引 言
河南晋开化工投资控股集团有限责任公司（简称晋开集团）有 ２台装机容量分别为 ２０ＭＷ和 ２５ＭＷ的发电机组，均配套采用杭州中能汽轮机股 份 有 限 公 司 生 产 的 抽 凝 式 汽 轮 机 组。２５ＭＷ发电机组配套的汽轮机组运行 ２ａ后，其高调门和低调门均出现不同程度的控制失灵现象，阀位出现突降、突升情况，严重影响机组的安全稳定运行。经分析与探讨，判断汽轮机组高调门失灵为抗燃油 （ＥＨ油）油质严重恶化所致
后，从生产运行、日常维护管理、设备工作环境等方面着手对油质恶化的可能原因进行分析与排查，采取了一系列的优化改进措施并加强 ＥＨ油系统的日常管理与运行维护后，２５ＭＷ 发电机组配套汽轮机组重新回到了稳定运行的轨道上来。以下对有关情况作一介绍。
１ 问题描述
２０２１年 １１月 ２３日 １１：４２，２５ＭＷ发电机组配套汽轮机组高调门开度突然由 ７２％降至 4３％，发电机组负荷由 ２３ＭＷ 降至 １７ＭＷ，操作人员立即开大汽轮机组高调门，阀门不动作，停车更 换高调门伺服阀后机组运行正常；但运行半个月后 ２５ＭＷ发电机组配套汽轮机组高调门再次出现调节失灵情况，拆检伺服阀发现其阀芯弯曲。据生产经验，短时间内汽轮机组高调门多次出现伺服阀失灵的情况，最大可能是机组 ＥＨ油中含有杂质，杂质卡在伺服阀阀芯处造成了阀芯弯曲，因而初步怀疑 ＥＨ油油质出现了问题。于是，对 ２５ＭＷ发电机组配套汽轮机组 ＥＨ油进行全 分 析，结 果 为 酸 值 ０.２１ ｍｇＫＯＨ／ｇ、水 分０.４１％、机械杂质 ０.３％、运动粘度 ４０.６ｍｍ２／ｓ。可以看到，各项指标均严重超标，酸值超出指标７倍多、水分超出指标 １１倍，ＥＨ油油质已严重恶化。
２ ＥＨ油系统及油动机工作原理简介

ＥＨ油系统是汽轮机 ＤＥＨ控制系统中的一个重要组成部分，整个 ＥＨ油系统由供油、执行机构、危机遮断几个部分组成。晋开集团抽凝式汽轮机组使用的高压抗燃油 （ＥＨ油）型号为ＥＨＣ-４６ＰＬＵＳ，油箱容积为 １ｍ３，设置有 ２台ＥＨ主油泵 （一开一备），主油泵采用恒压变量柱塞泵。油箱内的油经加压至 １４ＭＰａ，供汽轮机高调门和低调门使用，调门的油动机与系统之间有 ３根油管相连接———一根是 ＥＨ供油系统提供的高压油，作为动力油送到每一个油动机；一根是回油管，与系统的有压回油母管相连接，出口有１个逆止阀，防止有压回油倒流；第三根为安全油管，出口也有 １个逆止阀，在机组紧急停车时用于快速泄掉油压以快速关闭油动机。回油在回油母管集中后回到油站内部，整个 ＥＨ油系统封闭循环；为防止油温高，设置有 １台冷却油泵和油冷器对油箱内油循环冷却降温。
油动机主要由油缸、控制阀块、滤芯、电液转换器、位移传感器、卸荷阀等组成。控制系统给伺服阀放大器 １个阀位指令信号，此信号与位移传感器反馈给伺服放大器的当前阀位信号作比较，伺服放大器将阀位信号差值经运算放大后发送给电液转换器，由电液转换器控制油的流动方向，从而控制阀门运行处于某个位置。当 ＥＨ油油质变差、机械杂质增多后，ＥＨ油进入电液转换器时极易堵塞阀孔，造成阀门卡涩、失效。
３ ＥＨ油油质恶化可能原因分析
３.１ ＥＨ油温度方面的原因
ＥＨ油有严格的温度要求，为保证油温在合理的范围内，油站配置了冷却油泵和油冷器，油站油温高于 5０℃时冷却油泵自动启动，油站油温低于 ４２℃时冷却油泵自动停运；油冷器冷却介质采用循环水，夏季温度较高时，由于循环水上水温度达 ３７℃以上，冷却油泵启动时可将油温维持在 ４６℃，但油箱温度降不到 ４２℃，致使冷却油泵无法自动停运，经常需通过人工干预强制停运冷却油泵，而若人工启／停冷却油泵不及
常在 ４６～５５℃，甚至曾出现过最高 ６０℃的情况。另外，在汽轮机组停车降温过程中，高调门和低调门虽然已关闭，但仍然会受到机组本体的热传导和热辐射作用，过早停运 ＥＨ油泵而中止ＥＨ油循环，会使油动机内存留的 ＥＨ油迅速升温，ＥＨ油在温度高时其颜色加深，氧化、分解加快，严重影响其酸值、颗粒度等指标，且高温还会使油的粘度较低，致使密封件容易老化。
３.２ ＥＨ油水含量方面的原因
厂家提供的说明 书 要 求 ＥＨ 油 中 水 分 在０.０３％以下。对于 ２５ＭＷ 发电机组配套汽轮机组 ＥＨ油水分严重超标问题，分析认为水的来源有二：一是油站内部 ＥＨ油随着自身老化产生的水，这部分水不可避免，通过定期过滤可以解决；二是外部有水进入了油箱内。在排查具体原因时，对油冷器进行了耐压试验，发现油冷器并无泄漏，那么水分的来源就只有油站顶部的呼吸孔了———油箱处于厂房的一楼，所有设备的导淋疏水都在一楼排放至地沟，一楼环境湿度偏高；另外，油站顶部的呼吸阀虽然装有空气过滤器，但只能过滤掉空气中的杂质，无法过滤空气中的水分，在油站油温由 ５０℃降至 ４２℃的过程中，空气会进入油箱，尤其是夏季湿度较大时，会有较多水分随空气进入油站。
３.３ 机械杂质方面的原因ＥＨ油的颗粒度等级要求达到 ＮＡＳ５级为合格，日常监控指标为机械杂质。虽然整个 ＥＨ油系统安装有过滤器，但仍然避免不了杂质进入电液转化器，尤其是系统中的电液伺服阀，其阀芯
与阀套的配合间隙只有 ２μｍ，对颗粒杂质污染较敏感，发生卡涩时，伺服阀喷嘴或阀芯被堵死，阀芯偏于一边，无法控制高调门和低调门动作，这也是拆检发现伺服阀阀芯变形弯曲的原因。油中颗粒物超标主要可能有四个方面的原因：一是外界杂质进入，主要进入口是油站顶部的呼吸阀，虽装有空气过滤器并配有过滤网，但
在更换滤网或者清理滤网时，可能会有颗粒物进入油站内；二是主油泵在运行过程中发生过 ２次柱塞和推力盘损坏，柱塞磨损后的金属粉末可能会随着油循环进入油站，造成油中颗粒物超标；三是排查时发现回油管线安装的低压蓄能器无压力，表明内部蓄能器皮囊有破损，蓄能器的皮囊采用的是丁腈橡胶，不耐抗燃油腐蚀，破损后可能有胶皮颗粒物进入油站；四是 ＥＨ油系统油管道材质采用的是 ０６Ｃｒ１９Ｎｉ１０，管道安装时虽采用了全氩焊焊接，焊接后系统投用前管道本应该进行酸洗，但当时由于抢工期管道并未进行酸洗，其焊接口可能会留有毛刺，经过 ２ａ的运行，这些毛刺在抗燃油的腐蚀下可能从管壁脱落而进入 ＥＨ油系统。
４ 优化改进措施
４.１ 油箱换注新油
汽 轮 机 组 油 系 统 ＥＨ 油 酸 值 达 到 ０.１ｍｇＫＯＨ／ｇ时，抗燃油油质明显变差；酸值达到０.２ｍｇＫＯＨ／ｇ，即使再生其性能也不会有明显好转。为先恢复油品质量，晋开集团采取了油箱换注新油的办法———清空油箱后第一次加注 ３００Ｌ的新 ＥＨ油，将油动机电液转换器拆除更换为堵板，进行 ２ｄ的管路油循环清洗后，再次清空油箱，第二次加注新 ＥＨ油至油箱液位达 ５００ｍｍ，边内部循环边外部循环过滤，将整个 ＥＨ油系统置换干净。
４.２ 更换油冷器的冷却介质
为解决夏季油冷器循环水温度高的问题，将油冷器冷却介质由循环水改为夏季温度不超过３０℃且受气温影响较小的脱盐水———由进除氧器的脱盐水中分一路到 ＥＨ油冷器，脱盐水经换热后再进入除氧器，这样既减少了循环水用量，清洁的脱盐水又保证了油冷器不堵塞和换热效果良好。油冷器冷却介质更换后，经过夏季的运行检验，油温能够降至 ４２℃，冷却油泵的联锁启／停功能能够顺利投用，有效减少了 ＥＨ油超温的现象。
４.３ 改造油站顶部空气过滤器
油站顶部原来安装有空气过滤器，空气过滤器内部装有一层过滤网，用以保证杂质不进入油站，但无法吸收空气中的水分。为保证进入油站的空气既干燥又洁净，将原空气过滤器更换为ＤＡＢ系列吸湿空气过滤器。该过滤器外壳为塑料材质、内装有蓝色干燥剂 （蓝色干燥剂吸水后颜色变浅，可以用于判断干燥剂的饱和情况），中间设置的空气流通管安装有滤网，当油温降低而空气进入油箱时，空气先与干燥剂接触，干燥剂吸收掉空气带入的水分，再经过滤网过滤掉空气中的杂质，从而可有效防止外界水分和杂质进入 ＥＨ油系统。
４.４ 改进油站油箱的伴热方式
油箱设置电加热器的作用是加热温度较低的液压油。油在低温环境下粘度较高，油泵厂家普遍要求油温低于 ２０℃时禁止启动主油泵，且在汽轮机组正常运行时油温一般也不会低于 ２０℃，但在冬季机组停车及 ＥＨ油循环停止后，受外界环境温度的影响，油箱温度会低于 ２０℃，此时需投用电加热器维持油箱的温度。在打开油箱换油时，发现电加热套管局部呈黑色，表明油在油箱内不流动加热时出现过局部过热的现象。为防
止今后 ＥＨ油系统再次出现这种现象，决定停用电加热器，将油站油箱的伴热方式改为热水伴热———用 φ１０ｍｍ的不锈钢管蛇形分布在油箱四周，冬季一旦机组停车且 ＥＨ油循环停止时，用热水伴热保持整个油箱温度在 ２５～４０℃。
４.５ 将原板式滤油机更换为真空滤油机
晋开集团发电机组配套汽轮机组 ＥＨ油系统原采用板式滤油机，板式滤油机只能过滤油中的杂质，对于 ＥＨ油水分和酸值指标的改善起不到作用。为此，重新购买了 １台 ＴＹＣ-２０型真空滤油机替换原板式滤油机，主要针对 ＥＨ油中的杂质和水分进行净化处理，该型真空滤油机还配备了再生装置，采用高效吸附剂对 ＥＨ油酸值进行控制。ＴＹＣ-２０型真空滤油机主要功能如下。
１）过滤杂质。来自油箱的 ＥＨ油经进油口吸入后，依次经真空滤油机的粗过滤器、二级过滤器、精滤器三级过滤 （粗过滤器后滤芯逐渐加密，末级过滤器预装 １μｍ高精度滤芯，可有效保障过滤后 ＥＨ油的清洁度）后返回油箱，完成 １次过滤循环。
２）脱水。来自油箱的 ＥＨ油经进油口吸入后，还可通过加热器加热将油温提至 ６０～７０℃后送入真空闪蒸罐，利用真空闪蒸过程使油中的水分快速逸出，并在真空的作用下将闪蒸出的水分经真空系统排出，除去水分的油经油泵送入油箱，完成 １次脱水循环。
３）再生过滤。该型真空滤油机再生系统设置有 ２台过滤器，一台过滤器内安装 １套弱碱性阴离子交换树脂滤芯用于降低 ＥＨ油的酸值，另一台过滤器内安装 １套强酸性阳离子交换树脂滤芯用于除去 ＥＨ油中的金属离子，以提高 ＥＨ油的电阻率。
ＥＨ油系统更换为真空滤油机后，每月对ＥＨ油的外观颜色、水分、酸值、机械杂质等重要指标进行 １次分析 （油品质量出现异常时须及时增加分析频次），化工运行车间据分析结果选择滤油机的功能对 ＥＨ油进行过滤或脱水或再生，以保持 ＥＨ油油质稳定。
５ ＥＨ油系统的日常管理与运行维护
１）更换低压蓄能器的内囊后，要求 ３个月进行 １次蓄能器压力检测，确保高压蓄能器压力在 １０ＭＰａ、低压蓄能器压力在 ０.２ＭＰａ，出现无压力或低压力情况时，应及时将蓄能器切出系统进行检修。
２）改变／规范员工的操作习惯，机组停车后要求 ＥＨ油供油系统不停运，待汽轮机本体盘车降温冷却至 ６０℃时再停运 ＥＨ油系统，因为这时的热辐射、热传导作用已经很小，由此可有效避免 ＥＨ油过热情况的发生。
３）ＥＨ油系统共有 ７台过滤器———２台主油泵进／出口各设置 １台、冷却油泵进口设置 １台、高调门和低调门油动机的高压油进口各设置 １台，这些过滤器可以有效过滤 ＥＨ油，长时间运行后滤芯有可能失效，规定 ７台过滤器每年更换１次滤芯，以利保持 ＥＨ油油质稳定。
４）巡检人员每小时对 ＥＨ油系统各参数进行 １次检查，重点检查油箱液位、温度、油压；对 ２台主油泵每月进行 １次倒换，以防备用泵进口管道有杂质沉积；检修主油泵时，其进口管道必须清洗干净，及时更换进口过滤器，防止杂质进入油系统。
５）晋开集团化工运行车间润滑油种类有 ８种，存放在一个油库内，有可能会出现个别员工用错油的情况，而高压抗燃液压油 （ＥＨ油）属于人工合成油，一旦有其他油品混入，整桶的ＥＨ油将不能再添加进油箱使用。为防止有员工用错油，ＥＨ油选择干燥的地方单独存放，与其他油品区别存放，包括其加注器具也单独使用与存放，以有效保证 ＥＨ油的洁净度。
６ 结束语
对 ＥＨ油系统采取一系列的优化改进并加强日常管理与运行维护后，晋开集团 ２５ＭＷ 发电机组配套汽轮机组恢复了稳定运行。作为汽轮机组安全稳定运行的重要一环，ＥＨ油油质管理与维护意义重大。本次 ２５ＭＷ 发电机组配套汽轮机组 ＥＨ油系统出现问题，总结其原因排查及问题解决过程，我们认识到，遇到问题时需积极查找原因，想办法解决问题，可使设备尽快恢复稳定运行；日常生产与运行维护中辅之以 ＥＨ油各项指标的严格管控，可有效保障 ＥＨ油系统的稳定运行，从而保障汽轮机组的长周期稳定运行。