（1.国家电投集团南阳热电有限公司 河南南阳 473000；2.南阳鸭河口发电有限责任公司 474671）
摘要: 介绍单个调节阀摆动诱发的，因油动机伺服阀进油滤网（文中简称“滤网”）污堵导致汽轮机多个调节阀自行关闭等开度间断性不受控的摆动问题分析与处理。案例中因伺服阀线缆接头松动导致#2高压调节阀GV2摆动。GV2摆动运行及其检修投退，存在油动机供油波动，乃至其余各调节阀油动机供油波动，加之油质泡沫特性差也会引起供油波动，从而诱发多个调节阀摆动问题。究其原因，滤网污堵是要因，存在两种情况导致调节阀摆动，一是油流冲击，滤网上积存杂质渗透进入下游伺服阀，造成伺服阀喷嘴、滑阀卡涩或节流孔堵塞；二是滤网污堵，滤网通流能力下降，油流波动变化，时断时续供油不足所致。消除伺服阀线缆松动，解决GV2摆动，通过滤网更换，彻底解决多个调节阀摆动问题。油动机供油波动及滤网污堵造成供油不足的分析思路，通过滤网更换得以验证，值得参考。滤网污堵直接导致调节阀摆动的事实值得关注，引以为鉴。短暂的伺服阀卡涩或节流孔堵塞是滤网污堵失效的表现形式与结果，处理时应先更换滤网的观点值得采纳。
关键词:汽轮机；调节阀；开度；摆动；油动机；滤网；伺服阀；污堵；
1 引言
汽轮机调节阀开度摆动问题是业内棘手问题。面对汽轮机调节阀摆动，应视检修、运行情况结合摆动的连续或间断性特征分析，判定是调节阀及连接机构自身卡涩还是执行机构问题，兼顾调节阀开度指令与行程反馈变化是否同步去排查处理。热工原因导致调节阀摆动大多是连续性的。当发生LVDT故障、LVDT线缆坏损、松动及LVDT铁芯与连接杆连接松动等情况引起摆动，调节阀开度指令与行程反馈变化一般不同步，而因转速、压力及一次调频响应等引起的摆动则同步。机务方面，阀点曲线不平滑引起调节阀摆动一般是连续性的。油质泡沫特性指标不合格引起调节阀摆动时，一般是会伴随有EH油管道振动现象，发生周期性抖动状不受控的微小摆动。其余诸如调节阀、油动机及其连接机构自身卡涩，EH油质颗粒度不合格，短暂伺服阀卡涩等导致的摆动一般是间断性，往往表现为开度指令与行程反馈变化不同步，也即不受控的摆动。
本案例再现单个调节阀摆动诱发的，因油动机伺服阀进油滤网（文中简称“滤网”）污堵导致汽轮机多个调节阀自行关闭等开度间断性不受控的摆动问题分析与处理。滤网污堵直接导致调节阀摆动的事实值得关注，引以为鉴。短暂的伺服阀卡涩或节流孔堵塞是滤网污堵失效的表现形式与结果，处理时应先更换滤网的观点值得采纳。
2 概况
河南某电厂，2×210MW机组。哈汽厂C160/N210-12.75/535/535型汽轮机。配备哈尔滨汽轮机控制工程有限公司的数字式电液调节系统（DEH），抗燃油压14±0.5MPa。EH油执行机构均为单侧供油式油缸，阀门开启力油压提供，关闭时则依靠操纵座的弹簧力。EH油泵为恒压变量柱塞泵，最大流量100L/min，可自行调整流量，以保证系统压力稳定，减轻液压冲击。高压调节阀油动机4台，中、低压调节阀油动机各2台，由电液伺服阀实现连续控制。伺服阀调整时有一定的机械偏置，以便在运行中突然发生断电或失去电信号时，凭借机械力滑阀偏移一侧，使调节阀关闭。为保证EH系统清洁及伺服阀中的节流孔、喷嘴和滑阀能正常工作，进入伺服阀的EH油均先经过一个3-10μm的滤网。厂家建议在正常工作条件下滤网应每6个月更换一次。
本案例为该厂#2机组。2016年11月13日机组启动并网运行正常，2016年11月15日发生#2高压调节阀GV2摆动，随后于2016年11月16日相继出现多个调节阀摆动。消除伺服阀线缆松动，解决GV2摆动，通过滤网更换，最终于2017年2月11日彻底解决多个调节阀摆动问题。
3 调节阀摆动相关情况
3.1 机组检修情况
机组于2014年10月17日A修完毕。EH油系统滤网全部更换，实施短路板油循环，确保EH系统清洁及油质颗粒度等指标合格。
2015年10月、2016年11月各进行一次C修，EH油系统所有滤网均未更换。2016年11月C修期间，针对长期油质颗粒度不合格问题，放油清理EH油箱，少量补加新油，加强滤油工作。
3.2 机组运行情况
2014年10月至2016年11月期间，多次启停机运行情况良好，未发生调节阀开度大幅度摆动问题。2016年11月13日机组C修后启动并网运行正常，于11月16日发生多个调节阀摆动问题。
3.3 机组EH油质情况
颗粒度方面，2016年11月16日发生调节阀摆动立即取油样化验颗粒度6级合格。保持滤油直到2016年12月份颗粒度达3级优秀；
电阻率方面，2016年11月C修后4×109不合格，于2016年11月21日过滤合格，并且保持滤油直到电阻率达5×1010优秀值；
泡沫特性方面，一直不合格。详见表1 油质情况统计表，2015年11月30日送检油样24℃对应泡沫特性最差值810/780，严重超标。为此，2016年11月26日重新购买滤油机加强滤油，并完成EH油首次添加消泡剂。至2017年1月16日送检油样，93.5℃泡沫特性最大值520/50，虽好转但不合格。
3.4 EH油压情况
发生调节阀摆动期间，高、低压蓄能器压力稳定，EH高压油、OPC油压正常稳定在约14.5MPa。
3.5 第一阶段调节阀摆动情况
2016年11月15日10:00钟，GV2开始剧烈抖动状的连续性摆动，幅度上下约为5%行程，GV2摆动迫使GV1等高压调节阀为了负荷调整而随动摆动（图1所示），手动调整GV2至不同开度位置、顺序阀、单阀切换等均不能消除。至2016年11月16日00:51时，开度指令不变的情况下，GV2摆动幅度加剧至约30%行程（图2所示），危及安全运行，被迫先关闭退出运行。
第一阶段，仅单个GV2摆动，特点是开度指令不变，就地行程连续性剧烈摆动，不受控。
3.6 第二阶段调节阀摆动情况
2016年11月16日至17日排查解决GV2摆动。16日开始出现多个调节阀摆动问题（图3所示），相继于9:30分出现右侧低压采暖抽汽调节阀LV1摆动，关闭75%行程后自行打开（后续40分钟内即有4次全关全开摆动），9:35分左侧中压调节阀IV2摆动，关闭70%行程后自行打开，9:40分#4高压调节阀GV4摆动，关闭50%行程后自行打开，9:48分#1高压调节阀GV1摆动（图4所示），关闭15%行程后自行打开，10:18分左侧低压采暖抽汽调节阀LV2摆动，关闭30%行程后自行打开（多次），10:20分右侧中压调节阀IV1摆动（图5所示），关闭30%行程后自行打开（多次）。
16日9:47至11:45期间，左侧中压调节阀IV2自行关闭一次持续2个小时，于12:02分人为就地敲打油动机油管道后，才自行缓慢打开，全行程摆动持续近3个小时（图6所示）。
16日14:15分，右侧中压调节阀IV1自行关闭完毕，同时左侧中压调节阀IV2自行关闭至约40%的开度，严重威胁机组安全运行。
第二阶段调节阀摆动，仅#3高压调节阀GV3单个阀未摆动，其余各调节阀均出现间断性摆动情况，特点是开度指令不变，不受控。GV1、GV4摆动较迅速，中、低压调节阀自行关闭再自行打开相对平缓摆动。GV1、GV4偶尔出现摆动，频次较少，中、低压4个调节阀出现摆动的频次较多，且多次出现自行关闭后，需要人为就地敲打油动机油管道才能自行打开的现象。
3.7 第三阶段调节阀摆动情况
2016年11月17日00:06分，消除伺服阀线缆接头松动缺陷GV2投运正常后，GV1、GV4未再出现摆动，仅中、低压4个调节阀摆动（图7所示），与第二阶段调节阀摆动特点一致，间断性不受控自关自开的摆动，但是摆动频次明显减少，有时甚至间隔几天才出现一次某一个调节阀自关自开不受控的摆动。
4 调节阀摆动问题处理与分析
4.1 第一阶段处理
2016年11月16日至17日，进行多次GV2的投退，更换伺服阀、检查伺服卡、线性位移传感器LVDT、LVDT线缆、伺服阀线缆等，最终确定是伺服阀线缆接头松动导致GV2摆动。通过更换伺服阀热工航空插头及线缆，消除伺服阀线缆接头松动缺陷，解决了GV2摆动问题，同时GV1、GV4也恢复正常，未再摆动。
针对中、低压调节阀IV1、IV2、LV1、LV2的摆动，多次进行伺服阀更换，但是稳定状态仅能维持一段时间。摆动问题一直持续到2017年2月11日，最终通过滤网更换彻底解决。
4.2 第二阶段处理
2017年1月23日，LV1多频次自关自开不受控摆动，经滤网更换后得以彻底解决。但是23日当天即又频繁出现LV2自关自开不受控的摆动。1月24日更换滤网后，LV2摆动问题也成功解决。
2017年2月2日17:25、19:11连续两次出现IV2缓慢关闭的摆动问题，于2日20:45分更换滤网后正常。2月11日12:50、14:03连续两次出现IV1缓慢关闭再自行打开的摆动问题，于11日23:45分更换滤网后正常。
至此，历时3个月的多个调节阀开度不受控的摆动问题彻底解决。
4.3 泡沫特性值不合格与摆动关联性分析
该厂#1、2机组EH油泡沫特性长期不合格。近一年的观察，该厂#1、2机组均存在EH油管道振动的现象，各高压调节阀伴随EH油管道振动，发生周期性抖动状不受控的微小摆动。分析原因，判定是EH油泡沫特性差所致。由于EH油泡沫特性不合格，运行EH油中含大量泡沫，引起供油波动冲击，造成油管道振动、油动机间断供油不足，导致周期性抖动状不受控的微小行程摆动，正在添加消泡剂等以期改善。
2016年12月，委托油化验单位进行了45℃、65℃等不同温度下EH油泡沫特性检测，详见表1油质情况统计表。可以看出，对应机组正常运行EH油温45℃时的泡沫特性值，#2机组为115/55，优于#1机组的565/530。2015年#2机组EH油泡沫特性最差值高达810，未出现调节阀开度大幅度摆动问题。2016年11月份 C修后添加新油，泡沫特性有好转。2016年11月26日添加消泡剂，泡沫特性进一步好转，仍然不合格。调节阀摆动事件一直持续到2017年2月11日，且更换滤网彻底解决摆动的事实，说明EH油泡沫特性差不是调节阀摆动的要因。
4.4 调节阀摆动原因分析
伺服阀线缆接头松动导致GV2伺服阀频繁发生断电或失去电信号，伺服阀自身机械偏置的作用关闭调节阀，振动的环境导致GV2伺服阀再通电开阀。频繁失电带电过程，造成GV2乃至其它高压调节阀的摆动，正是GV2摆动诱发了其余多个调节阀摆动。
GV2摆动运行及其检修投退，存在油动机供油波动，乃至其余各调节阀油动机供油波动，加之油质泡沫特性差也会引起供油波动，从而诱发了其余多个调节阀摆动。究其原因，滤网污堵是要因，存在两种情况导致调节阀摆动，一是油流冲击，滤网上积存杂质渗透进入下游伺服阀，造成伺服阀喷嘴、滑阀卡涩或节流孔堵塞；二是滤网污堵，滤网通流能力下降，油流波动变化，时断时续供油不足所致。消除伺服阀线缆松动，解决GV2摆动，通过滤网更换，彻底解决多个调节阀摆动问题。
GV2摆动运行期间，GV1等各高压调节阀为了维持机组负荷稳定而被迫频繁调整，属于正常的摆动过程。GV2退出检修期间，GV1、GV4偶尔出现不受控的摆动，认定为滤网污堵的杂质透过滤芯进入下游的伺服阀，导致短暂的伺服阀喷嘴、滑阀卡涩或节流孔堵塞所致。GV2投运后，GV1、GV4摆动未再出现，恢复正常。
相对于GV1等高压调节阀的安装位置，中、低压调节阀IV1、IV2、LV1、LV2均是处于EH油管道末端，所以其滤网污堵更严重，摆动问题持续时间长，直到滤网更换后才得以彻底解决。GV1等4台高压调节阀的滤网污堵程度轻，所以GV3始终未摆动，而GV1、GV4也仅是偶尔摆动。
先后4次顺序更换LV1、LV2、IV2、IV1滤网解决摆动，与发生摆动的起始顺序基本一致。一方面充分证明滤网污堵直接导致调节阀自关自开摆动的事实，另一方面也说明位于油管道末端的安装位置及EH油管道长度不同，导致滤网污堵程度不同，同时也必然影响油动机供油。如2017年1月23日更换LV1滤网后，随即出现LV2的摆动。因为LV1滤网更换后，进油量充足，而LV2滤网污堵阻力大，加上因LV1新换滤网分流多，故造成LV2油动机供油量减少，不能维持开度，所以出现缓慢关闭的摆动问题。自身滤网更换影响其它油动机供油的客观事实，反过来印证了GV2摆动、GV2油动机供油变化，乃至各调节阀供油波动，加之油质泡沫特性差也会引起供油波动，诱发多个调节阀摆动分析思路的正确性。
发生调节阀摆动时，该机组EH油质颗粒度合格，依然出现伺服阀卡涩的情况，如GV1摆动，杂质只能是从滤网渗透进入。短暂的伺服阀卡涩或节流孔堵塞是滤网污堵失效的表现形式与结果，处理时应先更换滤网。为了确保EH油清洁及伺服阀工作可靠性，建议建立滤网更换台账，按照厂家建议周期进行滤网更换，参考本案例，至少每年更换一次。
5 结语
5.1 消除伺服阀线缆松动，解决GV2摆动，通过滤网更换，彻底解决多个调节阀摆动问题。
5.2 油动机供油波动及滤网污堵造成供油不足的分析思路，通过滤网更换得以验证，值得参考。
5.3 滤网污堵直接导致调节阀摆动的事实值得关注，引以为鉴。
5.4 短暂的伺服阀卡涩或节流孔堵塞是滤网污堵失效的表现形式与结果，处理时应先更换滤网的观点值得采纳。建议视油质情况按照厂家要求周期更换滤网。
参考文献：
[1] 张黎明，户传斌，王恩德，朱丰浩. 汽轮发电机组轴颈与轴瓦磨损问题浅析 [J].电力技术2010/09 总99、100期，第19卷 第17、18期。
[2] 张黎明，秦晓丽，王春辉. 高压调节阀装配缺陷诱发汽流激振问题解决 [J].中国化工贸易2015/11 第7卷第32期。
作者简介：
张黎明（1972-），男（汉族），河南省信阳市固始县人。1990年参加工作，热能动力工程专业高级工程师，2004年华北水利水电学院热能动力工程专业，本科毕业。国家电投集团南阳热电有限公司，生产技术部副主任，多年从事发电厂专业技术管理工作。通讯地址：河南省南阳市国家电投集团南阳热电有限公司生产技术部 邮编473000 。
史本飞（1972-），男（汉族），河南省开封市杞县人。1990年参加工作，长沙理工大学电力工程专业，本科，高级工程师，国家电投集团南阳热电有限公司，副总经理，多年从事发电厂专业技术等管理工作。通讯地址：河南省南阳市国家电投集团南阳热电有限公司, 邮编473000。
赵金涛（1976-），男（汉族），河南省新乡市人。1998年参加工作，电力工程专业高级工程师，国家电投集团南阳热电有限公司，总工程师，多年从事发电厂专业技术等管理工作。通讯地址：河南省南阳市国家电投集团南阳热电有限公司, 邮编473000 ，。
秦晓丽（1966-），女（汉族），河南省南阳市人。1989年毕业于郑州工学院电力系统及自动化专业，本科学历，高级工程师。国家电投集团南阳热电有限公司，曾担任生技部主任及副总工程师，目前受聘国家电投集团河南公司级电气专家，多年从事发电厂专业技术管理工作。通讯地址：河南省南阳市国家电投集团南阳热电有限公司生产技术部 邮编473000 。
郭思旭（1975-），男（汉族），河南省南阳市人。1997年参加工作，电力系统及其自动化专业工程师，本科毕业。国家电投集团南阳热电有限公司，副总工程师兼发电运行部主任，多年从事发电厂专业技术管理工作。通讯地址：河南省南阳市国家电投集团南阳热电有限公司发电运行部 邮编473000。
论文作者:张黎明1,史本飞1,赵金涛1,秦晓丽1,郭思旭1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：滤网论文; 调节阀论文; 南阳论文; 多个论文; 机组论文; 动机论文; 泡沫论文; 《电力设备》2017年第3期论文;