程可認(rèn)為是機(jī)組AST油壓建立的過(guò)程。首先由儀表專(zhuān)工屏蔽機(jī)組真空低跳機(jī)信號(hào)，然后點(diǎn)擊機(jī)組掛閘按鈕，DEH系統(tǒng)（數(shù)字電液控制系統(tǒng)）會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)至復(fù)位電磁閥，使危急遮斷器復(fù)位；同時(shí)DEH系統(tǒng)會(huì)發(fā)出另一個(gè)信號(hào)至AST油壓低停機(jī)DI硬點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行10 s左右的屏蔽，使汽輪機(jī)所有跳閘信號(hào)消失，DEH系統(tǒng)檢測(cè)到機(jī)組主保護(hù)跳機(jī)條件消失，發(fā)出掛閘信號(hào)，指令機(jī)組AST電磁閥帶電關(guān)閉，EH油系統(tǒng)開(kāi)始充油憋壓（如圖1所示），待檢測(cè)到EH油系統(tǒng)AST油壓≥6.89 MPa時(shí)，DEH系統(tǒng)反饋掛閘完成，高壓調(diào)門(mén)、中低壓調(diào)門(mén)開(kāi)啟至全開(kāi)位。待機(jī)組進(jìn)汽且真空值達(dá)到規(guī)定值時(shí)，解除對(duì)機(jī)組真空低跳機(jī)信號(hào)的屏蔽。

圖1 EH油系統(tǒng)掛閘后各組件狀態(tài)

2.2 故障原因

2.2.1 EH油壓突降原因

2#汽輪機(jī)EH油壓突降故障現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，機(jī)組EH油系統(tǒng)無(wú)泄漏，重新啟動(dòng)EH油系統(tǒng)后，EH油壓正常，機(jī)組掛閘正常，可判定2#汽輪機(jī)EH油系統(tǒng)各設(shè)備、組件完好無(wú)異常。

調(diào)取機(jī)組各參數(shù)歷史曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，9時(shí)51分油壓突降故障發(fā)生時(shí)，在機(jī)組掛閘信號(hào)存在，AST電磁閥未帶電、機(jī)組AST油壓未建立的情況下，機(jī)組四個(gè)高壓調(diào)門(mén)（GV1～GV4）開(kāi)度指令為100%，開(kāi)度反饋為0。

經(jīng)與儀表人員溝通，故障發(fā)生前為便于靜態(tài)試驗(yàn)快速完成，誤將機(jī)組掛閘信號(hào)強(qiáng)制為已掛閘，致使機(jī)組在AST、OPC油壓未建立的情況下，高壓調(diào)門(mén)按照掛閘狀態(tài)動(dòng)作，調(diào)門(mén)伺服閥開(kāi)度由0快速開(kāi)至100%，大量高壓油通過(guò)開(kāi)啟的伺服閥導(dǎo)入油動(dòng)機(jī)油缸下腔內(nèi)。由于AST、OPC油壓未建立，卸載閥杯型滑閥上下壓力不足（僅有彈簧作用力，無(wú)AST油、OPC油作用），杯型滑閥被油缸下腔內(nèi)的高壓油沖開(kāi)，大量高壓油從有壓回油母管返回EH油站，為維持EH油母管油壓，兩臺(tái)恒壓變量EH油泵同時(shí)啟動(dòng)，但此時(shí)系統(tǒng)EH油流量超過(guò)油泵最大穩(wěn)壓流量，致使EH油供油母管壓力無(wú)法維持，EH油壓突然下降。

2.2.2 EH油油質(zhì)惡化原因

由1.2節(jié)分析可知,2#汽輪機(jī)EH油壓突降故障與EH油油質(zhì)惡化存在因果關(guān)系，抽查機(jī)組EH油油壓突降前油質(zhì)分析報(bào)告，EH油油質(zhì)合格。由2.2.1節(jié)分析可知EH油壓突降故障發(fā)生時(shí)，EH油系統(tǒng)處于超大流量運(yùn)行狀態(tài)，考慮到EH油泵出口濾網(wǎng)及EH油循環(huán)冷卻油泵入口濾網(wǎng)均是在EH油超大流量循環(huán)、EH油壓突降故障發(fā)生后出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞現(xiàn)象，由此推斷EH油系統(tǒng)油質(zhì)突然惡化是由于EH油超大流量循環(huán)將EH油箱底部沉積的大量雜質(zhì)、膠體卷起攜帶入EH油系統(tǒng)各設(shè)備、管件所致。

3 故障處置

3.1 正確完成靜態(tài)試驗(yàn)

為確保機(jī)組運(yùn)行期間油動(dòng)機(jī)動(dòng)作正常且異常工況下能緊急停運(yùn)，汽機(jī)裝置在機(jī)組大小修或其他因素停機(jī)后，需做靜態(tài)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證保護(hù)回路、邏輯以及定值的準(zhǔn)確性。

靜態(tài)試驗(yàn)正常步驟為：運(yùn)行人員掛閘→儀表強(qiáng)制跳閘條件→機(jī)組跳閘，本次機(jī)組EH油壓突降故障主要是由于儀表人員未認(rèn)真按照靜態(tài)試驗(yàn)正常操作步驟進(jìn)行導(dǎo)致，EH油壓突降故障發(fā)生后，機(jī)組EH油油質(zhì)突然惡化，引起了后續(xù)機(jī)組EH油溫高、主汽門(mén)和調(diào)門(mén)異常擺動(dòng)等后果，嚴(yán)重影響了機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)行，所以按照正確的操作步驟開(kāi)展機(jī)組靜態(tài)試驗(yàn)極為重要。

3.2 重視EH油油質(zhì)管理

從2.2.2節(jié)分析可知，EH油系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，循環(huán)的EH油油質(zhì)尚可，但EH油箱底部沉積著大量雜質(zhì)、膠體，可見(jiàn)機(jī)組EH油油質(zhì)本質(zhì)上已然惡化。針對(duì)此，計(jì)劃采取三種措施來(lái)確保機(jī)組EH油油質(zhì)正常穩(wěn)定：（1）對(duì)EH油系統(tǒng)進(jìn)行為期45 d的在線(xiàn)濾油，其效果良好（處理前后油質(zhì)對(duì)比如表1所示）。（2）在機(jī)組大修時(shí)，將EH油箱倒空，對(duì)EH油箱底部的頑固臟物進(jìn)行清理，從源頭杜絕EH油油質(zhì)污染。（3）重視EH油定期取樣及再生工作；每四個(gè)月取樣分析一次，取油樣時(shí)所用容器必須清潔；每周投入再生裝置運(yùn)行8 h，保持油質(zhì)中性及合格的顆粒數(shù)；停機(jī)后盡量保持EH系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，如檢修或更換部件后，要留有足夠的濾油時(shí)間，保證啟機(jī)時(shí)油質(zhì)合格。

表1 2#汽輪機(jī)EH油處理前后油質(zhì)對(duì)比

4 結(jié) 語(yǔ)

2#汽輪機(jī)EH油壓突降故障本身并不會(huì)對(duì)機(jī)組產(chǎn)生過(guò)多的影響，但由EH油系統(tǒng)超流量循環(huán)引起的EH油油質(zhì)惡化卻很大程度上影響了機(jī)組的正常運(yùn)行，故障發(fā)生后EH油泵所有（四個(gè)）出口濾芯全部壓損破壞，且2#汽輪機(jī)在并網(wǎng)帶負(fù)荷過(guò)程中頻繁出現(xiàn)了由于EH油油質(zhì)差導(dǎo)致的主汽門(mén)、調(diào)門(mén)擺動(dòng)，不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且給裝置的安穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)了不利的影響。因此，要重視汽輪機(jī)機(jī)組的潤(rùn)滑油、EH油油質(zhì)管理，除按照廠家維護(hù)導(dǎo)則對(duì)EH油系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)以外，也應(yīng)參考成熟企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)為油系統(tǒng)配備在線(xiàn)濾油機(jī)，并在大修過(guò)程中對(duì)油箱底部進(jìn)行清理，只有這樣才能確保機(jī)組可靠的長(zhǎng)周期運(yùn)行。