发电厂EH油系统漏油分析及预防措施
张敬周 洪金英
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张敬周 洪金英 ,. 发电厂EH油系统漏油分析及预防措施[J]. 发电技术与研究,20212. DOI:10.12721/ccn.2021.157033.
摘要: EH油系统作为汽轮机控制系统的执行机构,管道是否安全严重影响着人身、设备安全和机组稳定运行,从某电厂近年来EH油系统发生的漏油、渗油缺陷来看,结合调节阀各状态下调节油流向原理,梳理分析了六大原因,并对原因进行展开分析。最后阐述了三点可行的预防措施,可较好的预防管道漏油、渗油隐患,保障机组安全稳定运行。
关键词: EH油;高压调节阀;漏油;渗油
DOI:10.12721/ccn.2021.157033
基金资助:

引言

某电厂共有4台百万级发电机组,汽轮机全部为国内东方电气汽轮机厂生产,采用DEH数字电液调节系统(DEH:Digital Electro-Hydraulic control system),液压调节采用高压抗燃油(EH油),控制汽轮机主汽阀、调节阀、旁路系统以及给水泵汽轮机的配汽机构,工作压力控制在12.5 MPa左右,具有防火、灵敏、精度高的优点。EH油系统在功率运行中多次出现异常缺陷,主要表现为EH油管接头漏油和油动机本体渗油,影响机组安全可靠运行。

1.现状概述

2019—2020年,数据来看,缺陷主要集中发生在调节阀油动机本体螺栓与引压管线接头位置,其次是安全油压测量隔离阀位置,再次是油动机卸荷阀和节流孔板处。

2.原因分析

根据2019—2020年机组EH漏油、渗油缺陷统计清单和现场管线布置,结合调节阀各运行状态下调节油流向,对所经部件的渗油、漏油原因进行展开分析。

2.1  阀门振动引发管道疲劳松动

大部分管道在出现裂纹和发生断裂前都曾有过较长时间、较高频率和较大振幅的振动,使活接根部造成较大的应力变化,EH油管如同在做长时间的疲劳破坏试验。应力影响区造成管道和活接母材组织变脆,是整个管道的最薄弱区。因此,在GRE调节阀晃动的情况下,管道活接口、螺栓容易松动渗油、焊缝根部附近最容易出现裂纹。以高压调节阀开启状态为例,开启状态下阀门振动加大,促进油动机本体螺栓和垫片松动、松弛,是出现调节油渗漏频发的主要原因之一。根据2019年12月25日现场巡检发现1号高压调节阀4GRE001VV油动机处挂有油滴,下方有稍许滴落油迹处理情况,就地检查情况出票进行螺栓在线紧固,渗油得到有效处理。

2.2 汽阀本体振动牵连管道振动。

由于机组负荷变动,蒸汽压力和调节阀开度都在实时变化,调节阀壳体在不断振动,而油动机又固定在调节阀阀体上,导致油动机油管产生牵连振动,使油管及活接承受较大的交变应力,振动缓冲不足,直接传递到油动机及油管,中压油动机布置位置高,油管道长,管道支架相对刚性不足,容易和汽阀本体一起发生振动,导致油管振动,最终导致渗油和管道裂纹的产生。需测算振动值,合理增加弹簧或支撑垫片材料,减少振动值。

2.3 密封紧固不严

根据《HP油动机及操纵座运行维护手册》维修过程中严格保证所有零部件的清洁度,大修时更换整套密封件,维修过程及维修后应及时收集、处理漏油。易损零部件包括:高压调节阀油动机密封套件、比例阀、比例阀密封套件、电磁阀密封套件、卸载阀、O 型密封圈。

缺陷清单中安全油压测量隔离阀 4GSE402VH泄漏,造成跑油。分析其原因为:4GSE402VH下游与管线连接卡套为锥式密封,接头内部O型圈老化导致漏油。根据缺陷清单同样存在卸荷阀相关位置漏油情况,若卸荷阀出现严重缺陷,调节油从卸荷大量排出,调节阀实现快速关闭,直接影响机组运行。

2.4长期高温下油质碳化

长期在温度较高的环境中,活塞杆金属表面的油存在碳化,碳化颗粒也可随油流动到设备死角以及卸荷阀、比例阀等处累计造成卡涩,影响阀门动作。碳化颗粒聚集在活塞杆表面进而破坏活塞杆的光洁度,当阀门调节开度,结碳处通过密封圈造成密封圈损坏,如此反复多次造成渗漏。

另外O型圈耐高温能力比较差,长期处于高温环境中会脆化,并产生炭黑小颗粒(疑似油泥物质),阀门动作时产生卡涩、渗油。此原因导致的渗油可能会伴有阀门卸荷关闭迟缓。

 2.5大修后装配受力不均。

设备检修后回装,螺栓预紧力存在偏差可能导致内部结构受侧向力,加速活塞与密封圈之间的磨损,引起渗油。再装配工作需严格执行力矩标准,对密封圈、垫片的安装工艺应有更高的人员资质要求。

2.6 外部及内部腐蚀

由于EH油管为奥氏体不锈钢,对氯离子特别敏感,材质不耐晶间腐蚀,EH油在运行中由于高温等影响,较高的环境温度会加剧EH油裂化,造成酸值增加,电阻率减小,造成管道内部腐蚀。由于布置空间狭小、施工工艺不良,部分管道被保温及防火泥接触,而保温泥中含有酸性成分,造成管道外部腐蚀,导致管道裂纹。部分管道支架固定工艺不良,不锈钢和普通碳钢支架接触造成碳元素析出,也会导致管道腐蚀加剧。

3预防措施

3.1 增加一台永久滤油机。

目前已有成熟的工作流程控制油质来源,运行中抗燃油对颗粒度、酸值、水分等理化指标已有定期化验,未经检验的抗燃油不准加入调节油箱之中。但运行过程不可避免的产生油泥,无法根本消除,调节油中含有的油泥,可以通过外加永久滤油机、以及大修期间注意油冲洗将残留的油泥,避免破坏阀门密封面导致渗油。

3.2 加装防踩踏板

在MX汽轮机厂房日常巡检和检修过程中,工作人员有时会无意间踩踏供油管线,根据现场管线流体标识多次踩踏脱落现象可证实误踩概率偏高。存在调节油管道根部产生裂纹或者断裂的隐患,为了杜绝此情况,需要在高中压缸化妆板两侧EH油管线上方增加防踩踏板。

3.3 管道布线进行可行性优化。

弯管时尽量增大弯曲半径,减少过急的弯管,增大弯管半径可以有效降低冲刷。管道对接口尺寸要符合工艺要求,避免螺栓超力矩断裂,减少对管壁的损伤。

改进油动机的安装底座,减少热传导面积,增加通风,降低油动机及调节油的局部过热。

设备管理部门加强对管道支架的检查维护,消除管道振动源,制订方案合理地加固支架,对部分振动大的管道加装橡胶阻尼套管,减缓振动幅度和频率,或把应力分散,防止集中在焊口或管套螺栓等薄弱区。

结论

EH油系统作为汽轮机控制系统的执行机构,管道是否安全严重影响着人身、设备安全和机组稳定运行。本文通过现场实际工作和缺陷清单梳理,对调节油漏油原因及缺陷高发部位梳理分析了六大原因,并对原因进行展开分析。最后阐述了三点可行的预防措施,可较好的预防管道漏油、渗油隐患,保障机组安全稳定运行。

参考文献

[1]张靖,200MW汽轮机中亚主汽阀活动试验时无法开启的分析与处理,《科技与创新》

[2]江长征,国产600MW汽轮机组EH系统故障分析

[3]东方汽轮机有限公司,设备运行维护手册—GRE、GSE HP油动机及操纵座运行维护手册,2014.06.16