2#汽輪機EH油壓突降、油質惡化故障分析及處置

王勝輝

（中天合創能源有限責任公司化工分公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

中天合創能源有限責任公司化工分公司汽機裝置2#汽輪機采用上海電氣集團股份有限公司生產的CCZK135-11.8/1.8/0.9型汽輪機，該機組為超高壓、單軸、直接空冷、具有兩級可調整的抽汽式汽輪機；汽輪機調節系統采用高壓抗燃油系統，配套有一個足夠容量的EH油箱，兩臺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EH油循環冷卻油泵配合冷油器、精濾（用于EH油冷卻、過濾），一套由波紋纖維素濾器及其相串聯的硅藻土濾器組成的再生裝置。2021年11月，2#汽輪機開機過程中發生EH油壓突降、油質惡化故障，本文對故障原因進行了分析，并提出相應的在線處理方法。

1 故障現象及直接影響

1.1 故障現象

2021年11 月2 日9 時50分，2#汽輪機準備掛閘開始靜態試驗（儀表強制），EH油泵A運行正常；9時51分，機組EH油供油母管壓力由14.2 MPa開始突降，期間備用EH油泵B聯啟，EH油箱液位保持恒定，兩臺EH油泵同時運行仍未能保持EH油供油母管壓力，EH油壓力繼續下降至6.3 MPa，且現場EH油泵A、B出口流量由正常的11 L/min突增至40 L/min，運行人員果斷停運兩臺EH油泵。

1.2 直接影響

2#汽輪機EH油系統油壓突降故障發生后，現場檢查EH油系統管件接頭未發現漏點，且EH油箱油位未降低。重新啟動EH油泵，EH油供油母管壓力維持在14.0 MPa，EH油溫開始攀升至報警值，兩臺EH油泵出口濾網壓差大報警開關頻繁報警，EH油循環冷卻泵投入后，泵出口壓力極低，EH油溫無法控制。隨即停運EH油泵，對系統進行檢查，發現EH油循環冷卻油泵入口濾網堵塞嚴重，EH油泵四個出口濾網均壓損變形，2#汽輪機EH油油質突然惡化，出現了大量雜質、膠體。

2 故障原因分析

2.1 機組掛閘原理

機組掛閘過程可認為是機組AST油壓建立的過程。首先由儀表專工屏蔽機組真空低跳機信號，然后點擊機組掛閘按鈕，DEH系統（數字電液控制系統）會發出一個信號至復位電磁閥，使危急遮斷器復位；同時DEH系統會發出另一個信號至AST油壓低停機DI硬點，并對其進行10 s左右的屏蔽，使汽輪機所有跳閘信號消失，DEH系統檢測到機組主保護跳機條件消失，發出掛閘信號，指令機組AST電磁閥帶電關閉，EH油系統開始充油憋壓（如圖1所示），待檢測到EH油系統AST油壓≥6.89 MPa時，DEH系統反饋掛閘完成，高壓調門、中低壓調門開啟至全開位。待機組進汽且真空值達到規定值時，解除對機組真空低跳機信號的屏蔽。

圖1 EH油系統掛閘后各組件狀態

2.2 故障原因

2.2.1 EH油壓突降原因

2#汽輪機EH油壓突降故障現象發生時，機組EH油系統無泄漏，重新啟動EH油系統后，EH油壓正常，機組掛閘正常，可判定2#汽輪機EH油系統各設備、組件完好無異常。

調取機組各參數歷史曲線發現，9時51分油壓突降故障發生時，在機組掛閘信號存在，AST電磁閥未帶電、機組AST油壓未建立的情況下，機組四個高壓調門（GV1～GV4）開度指令為100%，開度反饋為0。

經與儀表人員溝通，故障發生前為便于靜態試驗快速完成，誤將機組掛閘信號強制為已掛閘，致使機組在AST、OPC油壓未建立的情況下，高壓調門按照掛閘狀態動作，調門伺服閥開度由0快速開至100%，大量高壓油通過開啟的伺服閥導入油動機油缸下腔內。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AST油、OPC油作用），杯型滑閥被油缸下腔內的高壓油沖開，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，兩臺恒壓變量EH油泵同時啟動，但此時系統EH油流量超過油泵最大穩壓流量，致使EH油供油母管壓力無法維持，EH油壓突然下降。

2.2.2 EH油油質惡化原因

由1.2節分析可知,2#汽輪機EH油壓突降故障與EH油油質惡化存在因果關系，抽查機組EH油油壓突降前油質分析報告，EH油油質合格。由2.2.1節分析可知EH油壓突降故障發生時，EH油系統處于超大流量運行狀態，考慮到EH油泵出口濾網及EH油循環冷卻油泵入口濾網均是在EH油超大流量循環、EH油壓突降故障發生后出現嚴重堵塞現象，由此推斷EH油系統油質突然惡化是由于EH油超大流量循環將EH油箱底部沉積的大量雜質、膠體卷起攜帶入EH油系統各設備、管件所致。

3 故障處置

3.1 正確完成靜態試驗

為確保機組運行期間油動機動作正常且異常工況下能緊急停運，汽機裝置在機組大小修或其他因素停機后，需做靜態試驗來驗證保護回路、邏輯以及定值的準確性。

靜態試驗正常步驟為：運行人員掛閘→儀表強制跳閘條件→機組跳閘，本次機組EH油壓突降故障主要是由于儀表人員未認真按照靜態試驗正常操作步驟進行導致，EH油壓突降故障發生后，機組EH油油質突然惡化，引起了后續機組EH油溫高、主汽門和調門異常擺動等后果，嚴重影響了機組的長周期運行，所以按照正確的操作步驟開展機組靜態試驗極為重要。

3.2 重視EH油油質管理

從2.2.2節分析可知，EH油系統正常運行時，循環的EH油油質尚可，但EH油箱底部沉積著大量雜質、膠體，可見機組EH油油質本質上已然惡化。針對此，計劃采取三種措施來確保機組EH油油質正常穩定：（1）對EH油系統進行為期45 d的在線濾油，其效果良好（處理前后油質對比如表1所示）。（2）在機組大修時，將EH油箱倒空，對EH油箱底部的頑固臟物進行清理，從源頭杜絕EH油油質污染。（3）重視EH油定期取樣及再生工作；每四個月取樣分析一次，取油樣時所用容器必須清潔；每周投入再生裝置運行8 h，保持油質中性及合格的顆粒數；停機后盡量保持EH系統連續運行，如檢修或更換部件后，要留有足夠的濾油時間，保證啟機時油質合格。

表1 2#汽輪機EH油處理前后油質對比

4 結 語

2#汽輪機EH油壓突降故障本身并不會對機組產生過多的影響，但由EH油系統超流量循環引起的EH油油質惡化卻很大程度上影響了機組的正常運行，故障發生后EH油泵所有（四個）出口濾芯全部壓損破壞，且2#汽輪機在并網帶負荷過程中頻繁出現了由于EH油油質差導致的主汽門、調門擺動，不僅造成了巨大的經濟損失，而且給裝置的安穩運行帶來了不利的影響。因此，要重視汽輪機機組的潤滑油、EH油油質管理，除按照廠家維護導則對EH油系統進行定期維護以外，也應參考成熟企業的經驗為油系統配備在線濾油機，并在大修過程中對油箱底部進行清理，只有這樣才能確保機組可靠的長周期運行。