江苏华电扬州发电有限公司汽机分部 江苏省扬州市 225600
[摘 要]某公司运行机组均采用磷酸脂抗燃油作为保安控制系统用油,在多年运行过程中发生多次设备故障,大部分都与控制油品质有关联,对相关组件进行清洗、检查后,故障均消除,机组运行正常、稳定。
[关键词] 控制油 品质 设备 故障 清洗检查 消除
我公司现役运行机组为两台330MW燃煤机组(编号为#6、#7机组),由哈尔滨汽轮机制造厂制造,型号为C300/N330-16.7/538/538;两台东汽-三菱公司F701F4型燃气-蒸汽联合循环发电机组(编号为#1、#2机组)。
1 控制油系统故障简介
1、2016年至2017年之间,公司#6、#7机组控制油系统运行中出现异常现象,EH油系统压力缓慢下降,最低到11.7Mpa,电流为42.0A左右,正常运行压力应为14Mpa±0.5,电流在24.0A左右。机组高、中压主汽门和调门运行异常。
2、2020年4月30日,#2机组C修结束,进行调试过程中发现#2机中压主汽门开启缓慢,进一步发展到无法开启的状态。通过对现场设备检查和运行参数分析,控制油母管压力正常,控制油泵电流偏大1A左右,中压主汽门油动跳闸阀未动作。
3、#1、#6机组运行中发现AST-OPC模块中ASP油压异常,虽然未影响机组运行,但对控制油保安系统造成了影响,说明AST电磁阀组存在重大安全隐患。
2 故障原因分析
针对上述控制油系统发生的设备隐患和故障,对设备进行了认真、仔细的解体检查,综合分析由控制油品质的长期恶化所造成的。控制油品质的好坏决定了机组能否长期、稳定地安全地运行,短期内可能无法显现,但长期运行后对设备产生质的影响,严重的可能造成机组无法运行。。
3 控制油品质对机组的影响
控制油品质主要包括以下几个方面:颗粒度、酸值 、水份、电阻率等。
3.1 颗粒度的影响
EH油中颗粒物的主要来源主要有:(1)设备长期运行中腐蚀的微粒,如伺服阀的金属微粒;(2)检修和注油过程中带入EH油系统的微粒;(3)EH油系统使用了不合适的密封材料,如丁睛橡胶O型圈等。颗粒度应满足NAS1638标准5级以上,本机组的EH油化验后油中的颗粒度不达标,只能达到6级的水平,EH油的密度较大为1.15g/cm3,管道中的污染物会悬浮在油中参与油循环。各种颗粒物造成了伺服阀的堵塞、节流孔的堵塞、止回阀和插装阀阀芯的卡涩,严重后果就是伺服阀不能正常运行,高中压主汽门开启缓慢或完全打不开。
控制油的颗粒物超标还会直接影响ASP油压的显示,造成油压比正常值偏大或偏小。
3.2 酸值的影响
控制油管路或部分元件处在高温环境中,温度升高使控制油氧化速度加快,造成酸度增加,颜色变深。
酸值超标会加快对控制油系统中的元件(电磁阀、伺服阀、密封件等)的腐蚀作用,降低调节系统的安全性,加快油质老化,产生凝胶状沉淀或固体沉淀,造成泄漏、内漏、元件卡涩拒动等现象,影响机组安全运行。
3.3 水份、电阻率的影响
电阻率是抗燃油的一个重要指标,当电阻率偏低时会引起伺服阀等液压元件 发生电化学腐蚀。伺服阀是一个非常精密的元件,其阀芯阀套之间的间隙为 1μm, 阀芯的位移也只有 0.4mm。如果伺服阀长期工作在电阻率低的抗燃油中,其阀芯 上的尖角很容易被腐蚀,一旦该处被腐蚀掉 0.1mm 的尖角,伺服阀的内泄漏量就 会从 1 l/min 增加到 10~20 l/min。如果系统中有多个伺服阀发生电化学腐蚀,EH 系统的工作压力就无法维持,会造成系统失效。所以,对抗燃油的电阻率应给予 高度重视。
抗燃油的电阻率是一个综合指标,根据国外抗燃油研究机构提供的资料,影 响抗燃油电阻率的因素有很多,最直接的因素有水分、酸值和金属离子。
还有一些因素也会对抗燃油的电阻率产生影响。 如氯离子、凝胶、沉淀物、硅藻土污染物、矿物油等。抗燃油本身没有氯离子, 但一些清洗剂中含有大量的氯离子,如喷雾清洁剂、汽油等,一旦使用了这些清 洁剂,氯离子就会进入到抗燃油中。氯离子除了使电阻率降低以外,还大量地积 聚在伺服阀的阀口处,加速伺服阀腐蚀。
4 如何改善控制油品质
4.1 控制油系统的大流量冲洗
控制油系统的油质已经严重劣化,首先要对系统中的所有过滤器滤芯进行更换,同时将所有油动机的伺服阀、节流孔卸下,装上冲洗堵板,启动两台控制油泵运行,进行长时间的大流量冲洗。加装在线滤油机,对控制油箱的油进行24小时不间断滤油,去除油中的杂质和水分,多次化验油质达到标准后再停止冲洗。
4.2 控制油的更换
控制油系统长周期运行后,油质会不断劣化,必要时可以排出一部分旧油,然后再补充等量的新油,对油质进行中和,提高油质。
4.3 加强检修工艺的监督
控制油系统检修工作要加强监督,严格检修工艺,特别对送出检修的设备(如油动机、控制油泵、再生冷却泵、蓄能器等)必须全过程进行跟踪监督,同时对外出送检的单位资质、信誉进行实地调研,防止在检修过程中由于检修工艺不规范造成氯离子的大量输入,从而使得控制油中的氯离子超标。
4.4 加强油质的过滤和化验
对控制油的再生装置进行升级改造,原有的硅藻圭和纤维素过滤器对酸值的改善作用有限,更换为加拿大EPT公司生产的HPS8102101型离子交换树脂过滤器,改善了控制油的酸值。定期对油质进行化验,将化验周期缩短到1个月(常规3个月一次)。加拿大EPT公司是专业从事抗燃油处理的公司,其离子交换树脂产品在欧洲和北美地区用于EHC 系统中已经有十几年的历史了,有着超过30,000,000 工作小时的使用经验,在磷酸酯抗燃油的品质控制方面取得了显著的成效,提高了整套控制系统的性能,减少了维护费用和换油成本,取得了巨大的经济效益。
4 结束语
按照上述各项措施的逐步实施后,整个控制油系统的油质得到了很大的改善,机组运行很长时间以来系统压力维持,高中压调门、主汽门开关调节正常,油动机伺服阀从未进行更换。在日常的机组维护中,严格遵守检修工艺规程,把好检修质量关,保证了机组的安全稳定运行,杜绝类似的情况发生。
2024年7月
参考文献:
机组运行系统图;
EPT系列离子交换树脂产品说明及安装手册。