国产200MW机组电液伺服阀故障的原因分析与处理.docx

国产200MW机组电液伺服阀故障的原因分析与处理国产200MW机组电液伺服阀故障的原因分析与处理摘要：随着自动化程度的提高，汽轮机数字电液控制系统已得到广泛应用，EH油系统作为汽轮机数字电液控制系统的重要组成部分，它的故障严重危及汽轮机的安全运行。电液伺服阀是EH油系统中执行机构的重要部件，分析伺服阀故障原因及处理是一项很重要的工作。关键词：汽轮机;电液伺服阀;抗燃油;油质1、概述富拉尔基发电厂总装机容量为1200MW，为6台哈尔滨汽轮机厂生产的N200—130—535/535型汽轮机。6台机组经过改造，设备选用上海新华控制工程有限公司生产的DEH—ⅢA型纯电液调节系统。改造后，6台机组经过多次启停机及长周期运行考验，使用情况良好。但在使用中也暴露了一些问题，特别是电液伺服阀经常出现故障，现概括如下，以便大家探讨和改进完善。2、电液伺服阀的结构和工作原理电液伺服阀是由控制线圈、永久磁钢、可动衔铁、弹簧管、挡板、喷嘴、断流滑阀、反馈杆、零点调整钮、固定节流孔、滤油器、外壳等主要零件组成。电液伺服阀的工作原理是一个力矩马达和两级液压放大反馈系统所组成。第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统;第二级放大是滑阀系统。当电调装置来的电流进入控制线圈时，在永久磁钢的作用下产生偏转扭矩，使衔铁旋转带动挡板，改变喷嘴与挡板间隙，从而产生油压差，使油缸活塞移动，输出位移量来操纵调节汽阀的开度。为了增加调节系统的稳定性，在伺服阀中设置了反馈弹簧。另外，在伺服阀调整时有一定的机械零偏，以便在运行中突然发生断电或失去电信号时，借机械力量，最后使滑阀偏移一侧，使汽阀关闭。3、具体问题的提出华电富拉尔基发电厂汽轮机调节系统的工作介质是高压抗燃油，化学名称为三芳基磷酸酯，简称EH。每台机组高压调节汽门、中压调节汽门各4个，共配用了8个电液伺服阀。2010年5月份，#3机组正常运行时，#1高压调速汽门突然关闭，造成机组负荷的波动。2010年12月份，#6机#3中压调速汽门也突然关闭。这两次情况经运行、检修人员及时处理，均未造成较大影响。这几年其它机组也相继发生过类似现象。经过几年来的跟踪分析发现多数情况都是电液伺服阀卡、堵造成的。4、故障原因分析针对我厂阀门关闭故障现象，作了大量检查分析4.1、控制部分故障4.1.1、DEH控制系统软件故障该类故障包括软件突然出错，阀门特征参数发生了变化，可调参数被修改，软件带有病毒，系统某个环节通信突然中断等。不过DEH系统信息量并不大，操作量不多，软件设计比较科学，加上管理严格，发生DEH系统软件故障的可能性极小。4.1.2、DEH控制系统硬件故障比如工作/备用阀门故障，输入/输出接口模块故障，控制、反馈信号回路短路、断线、接触不良等等。由于硬件设计较科学，只要运行，维护检查措施到位，发生硬件故障的可能性也不大。4.2、电液伺服阀本身故障电液伺服阀本身故障是指伺服阀控制短路或断线。零部件腐蚀、密封件损坏造成泄露，滤油器堵塞造成油流不畅等。造成伺服阀本身故障的原因较多，如抗燃油油质不合格，抗燃油油温过高，其颗粒度、酸性等指标超过规定标准等，都会使电液伺服阀工作不正常。导致抗燃油油质下降的原因有：4.2.、1油中大颗粒杂质进入检修过程中，结合件、零部件未清洗干净，检修环境不清洁，密封件老化脱落，EH油对油箱、管道内壁上有机物的溶解和剥离，EH油泵、冷却泵、滤油泵及部件金属间摩擦所产生的金属碎屑进入EH油中。4.2.2、抗燃油水解和酸性腐蚀EH油是一种磷酸脂，和其它脂类一样都能水解，磷酸脂水解后会生成磷酸根和醇类。所产生的酸性产物又进一步水解，促进敏感部件的腐蚀，而且三芳基磷酸脂对周围环境中的潮气吸附能力特别强，在北方夏季连续的阴雨天气里，可能会使EH油中含水量增大，使水中的酸性指标增加，导电率增大。酸值一般规定在0.5mgkoH/g以下，当酸值超过0.1mgkoH/g时就必须及时检查维护。酸值超标，导电率增大，就会引起电液伺服阀受到不同程度的腐蚀，在滑阀凸肩、喷嘴及节流孔处腐蚀尤为严重。另外，抗燃油油温过高会加剧电化学腐蚀。4.2.3、抗燃油油温过高高压抗燃油正常工作温度为20～60℃，当EH油长期在高温上限左右工作时，会发生高温氧化和裂变，局部过热就可能发生热裂变，导致酸值增加或产生沉淀，增加颗粒污染。温度升高还会使油的电阻率降低，对电液伺服阀阀口的电化学腐蚀加剧，使密封件加速老化。导致抗燃油油温过高的原因有：(1)系统压力调整过高，机械损耗过大。系统离热源太近，管路安装所经过部位环境温度过高。(2)有压回油单向阀漏流，系统溢流阀调整值过低。系统溢流阀调整值一般应高于泵出口2.5～3.0MPa。如出现此类情况，将使高压油直接流回油箱，使油箱内油温升高。(3)伺服阀热工偏值设定不准，造成伺服阀漏