600MW机组高调阀油动机故障原因及处理办法

600MW机组高调阀油动机故障原因及处理办法

岳宗里

（陕煤电力运城有限公司，山西运城，044602）

摘要：在当前电力市场现货交易模式下，机组深度调峰和频繁启停已成为常态化。高调阀的可靠性，对火电厂灵活调峰、抢发效益电量和保障容量电价收益至关重要。本文以某电厂高调阀运行中发生故障原因为例，详细说明事故发生的过程、原因分析、处理过程及防范措施，同时对该类型油动机的常见故障进行分析。

关键词：高调阀、油动机、节流孔、卸荷阀

1、油动机简介

火电厂高调阀油动机在机组运行中动作较频繁，油动机的升降带动高调阀的开关，从而调节汽轮机高压缸的进气量，保障机组精准带负荷能力。油动机的工作介质为抗燃油，通过变量柱塞油泵将抗燃油加压至14±0.5MPa，在DEH控制信号驱动电液伺服阀动作下，可控制进入油动机油缸工作腔室内的油量，从而使油动机活塞上下移动，高调阀同步开关动作。

2、事故过程及分析

2.1事故过程

某电厂1号机汽轮机为哈尔滨汽轮机厂与日本东芝公司联合生产的600MW亚临界空冷机组。某日1号机组带负荷365MW运行中，高调阀采用“2+1+1”的顺阀模式运行（GV1与GV4优先同步动作，GV3动作次之，GV2最后动作）。GV4阀位由94%突降至61%，阀位偏差大报警，在负荷不变的情况下，GV3随之开启。油动机在0%-61%开度区间可正常动作，61%以上开度则无法维持。

2.2原因分析

分析一：控制系统故障导致阀门异常关闭。经查在GV4阀位突降过程中，电液伺服阀电压为“-2V”即开阀，且就地有明显的过流声，母管油压由14MPa降至13.2MPa。反映出在阀位存在偏差时，控制系统动作指令为开阀，因此可排除控制系统故障导致的原因。

分析二：电液伺服阀故障。该电厂在线更换了电液伺服阀，故障未消除，因此可排除电液伺服阀故障导致的问题。

分析三：油动机卸荷阀的关闭油压不足。现场检查发现，GV4油动机保安油管温度为32℃，其余油动机保安油管温度为48℃，根据图1的油动机油路可知，导致这一现场的原因有：

1、节流孔部分堵塞。节流孔完全堵塞不过流会导致卸荷阀无法关闭，油动机开关均不动作。部分堵塞会导致卸荷阀控制油流量减少，油压降低。控制油由母管供至卸荷阀杯状阀芯顶部，用于关闭卸荷阀，即为卸荷阀的控制油。在运行中会有少量的油经杯状阀芯与阀套的间隙泄露至有压回油。另一路供至OPC母管，由OPC电磁阀来隔断OPC与无压回油。就地检查GV4油动机安全油（OPC油）管道温度为32℃，GV1、GV2、GV3油动机安全油管道温度为48℃。因此可基本确定，当节流孔部分堵塞时，卸荷阀控制油压降低，卸荷阀关力矩变小。当阀门开度增大，卸荷阀阀芯底部油压升高，阀芯受到开启力变大，开启力大于关闭力，卸荷阀打开，油缸下腔泄压，阀门关闭。经查，阀门在开度由95%降至61%后，指令95%不变的情况下，油动机有大量的过流声（卸荷阀泄油），阀门开度不变；后将指令改为61%，再下达新指令85%，油动机可顺利开启。此现象是因为卸荷阀打开后，卸走了油缸下腔油压，61%开度为平衡状态，故阀门不动作；当指令变化后，伺服阀关闭供油，这个过程中卸荷阀关闭，当指令为85%后，阀门可正常打开。因此，节流孔部分堵塞导致故障的概率偏大。

2、卸荷阀阀芯与阀套之间存在泄油。根据卸荷阀结构可知，卸荷阀阀芯在阀套内滑动，当卸荷阀阀芯与阀套间隙过大时，部分控制油经阀芯与阀套间隙处泄露至有压回油，阀芯顶部为弹簧力+控制油压力，油动机在61%-90%开度下，控制油压力最高，卸荷阀阀芯通流部分油压最高（伺服阀后供至油缸下腔油压最高）。卸荷阀控制油克服不了负载，卸荷阀瞬间开启一定开度，导致高压供油油压降低，油动机开度降低。此现象与节流孔部分堵塞一致，但由于该电厂GV4是突发事件，故概率偏小。

图1

3、事故处理

该电厂结合机组停运，解体卸荷阀及节流孔，检查发现卸荷阀阀芯与阀套间隙合格；检查节流孔发现，0.8mm的节流孔内部有滤网滤布的小颗粒杂质，随即清理节流孔并更换油动机滤芯后回装，机组挂闸试运正常。

4、防范措施

4.1使用质量可靠的油滤芯和密封件。本次事件主要原因为该电厂使用了不合格滤芯，滤布脱落堵塞节流孔。因此保障滤芯的品质至关重要。应使用氟橡胶、聚四氟乙烯材质的密封件，严禁使用丁晴橡胶等易与抗燃油发生化学反应的密封件，避免因密封件材质错误导致系统漏油和油品劣化，严重时可能导致机组非停。

4.2加强抗燃油油质监督，确保各项油质合格。抗燃油作为主机调速系统的工作介质，相当于调速系统的血液，因此油品质的好坏直接影响调速系统的运行状态。做好定期的滤油及滤芯更换工作，同时依照《电厂用磷酸酯抗燃油运行维护导则》DLT 571-2014，做好颗粒度、酸值、水分、泡沫特性等技术指标的把控，发现超标及时进行处理，确保调速系统正常运行。

4.3加强抗燃油系统检修管理。做好油动机、抗燃油泵返厂检修的质量跟踪和验收；规范检修工艺，日常维护更换滤芯工作及检修中的油管路拆卸等，都应严格保障设备清洁度；定期清理抗燃油箱，冲洗抗燃油系统，清除系统油泥等杂质。

5、常见故障分析

以下分析均以单侧进油、连续型油动机为例。

5.1油缸活塞密封不严，供、回油侧内漏量过大。油缸下腔进油，活塞上升并在活塞端面形成与弹簧相适应的负载力，活塞不断升高弹簧力逐渐增大，油缸下腔油压越高，因此在50%以上开度区间为油缸下腔油压最高区间。若密封件损伤会导致阀门开度在油动机全行程中均无法维持；若油缸或活塞环存在拉伤，会导致阀门在损伤区域开度无法维持。

5.2卸荷阀内漏。根据油动机油路图（图2）可知，卸荷阀控制油来自母管高压油经滤芯和节流孔后供至卸荷阀顶部。卸荷阀阀芯通流部分，连通油缸活塞下腔供油、活塞上腔回油以及有压回油。当卸荷阀发生较小内漏时，油动机开启，油缸活塞上移，油缸下腔油压逐步增大，卸荷阀持续卸载油缸下腔油压，当油动机到达目标开度后，伺服阀关闭供、回油通道，卸荷阀持续泄油，油动机活塞向关闭方向下移，当反馈与指令存在偏差时，伺服阀动作开始供油，就地现象为阀门开度无法维持频繁抖动。当卸荷阀内漏较大时，油动机则无法开启。

5.3卸荷阀密封圈损坏。卸荷阀阀套外侧有上下两道密封圈（如图2所示），上部密封圈用于隔离卸荷阀控制油与有压回油，下部密封圈用于隔离高压供油与有压回油。当上部密封圈破损时，控制油将泄漏至有压回油；当下部密封圈破损时，高压油泄露至有压回油使高压油压降低，回油压力增大，此现象与卸荷阀内漏一致。

图2

5.5滤芯堵塞。滤芯堵塞后会导致进油量不足，滤芯差压报警，油动机在开启过程中供油量不足，动作迟缓。

6、结语

本文以某电厂高调阀油动机故障为例，详细阐述了故障现象、分析、处理过程及防范措施，同时分析了油动机内部其余部件发生故障后，引起油系统的变化及故障现象。通过全面的分析便于及时有效的判断油动机的故障，并制定针对性的解决方案。

参考文献

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