汽轮机组抗燃油泵电流异常增大原因分析及处理

汽轮机组抗燃油泵电流异常增大原因分析及处理摘要：本文结合某热电公司机组运行中抗燃油泵电流异常增大的情况，对其分析、排查、解决过程进行论述，通过参数分析、现场摸排以及试验验证，得出造成此问题的分析结论。

利用机组检修机会，对调速系统各部件进行解体检修及更换，得出的结论与分析结果一致，彻底解决了抗燃油泵异常增大的问题。

在总结中，提出了保证抗燃油系统健康运行的有效措施及建议。

该问题的分析与解决对同类型系统具有较强参考价值，能够及时发现并解决抗燃油泵电流异常的问题，确保机组稳定、可靠运行。

关键词:抗燃油；电流；调速系统；油质；伺服阀；泄漏1引言汽轮发电机组的抗燃油系统（也称调速系统）是汽轮机正常运行、实现汽轮机出力精准调整的核心系统之一，该系统运行的正常与否直接决定了汽轮机能否安全、稳定运行。

而抗燃油泵为恒压变量柱塞泵，机组运行中其电流波动情况直接反应了汽轮机调速系统用油量的变化，据此可判断调速系统中各主要部件（包括伺服阀、卸荷阀、油动机等）的健康状况，通过对比分析可作为调速系统部件是否需要进行检修或更换的可靠依据。

本文结合某热电公司抗燃油泵电流异常增大事件分析及处理过程，研究造成汽轮机抗燃油系统用油量变化的各方面原因，并针对存在的问题提出解决方案，对同类系统具有一定的参考借鉴价值。

2抗燃油系统主要设备工作原理简介2.1抗燃油供油泵原理简介抗燃油供油泵多为交流电机驱动恒压变量柱塞泵，主要由配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘等部分组成，泵组根据系统所需流量自行调整,以保证系统的压力不变。

其整体结构如图2.1所示。

图2.1 柱塞泵结构图图2.2 柱塞泵工作原理图柱塞泵恒定的压力输出是通过出口压力变化反馈调节实现的，其工作原理如图2.2所示。

调节装置分为两部分：调节阀和推动机构。

调节阀装于泵的上部，感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力。

推动机构在泵体内部，调节阀输出的压力信号变化将转化为斜盘倾角变化，活塞产生的推力克服弹簧力来决定泵斜盘倾角，使泵的输出压力发生变化。

[1]泵出口的压力可在0-21MPa之间任意设置，通常EH系统的工作压力为14MPa。

2.2伺服阀原理简介调速系统中伺服阀的作用为根据指令控制汽轮机主汽门或调速汽门进油量，从而调整汽门开度，因此伺服阀的作用尤为重要，直接关系到汽轮机调速系统能否精确运行。

图2.3柱塞泵动作原理图如图2.3所示，在伺服阀的力矩马达线圈中通入电流会激磁衔铁，并引起其倾斜。

衔铁倾斜方向由电压极性来确定，倾斜程度则取决于电流大小。

这样会使主阀两端控制腔中的压力产生压差，引起主阀芯移动，伺服阀有流量输出。

随着主阀芯移动，当两控制腔中的压力相等时，挡板又处于两喷嘴中间，这时主阀芯停止移动，完成一次调整过程。

[2]3运行中抗燃油泵电流异常增大原因分析3.1抗燃油泵电流趋势分析该热电公司1号机组为东汽生产的D300P机型，2004年投产，原抗燃油泵运行电流一般为22-25A左右，油温基本能维持在40-45度左右。

但近两年以来，运行电流持续增大，已达到38A左右，在负荷波动期间高压调速汽门频繁波动，电流可达50A左右，接近电机热偶动作值，给安全生产带来严重威胁。

根据前文论述，抗燃油泵为恒压变量柱塞泵，正常运行工况下其电流持续升高的现象说明抗燃油系统用油量持续增大。

而造成用油量增大的的可能原因较多，抗燃油泵的异常、调速系统主要部件，如伺服阀内漏、卸荷阀泄漏、油动机阀芯罚套泄漏等，需一进步通过现象分析、试验测试等方法验证问题所在。

3.2抗燃油泵电流异常增大原因排查3.2.1 抗燃油油质情况分析抗燃油具体成分为三芳基磷酸脂抗燃油，外观透明、均匀，略呈淡黄色，无沉淀物。

其油质化验中对调速系统设备影响较大的主要有以下两项：一是介电性能，即电阻率大小。

油品电阻率的高低表征油品的电荷腐蚀趋向，低电阻率会增加油对伺服阀的腐蚀趋势，高电阻率下很少发生电腐蚀。

二是水解安定性，即油中含水量。

在合适的条件下，抗燃油与水分作用会发生水解，水解产生的酸性物质不但会对系统部件产生腐蚀，还会对油的进一步水解产生催化作用，形成恶行联锁。

[3]抗燃油油质特性中还包含密度、颗粒度、腐蚀性、抗氧化安定性等，由于与本文讨论内容关联性较小，在此不做赘述。

机组运行中通过定期对抗燃油油质化验发现，抗燃油泵电流异常增大初期，油质指标趋向劣化，主要是水分及电阻率，且油样颜色深，不透明。

具体指标化验结果见表3.1。

表3.1 抗燃油油质化验结果取样次序外观（目测)水分(mg/L)体积电阻率（20℃Ω•cm）备注1深褐色不透明1950—投运滤油机2深褐色不透明236.9 5.5×109滤油中3深褐色不透1124 5.0×109滤油中明4深褐色不透明1155—滤油中5深褐色480 5.52×109滤油中6深褐色317 5.62×109未滤油7深褐色— 4.69×109未滤油在发现1号机抗燃油泵电流增长后，结合系统内某电厂因抗燃油电阻率超标造成伺服阀发生电荷腐蚀事件分析，认为该机组抗燃油系统也存在类似情况，投入滤油机运行（西安热工院再生脱水净化装置）并对抗燃油油质每天进行化验分析，观察滤油效果，主要数据表3.2所示。

表3.2再生后抗燃油油质化验结果取样次序外观（目测)水分(mg/L)体积电阻率（20℃Ω•cm）备注1浅褐色15809.67×109滤油中2浅褐色142515.75×109滤油中3浅褐色透明131225.82×109滤油中4浅褐色透明121932.66×109滤油中由上表可见，使用再生滤油机后，抗燃油电阻率有了较大提高，需要持续投运，并结合其余相关指标持续化验分析，保证油质持续好转。

虽然通过再生滤油方式抗燃油油质逐渐恢复正常，但需进一步分析造成油质恶化的根本原因，从而彻底解决问题。

通过对抗燃油相关参数持续分析，发现抗燃油泵电流异常增大后，由于抗燃油循环量明显增大，使抗燃油温也呈持续升高趋势。

经查阅历史区域，抗燃油泵电流正常期间，油温在40℃至45℃范围内，抗燃油泵电流异常增大后，抗燃油温升高至48℃以上，短时可达50℃以上，且该温度测点为抗燃油箱处冷油器入口温度，在汽轮机主汽门、调速汽门等高温区域，局部抗燃油温已接近60℃，长期高温运行使抗燃油油质加速老化，因此彻底解决抗燃油泵电流增大问题才能使系统恢复正常运行工况。

3.2.2 现场抗燃系统现场设备排查汽轮机调速系统包含抗燃油供油管道、有压回油管道、无压回油管道等，通过测温的方式可对各主要部件（包含伺服阀、卸荷阀、蓄能器、溢油阀等）是否存在泄漏进行初步判断。

在机组负荷稳定工况下，对抗燃油各油管道进行测温排查，发现4号高调门无压回油管较其他高调门温度高（正常工况下无压回油管路应无排油），对4号高调门供油管隔绝门后观察抗燃油主油泵电流仅有小幅度降低，因此判断其伺服阀、卸荷阀泄漏量较小，其无压排油管温度偏高可能受现场蒸汽管道保温不足影响。

根据现场测温该公司两台机组抗燃油系统各油管道，对比发现1号机具有调节功能（带伺服阀）汽门的有压回油管与供油管温差比2号机高出1至2度，基本可排除抗燃油系统高、低压蓄能器，抗燃油系统母管溢流阀，供热快关阀、供热蝶阀、隔离阀组的泄漏问题。

为验证危急遮断及超速限制阀组是否存在泄漏情况，对危急遮断电磁阀组和超速限制阀组进行隔绝（关闭相应管路手动隔绝门），监视抗燃油泵电流无变化，因此证明以上阀组无泄漏情况。

3.2.3 通过阀门整定试验对伺服阀、油动机泄漏情况的判断机组启动前需对汽轮机所有汽门进行阀位整定试验，试验状态下调速系统各伺服阀及卸荷阀状态与机组运行工况基本一致。

在试验过程中，发现投入、切除某个阀门整定后，在未下达开度指令的情况下，抗燃油泵电流出现升高情况，经分析操作过程中DCS系统指令变化情况，在阀门整定切除状态下，该伺服阀得到-5%的指令，在阀门整定投入后，该伺服阀得到0%指令。

即在伺服阀指令为0%的情况下，伺服阀实际已过流，据此判断该伺服阀存在泄漏情况。

通过分析结论：一是抗燃油压均能稳定在14MPa以上，满足需求；二是所有调门在“阀位整定选中”指令投入与切除状态下抗燃油泵电流偏差均在0.5A-1A左右，可判断各伺服阀均存在不同程度的泄漏现象；三是所有调门整定投入后，阀位在0%、100%稳定后抗燃油泵电流较阀位在25%、50%、75%稳定后抗燃油泵电流小，可判断各调速汽门油动机阀芯、阀套存在泄漏情况。

针对阀门整定试验投入、切除状态下抗燃油泵抗燃油泵电流存在偏差的情况，对整定试验中所有汽门进行了投入、切除时抗燃油泵电流对比，如下图所示：图3.8 阀门整定投入、切除状态抗燃油泵电流对比图由上图可见，供热汽门（包括供热蝶阀和供热快关调节阀）在投入、切除情况下抗燃油泵电流基本一致，说明以上阀门伺服阀均无泄漏情况；而高、中压主汽门，高、中压调速汽门伺服阀均存在泄漏情况，在所有阀均投入整定状态下，抗燃油泵电流较所有阀全部切除阀门整定状态下增长达7A，可见各伺服阀泄漏情况已较为严重。

3.2.4运行中抗燃油泵电流异常增大原因分析根据以上分析、现场摸排以及试验对比，结合汽轮机运行实际工况，总结得出引起机组运行中运行抗燃油泵电流异常增大的原因有以下两个方面：一是汽轮机运行工况影响。

近两年来，随着电网调峰市场的政策变化以及新建大量发电机组，使电网对于各发电厂调峰的要求愈加严格，对调节性能的考核也更高，因此，为满足调峰需求，尤其机组在BLR方式下运行，负荷指令随电网功频差频繁上下波动，同时，为提高负荷响应速度、响应时间等调频指标水平，该热电公司对DCS中汽机、锅炉控制逻辑进行了优化，使调门开、关速度更快，调节频次更高。

因此造成调速系统各伺服阀、油动机频繁且较大幅度动作，加速了对以上设备的老化以及磨损速度，引起各部件泄漏量增大。

二是抗燃油油质恶化影响。

由于较长时间未进行抗燃油再生，仅通过普通滤油机保证颗粒度和水分合格，在调速系统工作环境恶化后，各部件出现不同程度的泄漏、抗燃油系统用油量增大，引发抗燃油系统长期处于高温运行环境，使油质进一步加速老化，电阻率降低，形成了恶性循环。

4抗燃油泵电流异常增大问题的处理根据以上原因分析及结论，汽轮机调速系统各部件，包括伺服阀、油动机等均出现了不同程度的泄漏，除加强抗燃油再生及滤油，确保油质合格外，必须通过相关部件进行解体检修或更换的方法消除泄漏，彻底解决问题。

利用机组B级检修机会，对调速系统所有部件进行了处理。

经解体检修及试验，与以上分析结果一致，大部分伺服阀及油动机存在腐蚀泄漏问题，均进行了检修及更换。

经过本次检查及处理后，将调速系统各部件回装完毕并进行阀门整定试验，阀门整定投入、切除等不同情况下的抗燃油泵电流无偏差，机组启动后，监视抗燃油泵电流能够稳定在25A左右，恢复至正常水平。