王栋材+孟昊都
摘 要：南阳鸭河口发电公司#1、#2主机EH油系统制造商为瑞士ABB公司，因设计原因和设备老化，主机EH油系统多次发生设备异常，中压主汽门油动机因设计裕量不足，机组投运至今，发生中压主汽门打不开或异常关闭现象达30多次，甚至被迫停机处理。经过综合评估、分析和治理，对#2主机EH油系统进行国产化改造，避免发生主机EH油系统各类异常，提高主机可靠性水平。
关键词：EH油系统；国产化；研究与实践
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.096
1 概述
南阳鸭河口发电有限责任公司#2机组主机原制造商为ABB公司， 额定负荷350MW， 汽轮机为DK3Y---20104，亚临界参数，单轴、三缸双排汽，具有一次中间再热的反动凝汽式汽轮机。液压控制系统采用ABB S90型，其电液功能由电子系统PROCONTROL-P协调为数字电液控制系统（DEH），可以实现汽机挂闸、汽轮机启动、同步和加负荷、汽轮机的负荷调节、汽轮机停机、超速保护功能、快速、可靠地遮断机组进汽、运行中或停机状态下的试验等多种功能。
2 存在问题及研究
自投产以来，因设计原因和设备老化，#1、#2主机EH油系统多次发生设备异常，给机组正常带负荷和安全运行带来严重隐患。通过技术人员对问题的统计汇总，利用技术交流，与国内液压系统设计人员探讨，原液压系统原理和设计思路存在弊端，亟需优化改造。
（1）中压主汽门油动机设计裕量不足，在机组运行或试验中出现打不开的现象，自机组2001年至今已发生30多次，曾经被迫停机处理。因中压主汽门油动机和高调门油动机的控制油均为安全油，当机组一次调频动作时，高调门开启时影响安全油压；中压主汽阀油动机板阀水平设置，密封面易漏流；主汽门活动试验关闭后，油动机开启力不能克服阀碟前后的蒸汽压差，均会造成中压主汽门异常关闭。
（2）高调门油动机出现调节失灵，机组负荷突升或突降，造成机组振动大，相继出现#1、#2、#4高调门油动机调节失灵，造成#1轴振X向由67um突升至260um，机组险些跳闸。原设计油动机与阀杆连接块关闭时采用弹簧缓冲，弹簧调整块振动松脱失效，造成调节失控。
（3） EH系统油温高，抗燃油油酸值难以控制。抗燃油酸值长期不达标，酸值难以控制在0.15mgKOH/g以下，酸值最大达到0.40mgKOH/g。分析为原供油装置体积大，螺杆泵的功耗高，泵的大部分出功均作为油的发热耗散从而造成油质的持续恶化，同时因容积大使得原配置的过滤循环周期长也是油质不能维持的原因。
（4）维保费用高。油箱维持正常油位需3000升，因酸值控制难度大，每更换一次费用需60万元，每年投入的油品再生费用约20万元。
3 改造思路
为提高机组的运行中的可靠性，对原有的调速系统中的控制器和超速跳闸装置，阀门操纵机构和抗燃油供油装置等落后设备进行升级，实施优化改造。
（1）解决中压主汽阀执行机构故障关闭问题，更换油动机及执行机构，油动机的出力增加1.5倍，提高中压主汽阀的安全稳定性。考虑原调节系统液压原理中部分安全油参与阀门的调节控制，在机组参与一次调频期间会引起安全油压不稳定。优化液压原理：将控制油与安全油分开，在机组频繁调节过程中的控制油与安全油互不干扰。
（2）解决高压调节阀油动機快关缓冲问题，更换油动机及执行机构；将原来机械式的快关缓冲更改为液压式缓冲，更加有利于执行机构的装配与维护，且缓冲性能更加的稳定。
（3）为解决油质不达标问题，更换供油装置，将螺杆泵更换为恒压变量柱塞泵，系统油压由4.0MPa提高至14.0MPa，降低系统用油量及功耗，并配置高效的冷油器、油再生装置等设备；系统总油量约800L，主油泵功率30kW，额定流量100L/min。
（4）增加高压遮断模块独立控制系统安全油；保留原机械保安机构，增加机械保安机构与安全油接口装置，以保证系统对机组转速异常的连锁保护。高压遮断模块集成OPC、AST装置以及安全油监视、保护压力开关组件。如图1。
（5）考虑系统运行稳定性的要求，将比例阀更改为伺服阀。在调节阀油动机前增加进油滤油器，可以实现油质过滤及检修隔离，确保伺服阀稳定运行。为实现快速调节的需要，系统压力油管路增加高压蓄能器组件，用于稳定快速调节工况下系统压力波动。如图2。
4 改造实施阶段
项目前期进行了四次项目协调会、外出调研、设备订货、图纸会审等准备工作。30天进行了图纸设计论证，90天进行油动机的加工和装配，30天的设备安装，10天的设备调试。在实施过程中，设备到货晚、管件裂纹、电磁阀供货型号有误、汽轮机本体检修交叉作业等不利因素，施工过程质量控制有序，油循环三天油质颗粒度达到NAS4级，冷态调试一次成功，各项功能投入正常，阀门关闭时间符合设计规定，机组启动并网后解列做超速实验成功，系统连续投入运行。
5 改造评价效果
#2主机EH油系统国产化改造自2015年6月投运至今，没有再发生过以往油压频繁波动、高调门动作异常、中主门运行中关闭等故障，主机EH液压系统运行稳定，阀门状态正常，解决了长期困扰机组安全生产的隐患。
6 经验分享
前期设计阶段提出由隔膜阀控制危急机械遮断模块，因存在膜片破裂引起机组故障频发，推荐使用原机械遮断模块，考虑到液压油4MPa提升至14MPa，需解体检修和打压测试，试验结果表明，危急械遮断模块压力变送器因承压不足破裂，经现场加工和焊接，才得以恢复。
施工过程中，对到货管材验收严格把关，发现管件裂纹并及时更换，避免系统投运后的安全隐患。根据汽轮机本体高、中压缸扣缸节点变化及时调整施工计划，采取高压汽门预组装、连接油动机，及早完成了液压油管安装，为系统油循环提前创造了条件。严格控制油管清扫和焊接质量，油冲洗的时间大为缩短，油循环仅三天时间，液压油颗粒度即合格达标，油质合格为系统调试提前进行创作了条件。
7 总结及不足
#2主机EH油系统国产化改造是国内首台 ABB机型、350MW火电机组调速系统全面改造，其油站系统配置、油动机与阀门联接方式、跳闸保护装置等关键技术特点都进行升级优化，改造如期完成、安全投运，实现了预期效果。
下步工作中，将中压主汽门操纵座弹簧预紧力不足，油动机采用临时支撑支架，逻辑修改等工作进行总结和改进，不断提高设备的技术管理水平，优化设备性能，持续提高设备可靠性和经济性。
参考文献：
[1]王力国.300MW机组油系统故障分析[J].电力安全技术，1999：23-24.
[2]夏以群.EH油系统的维护及故障分析[J].热力透平，1999：12-13.
[3]张铨平.300MW汽轮机组发电机高压抗燃油系统常见故障分析[J].河南电力，2011：20-21.
[4]南阳鸭河口发电有限责任公司设备检修规程[S]：Q/Y&T设2004.022-2012：6-7.
[5]南阳鸭河口发电有限责任公司设备运行规程[S]：Q/Y&T运2004.022-2012：18-19.
作者简介：王栋材（1970-），男，河南南阳人，工程师，从事火电厂集控运行、设备维护、安全生产及技术管理工作。endprint
