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1、双侧进油旋转隔板油动机常见问题分析大唐保定热电厂 检修部汽机专业 吴仲涛摘要通过我厂10、11号机近年来旋转隔板油动机故障造成的EH油泵油压降低造成联泵、油动机无法开启等相关问题，对旋转隔板油动机的构造及系统进行分析，为同类机组以及类似故障的处理提供一定的参考指导意义。关键词 快速卸荷阀 缩孔 EH系统油压 伺服阀零位偏移 前言我厂10、11号汽轮机为哈尔滨汽轮机有限公司制造的超高压、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、双抽调整抽汽供热凝汽式两用机组。机组型号N200/CC14412.75/535/535/0.981/0.245。工业抽汽流量由装在中压缸的第12级旋转隔板来控制，旋转隔板油动机（低
2、压抽汽调节阀执行机构）属控制型执行机构，采用双侧进油式油动机，油缸侧装有伺服阀、卸载阀、快关卸载阀、快关电磁阀各一件。可以将低压抽汽调节汽阀控制在任一位置上，成比例地调节抽汽量以适应汽轮机抽汽运行的需要，同时也可实现快关要求。油动机在正常运行时为双侧进油，EH油分别由压力油管和有压回油管路进出。当一侧压力大时将活塞压向另一侧，活塞杆相应伸出或缩回。油动机为倒装形式，当活塞杆全部伸出油动机全关时旋转隔板为关闭状态，反之为开启状态。案例介绍1、2012年09月10号机A级检修后期在油动机返厂检修运回组装后做系统静止实验时发现，油动机不能开启。因检修中旋转隔板重新加工，为防止做实验挂闸后因系统压力升
3、高旋转隔板自行开启时有其他问题，所以在挂闸前将此油动机进油门关闭，欲在实验时单独打开进行测试。当打开进油门后因活塞上部油压大于下部油压将活塞杆全部压出，使旋转隔板处于关闭状态。用手动操作控制仪器（简称手操器，下同）接入伺服阀接口进行开关测试时发现油动机无法打开。在手操器加大电流信号后进行开关测试，能明显感到油管路中因油压变化产生的震动，但油动机没有相应开关变化。在确认回装油动机前旋转隔板开关自如无卡涩后对油动机进行重新分析。更换新的伺服阀后、更换电磁阀、检查伺服阀、电磁阀的电源和信号线路没有发现问题。再次试验时发现，如果关小进油门至接近关闭位置并加大手操器电流，油动机可以缓慢开启，但无法保证油
4、动机正常运行。参照系统图进行问题分析，初步判断油动机内的电磁阀、卸荷阀、快关卸荷阀都有造成此问题的可能。将现场照片、系统图纸发送EH维护厂家，在确认部件位置后进行现场拆装检查。拆下伺服阀、卸荷阀压块。取出卸荷阀弹簧，阀体，检查阀口、底口均无磨损，裂纹及夹杂异物等问题，并为防止因弹簧老化强度张力不够的问题，在弹簧座内加入2mm厚垫片，回装后没有解决。将垫片撤下，拆下电磁阀，检查电磁阀下的缩孔，拆下快速卸荷阀压块，更换逆止阀备件，检查后均无问题，加装垫片回装后测试问题依旧。至此油动机上所有可拆卸部件全部检查完毕，没有发现问题原因。换上由厂家带来的专为双侧进油油动机准备的MOOG4型伺服阀（在装均为
5、MOOG3型）问题依旧。在再次检查缩孔时发现，缩孔外露面直径约1mm，而另一端只有大约0.7mm孔径，并没有完全打通，将缩孔拆除进行试验，油动机开关速度正常。为不影响快速关闭将缩孔扩大至3mm孔径装回，故障排除。2、2013年03月10号机结束停备消缺，在开机准备过程中，开启防止因停机冷却造成旋转隔板卡涩而关闭的油动机进油门后，约20分钟左右，运行人员发现EH油压持续降低，最低降至8MPa左右引起低油压联泵保护动作，2台EH油泵同时运行来维持压力，停止任意一台EH油泵均无法维持压力稳定。在现场检查无任何外漏泄油情况及油箱油位保持稳定的情况下，进行系统的检查。就地检查EH工作站2台油泵运行时出口
6、压力表14.5MPa，EH危急遮断块前AST、ASP、OPC压力表均为0，润滑油泵开启，启动油泵未开启，隔膜阀上油压为0，透平安全油系统未挂闸，检查AST、OPC电磁阀得失电状态正常。盘前检查打闸按钮处于按下打闸状态，复位后没有变化。在开启启动油泵挂闸后，透平安全油建立，隔膜阀关闭后就地AST、ASP、OPC压力表指示正常位14MPa，停止一台EH油泵运行，系统压力不变。再次打闸后EH油压继续下降依旧报警联泵。考虑当天做调速系统静态试验时一切正常，油压降低属于突发现象，在此期间EH系统只打开过旋转隔板油动机进油门，随即到现场检查发现，在热控信号仍为100%强制开启条件下，油动机已关闭（活塞杆全
7、部伸出，盘前反馈显示关闭状态）。重新2台泵运行挂闸后将旋转隔板油动机开启，后关闭进油门进行强制，停止一台泵运行，压力正常，打闸后一台油泵压力正常，挂闸正常。3、2013年10月11号机A级检修在油动机返厂检修运回组装后做系统静止实验时发现，油动机不能正常开启。首日试验挂闸后阀门开关正常。次日调试即将结束打闸后重新挂闸进行确认时发现旋转隔板油动机无法打开。在确认热控信号、插头接线无损伤后用手操器进行就地试验，仍旧无法开启阀门。在更换伺服阀后故障没有消除，更换其他正常阀门取下的电磁阀问题依旧。按照12年10号机大修经验决定拆卸快关卸荷阀组块进行检查，解体后发现阀体内部存有一直径约8cm红色橡胶封堵
8、，经维修厂家确认此封堵为外部油口防尘用，不知何故忘记检查取出，造成卸荷阀泄油、油动机开关故障。卸荷阀组块清洗回装后测试一切正常，问题解决。原因分析1.1 造成油动机无法关闭的原因为油缸内部上腔室压力大于下部压力，在相同作用面积下压力大的活塞上部油压一直将活塞压向下部，使活塞杆压出油动机。1.2 造成油缸内上部压力大于下部压力的原因为通过电磁阀到快关卸荷阀和卸荷阀上部的安全油压降低油量减少、致使2个卸荷阀无法完全关闭泄油口。快关卸荷阀的泄油直接流回油缸上部，卸荷阀的泄油无法进入油缸下部而直接流回油箱。1.3 造成安全油压降低的原因为快关电磁阀下部缩孔孔径过小，进油量进油压力减少。1.4 缩孔直径
9、过小的原因：1.4.1 经了解油动机返厂检修时将缩孔拆除，厂家不慎将原缩孔丢失，重新加工的新缩孔。1.4.2 因油动机为哈尔滨汽轮机有限公司产品，修理厂家并无油动机详细图纸。所以在试验台上进行试验时，因试验油压低于机组正常运行时的油压，将缩孔孔径定为1mm时并无问题发生。附图1-旋转隔板油动机系统图有压回油卸荷阀压块伺 服 阀快关卸荷阀压块压 力 油电 磁 阀无压回油附图2-油动机集成块外观OPC油管附图2-油动机集成块外观快关卸荷阀OPC油管缩孔相对位置逆止阀附图3-油动机快关卸荷阀、缩孔2.1 在正常透平安全油系统不挂闸只开启EH油泵的情况下，由于HP主油压经过缩孔成为AST、OPC安全油
10、后没有阻挡直接通过隔膜阀泄走，但另一路被危急遮断块上的AST、OPC电磁阀阻挡形成油压，所以就地AST、ASP、OPC压力表会有3-7MPa的压力显示，隔膜阀关闭后就达到系统压力14.5MPa。在检查电磁阀信号及电源正常后就地压力表仍旧没有压力，应为集成块内部或各主汽门、调门的伺服阀或溢油阀有泄油情况发生。但在打开旋转隔板进油门之前内部维持了平衡的状态，进油量略大于泄油量，虽然就地压力表没有压力但盘前EH油泵压力不变。附图4-2010年机组EH系统改进后系统图 2.2 旋转隔板油动机在打开进油门后，由于OPC母管没有压力，本应通过缩孔后经快速电磁阀至2个卸荷阀上部的可控安全油通过逆止阀从OPC
11、管路泄走，第二路直接通过快速卸荷阀泄油口流入油缸活塞上部，剩余通过伺服阀流回油箱，而应当流入活塞下部的第三路油通过卸荷阀直接流回油箱，因为快速卸荷阀的泄油经过伺服阀减压比卸荷阀的泄油直接排走压力小，所以快速卸荷阀仍有一小部分油流入活塞上部，从而缓慢顶出活塞杆关闭油动机。（参考附图1）2.3 正常情况下EH油泵开启后不论隔膜阀是否关闭就地压力表都应该有压力指示，在没有AST、OPC安全油的情况下去其他阀门的压力油都经过OPC或AST管路流回油箱但还能达到系统压力平衡，不会造成EH油泵压力下降，而开启旋转隔板进油门后压力下降很有可能是因为旋转隔板油动机的进油管路较粗，进油量大，进而本应阻挡在进油门
12、前进入危急遮断块形成油压的EH油通过OPC油管大量泄走，从而打破了内部压力平衡，造成大量泄油引起EH油压降低。上次旋转隔板因缩孔原因无法正常开启而扩大缩孔直径，因没有相关原始数据，缩孔的直径无法正确把握，缩孔过大或过小对阀门开关也有影响。原机组伺服阀全部为MOOG7-3型，而为排除故障原因单独更换为MOOG7-4型，伺服阀的通道改变是否对系统造成影响无法得知。2.4 电液伺服阀的工作原理是力矩马达在线圈中通入电流后产生扭矩，使弹簧管上的挡板在两喷嘴间移动，移动的距离和方向随电流的大小和方向而变化。主阀芯的位移量就能精确地随著电流的大小和方向而变化，从而控制通向液压执行元件的流量和压力。为防止系
13、统突然断电信号丢失等情况发生，所有阀门的伺服阀都有零位偏移特性，偏向关闭位置，一旦发生异常，失去控制的伺服阀根据偏移特性都能关闭阀门防止机组失去控制。而旋转隔板的伺服阀空载流量特性出现异常，零位偏移量过大，虽然热控信号仍为强制开启，仍有一定流量EH油通过关闭通路，致使油缸有关闭动作。附图5-伺服阀结构图3.1 该故障与12年10号机故障现象十分相似，故可快速定位检查出故障原因，此次设备返厂检修维护因招标问题没有交予长期合作单位，而由其他公司进行维修，因工期压缩，EH部件返厂时间缩短，工期、人员紧张，没有技术人员随设备一同返厂监督、调试，而且该公司工作经验较少，验收把关不合格，是造成此次故障的主
14、要原因。结论EH系统是一个非常复杂的互相关联作用的封闭系统，相关的设备、零件、管路非常多，相互影响互相作用，往往牵一发而动全身，一个部件的改动或调节，就影响到整个系统的正常运行。机组EH危急遮断改造以后还没有做过专门的系统性的完整的全面的静态实验，某些小方面的改动在正常运行时可能不会显现，一旦打破平衡就有可能造成多方面的影响。因历次故障发生突然并且因机组并网时间限制无法做过多详细的实验进行测试，许多数据记录不全，相关参数影响无法比对。另外热控压力信号、电信号方面可能调试错误造成的影响也无从查证，正是由于以上多方面的原因相互叠加共同作用造成偶然事件的发生，在没有详细严谨的数据判断分析情况下，单一
15、准确的结论无法得出，本文的分析只做参考。附言在下次停机检修时应完整全面的做一次静态实验，记录所有相关数据，分别对不同状态压力下的系统变化做好统计分析，并且对旋转隔板伺服阀进行更换，并且在11号机大修油动机返厂时取出缩孔进行测量记录，择机将10号机旋转隔板油动机的缩孔直径改为一致孔径。在关键设备部件的返厂检修事项上的招标工作不应完全按照一般设备招标的指标比例选取，检修费用所占比例应适当降低，技术指标比例应适当增加，两家单位费用只相差几万元，但造成的后果十分严重。日后再有相同工作时应重点考虑信得过的单位。技术培训工作还要加强，问题解决时间长短很大程度上取决于检修人员对设备结构及原理的详细了解。但如果出现其他新的问题可能还会造成工期延误。车间班组还需要有针对性的加强培训工作，提高判断问题、分析问题和解决问题的能力。参考文献：1.10号机组2010年EH系统改进后系统图。2.哈尔滨汽轮机有限责任公司N200/CC14412.75汽轮机EH安全油系统图。3.4. 大唐保定热电厂200MW调节保安系统说明书。9
