黄永昆
广东粤电中山热电厂有限公司，广东中山528445
摘要：某热电厂#1号机组汽轮机在一次冷态启动运行过程中，汽轮机AST安全油压偏低，且当高、中压主汽调门、旋转隔板同时达到100%开度时，EH油泵电机电流异常增大，EH油温度上升，本文主要针对以上问题对安全油系统进行了分析，并介绍相应的处理措施，最终查明原因并解决了问题，确保机组安全稳定运行。
关键字：联合循环；汽轮机；安全油；EH油；措施
0 引言
某热电厂#1号机组为“一拖一，双轴布置”燃气-蒸汽联合循环机组，其中燃气轮机为日本三菱生产的M701F4改进型燃机，汽轮机为东方汽轮机厂生产的LC150/98-13.3/1.5/566/566型汽机，机组总装机容量为460MW，汽轮机DCS控制系统为艾默生Ovation系统，EH油系统由东方汽轮机厂提供的成套高压抗燃油装置。
2021年3月，该电厂#1号机组汽轮机执行冷态启机，发现汽轮机挂闸后AST安全油压力较以往数据有所降低，AST安全油压力只有11.6MPa（正常油压为13.7MPa）,且当高、中压主汽调阀、旋转隔板同时达到100%开度时，EH油泵电流会异常增大至45A（正常运行时电流为21A），EH油温度也会上升，以上问题对汽轮机安全稳定运行有着严重的影响。
1 系统介绍及原因分析
1.1 EH油系统
汽轮机EH油供油系统主要由EH油箱、滤网、EH油泵、控制块、蓄能器、溢流阀、EH油冷油器以及一套循环过滤再生装置组成。EH油的主要用户有高、中、低压主汽阀、主汽调阀、旋转隔板以及供热抽汽快关阀，汽轮机正常运行时，EH油正常压力为14MPa左右，汽轮机EH油系统图如图1所示：
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图1 汽轮机EH油系统图
结合汽轮机EH油系统图分析，影响汽机AST安全油压低的原因可以从EH油供油油路和EH油用户侧油路两个方面着手分析，EH油供油油路可能存在的原因有：EH油泵故障、EH油系统滤网堵塞、供油溢流阀故障以及供油管路泄漏等，而EH油用户侧油路影响汽机AST安全油压低可能原因有：AST电磁阀或OPC电磁阀泄漏、油动机伺服阀泄漏、油动机压力油供安全油油路堵塞、高压蓄能器放油阀内漏等。EH油系统存在泄漏，造成EH油泵出力增大是EH油泵电机电流增大的主要可能原因。针对以上存在的可能原因，专业展开了逐一排查确认。
1.2 原因分析及处理
1.2.1 EH油泵故障
查阅该电厂EH油泵资料，现场布置的是两台容量为100%的恒压变量轴向柱塞泵（控制油泵），正常运行时EH油泵通过调节装置控制出口压力在14MPa左右，若EH油压力波动较大，可能是该装置存在故障。通过查看DCS系统EH油压力曲线以及就地EH油泵出口压力表，未发现EH油泵出口油压波动的情况。又通过切换备用EH油泵运行的方式，汽轮机AST安全油压低、EH油泵电流大的问题仍然存在，故排除EH油泵故障的影响。
1.2.2 EH油系统滤网堵塞
EH油系统滤网包括油泵入口滤网和出口滤网，若EH油杂质较多造成滤网堵塞，会造成EH油供油流量减少，虽然会使汽机AST安全油压力降低，但是EH油泵电机的电流不会升高，与目前遇到的问题不一致。另外通过查看EH油供油压力以及切换油泵运行方式，也排除了EH油系统滤网堵塞的可能。
1.2.3 供油溢流阀故障
供油溢流阀设置在EH油泵出口后，其作用相当于供油管道上的安全阀，当管道压力大于溢流阀设定值时，溢流阀动作打开，部分EH油通过溢流阀回油至EH油箱，确保供油管道不超压。若供油溢流阀存在泄漏故障时，EH油泄漏量增加，EH油油压力会减小，从而造成AST安全油压力减小，EH油泵电机电流增大，与目前的现象吻合。但通过就地查看EH油供油压力正常，测量溢流阀后管道温度正常，故排除供油溢流阀故障的可能。
1.2.4 AST电磁阀泄漏
汽轮机AST电磁阀共有4个，采用串并联模式，当汽轮机挂闸时，4个AST电磁阀带电关闭，使得AST安全油压建立。当汽轮机打闸或故障跳闸时，4个AST电磁阀会同时失电，将AST安全油泄压，使得汽轮机主汽门和调门迅速关闭。查阅安全油图纸，若正常运行时AST电磁阀发生泄漏，也会导致汽轮机安全油压低的现象，根据这个猜测，专业维护人员对AST电磁阀展开排查，通过查阅DCS历史数据，机组正常运行时安全油压力为14MPa，中间油压为7MPa左右（约为2:1关系），而目前安全油压力为11.5MPa，中间油压为5.6MPa，根据比例关系不能判断AST电磁阀有泄漏，而后又通过依次动作单个AST电磁阀，发现安全油压与中间油压变化趋势正常，故排除AST电磁阀泄漏的可能。
1.2.5 OPC电磁阀泄漏
汽轮机正常运行时，OPC电磁阀处于失电关闭状态，当汽轮机OPC保护动作或汽轮机打闸时，OPC电磁阀得电打开，OPC油从而被泄走。另外在汽轮机挂闸时，OPC油会通过一个单向逆止阀给AST油补油，由于该单向逆止阀的原因，OPC电磁阀泄漏并不会造成AST油压异常的可能，专业维护人员利用晚上机组调停的机会，在机组停运的情况下，通过在DCS上强制OPC电磁阀带电打开，观察AST油压力并未发生变化，故排除了单向逆止阀、OPC电磁阀故障的可能。
1.2.6 高压蓄能器放油阀内漏
高压蓄能器的主要作用是维持系统油压相对稳定，吸收和缓冲油压的变化，该汽机EH油系统配备6套蓄能器组，每个蓄能器装有一个隔离阀和一个放油阀，若放油阀关闭不严，EH油则会通过放油阀回油至油箱，从而造成EH油压力低的情况。通过现场检查所有蓄能器放油阀阀位情况，以及放油阀后回油管温度以及振动，未发现存在异常的放油阀，故排除高压蓄能器放油阀内漏的可能。
1.2.7 油动机伺服阀泄漏
伺服阀主要用于汽轮机高、中压主汽调阀、旋转隔板动作的控制调节，该厂伺服阀为MOOG两级电液伺服阀，其动作原理为：当收到开指令时，由于力矩马达的线圈产生电磁力使得衔铁带动挡板向右偏转，导致右侧的喷嘴流量减少，进而增大了阀芯右侧的压力，推动阀芯向左移动，压力油（P）与油动机（A）导通，压力油从而进入油动机达到开阀目的。当收到关指令时，挡板向左偏转，导致左侧的喷嘴流量减少，阀芯左侧的压力增大，推动阀芯向右移动，油动机（A）与有压回油管路（T）导通，油动机内的压力油被泄走从而达到关阀目的。当达到目标阀位时，伺服阀阀芯回到中间位置，油路处于关闭状态，油动机既不进油也不泄油，油动机阀位保持不动。伺服阀结构图如图2所示：
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图2 伺服阀结构图
结合图2 伺服阀结构图可知，若伺服阀阀芯存在内漏，导致压力油（P）与有压回油（T）相通，则会造成EH油压力下降，从而导致AST安全油压力低、EH油泵电机电流异常增大的情况发生。根据此原因分析，专业维护人员同时更换了高、中压主汽调阀、旋转隔板动的伺服阀，汽轮机挂闸后仍然存在汽机AST安全油压低、EH油泵电流大的问题，故排除伺服阀故障的原因。
1.2.8 油动机压力油供安全油油路堵塞
汽轮机AST安全油是压力油分别通过高、中压主汽门油动机供油支路节流孔、快关电磁阀后同时和OPC油共同充压形成的，而OPC油又是压力油分别通过高、中压主汽调阀、旋转隔板以及抽汽供热快关阀油动机供油支路节流孔、快关电磁阀后充压形成的，如若某个油动机上的节流孔堵塞或快关电磁阀内漏，就有可能造成AST安全油压力低、EH油泵电机电流增大的情况。结合以上猜测，专业维护人员通过逐一对各主汽门、主汽调门油动机进油手动阀开关试验进行确认，试验结果如表1所示：
表1 各油动机进油手动阀开关试验AST安全油压力对比表
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通过数据对比，发现分别单独打开汽轮机高压主汽调阀和中压主汽阀进油手动阀时，得出的AST油压试验数据异常，故初步判断这两个油动机上的节流孔或快关电磁阀可能存在问题，专业维护人员将以上部件拆出检查，节流孔未发现有异物堵塞情况，最终判断两个快关电磁阀存在内漏可能，并决定更换新的快关电磁阀。
2 处理效果
根据以上的排查与分析，电厂专业维护人员利用晚上调停机会对汽机高压主汽调阀和中压主汽阀的快关电磁阀进行了更换，更换后启动EH油系统开展汽轮机挂闸试验，检查AST安全油压恢复正常，EH油泵电机电流21A，EH油温度恢复正常，同时开展主汽门、调门活动性试验，各阀门开关动作正常，且第二天机组启动运行正常，EH油系统未发现异常，至此该汽轮机AST安全油压力低、EH油泵电流增大、EH油温度高的缺陷处理完成。
3 结束语
EH油系统作为电厂汽轮机调速系统的液压动力来源，是汽轮机控制系统的核心，它出现故障将会严重威胁汽轮机的安全稳定运行，所以保证汽轮机EH油系统的正常运行十分重要。本文就汽轮机运行时EH油系统AST安全油压低、EH油泵电流异常增大、EH油温度升高等异常问题进行了原因分析排查，并提出处理办法。在对EH油系统进行故障原因分析时，需根据系统原理图和设备结构图，同时对比机组正常运行时的数据，结合可能存在的原因逐一排查每个设备，找到问题后彻底根治故障，才能保证机组安全可靠运行。
参考文献：
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[3] 孔祥宇，侯飞,等.汽轮机停机打闸后EH油压低原因分析及处理[C]. 中国发电自动化技术，2016：109-115.
作者简介：黄永昆（2016年7月-至今），男，助理工程师，从事燃机电厂热工控制工作。