汽轮机EH油系统故障分析与处理浅析

汽轮机EH油系统故障分析与处理浅析
摘要：EH油系统作为汽轮机数字电液控制系统的重要组成部分，系统以高压抗
燃油为介质，系统主要由供油系统、执行机构、危急遮断三大系统组成。

由于机
组检修或设备质量问题，机组运行中经常出现各种故障，如EH油温高、油动机
摆动、伺服阀故障、EH油压低等，甚至造成机组跳闸的不安全事件。

本文就EH
油系统经常出现的典型故障，结合现场实际进行分析并提出相应处理方法。

关键词：EH油系统；典型故障；分析与处理
1 引言
随着科学技术的发展，自动化技术的应用越来越广泛。

在汽轮机中，数字式
电液控制系统得到了广泛的应用。

EH油系统是汽轮机数字电液控制系统的重要组成部分，是高压油的主要介质，包括供油系统、执行机构、危急遮断等。

在实际
运行中，EH油系统接收到数字电液控制系统的指令，并将其转换为汽轮机阀的动作。

因此，一旦EH油系统出现故障，将对汽轮机的安全运行产生重大影响。

2 EH油系统的基本构成
EH油系统是汽轮机数字电液控制系统的重要组成部分，包括供油系统、执行
机构、危急遮断三大系统。

其中EH油系统通常选用恒压变量油泵，对流量可自
动调节，维持恒定的泵出口压力。

在过滤回路中，主要有旁路再生系统、冷油器等。

高压抗燃油给控制系统的液压执行机构提供工作油源，配汽系统备有主汽阀
和调速汽阀，各阀门的执行机构均为单侧进油油动机。

为了保证高压抗燃油系统
的稳定和快速供油的能力，系统中设有高压蓄能器和低压蓄能器。

汽轮机的危急
遮断系统，是保证汽轮发电机组正常运行的必不可少的安全保护装置。

危急遮断
系统装置通过各传感器监测汽轮机的运行情况，如发生汽机超速110%、EH油压低、润滑油压低等状况，进行自动紧急遮断，保护机组的安全。

3 EH油系统的典型故障分析与处理
3.1 EH油温高
故障分析：EH系统的正常工作油温为35℃～55℃，当油温高于57℃时，自
动投入冷却系统。

如果在冷却系统已经投入并正常工作的情况下，油温持续在50℃以上，则我们认为系统发热量过大，油温过高。

首现排除环境的影响，从以上系
统原理介绍可以看出主要是系统内泄和冷却系统故障最有可能引起EH油温高。

如果是系统内泄造成的油温高，则此时，EH油泵电流相应的会增加，原因是EH油在管道内打循环，油与管道摩擦造成EH油温会升高，
造成系统内泄的原因主要有以下几个方面：
3.1.1溢流阀动作或泄漏，溢流阀压力应该高于泵出口压力2.5—3.0MPa，如
果溢流阀压力和泵出口压力压差过低会造成溢流阀溢流，此时溢流阀回油管会发热。

3.1.2蓄能器回油阀门不严：正常工作时蓄能器进油阀门打开，回油阀门关闭。

当回油阀门未关闭或阀门不严时，高压油直接泄漏到回油管，造成内漏，此时，
阀门不严的蓄能器回油管会发热。

3.1.3伺服阀泄漏：当伺服阀的阀口磨损或被腐蚀时，伺服阀内漏增大，此时，该油动机的回油管温度会升高。

3.1.4卸荷阀卡涩或安全油压过低：当油动机上卸荷阀动作后发生卡涩会造成
泄漏，当泄漏大时油动机无法开启，当泄漏量小时造成内泄，此时，油动机的回
油管温度会升高，当安全系统发生故障出现泄漏时，安全油压低，会使一个或数
个卸荷阀关不严造成油动机内漏。

处理方法：由于系统内漏造成的EH油系统油温高，此时应检查系统各回油管道，从而确定具体是那种原因造成的，及时整定溢流阀动作压力和更换内泄的阀
门和蓄能器。

3.2 油动机摆动
故障分析：汽轮机本体与汽门阀组相连，汽门阀组与油动机相接，EH油管道
与油动机相连接，当机组振动较大时，振动会直接或间接传递到油管道系统，造
成系统振动。

在输入指令不变的情况下，油动机反馈信号连续发生变化，造成油
动机摆动。

油动机摆动的幅值有大有小，频率有快有慢。

产生油动机摆动的原因
主要有以下几个方面：①热工信号问题。

②伺服阀故障。

③阀门突跳引起的输
出指令变化。

处理方法：解决油动机摆动问题。

试验保证电磁阀的输入热工信号不受干扰，两支油动机的位移传感器避免发生干涉冲突，VCC卡的输出信号不能含有交流分量，电磁阀的信号电缆保证良好，不能发生接地等异常。

要注意阀门的运行特性，在机组测功回路、CCS、一次调频和AGC投入的情况下，要避免阀门经常工作在
开度-流量曲线较陡的区域，避免阀门频繁出现大幅度波动的异常工况。

高低压蓄
能器设计和安装布置合理，保证蓄能器正常投用，定期检测蓄能器压力正常。

当EH油管系较长、阀门动作较为频繁、油压波动较大时，可考虑在适当的位置加装蓄能器。

3.3 伺服阀故障
故障分析：DEH系统中电液伺服阀出现故障时，如：电磁阀卡涩、电磁阀腐
蚀泄露、力矩马达故障、紧固件松动、弹簧管疲劳、反馈杆弯曲变形等等，这些
故障将导致系统无法正常工作，不能正常实现对汽轮机转速及负荷的自动控制，
容易造成系统剧烈震荡。

通过现场故障分析及多次试验，造成电厂伺服阀频繁故
障的原因主要有以下几个方面。

3.3.1油中大颗粒杂质进入。

伺服阀是一种很精密的元件，一般MOOG阀最小通流线性尺寸仅为（0.025～0.05）mm，对油质颗粒度要求很高，要达到
NAS1638标准6级以上。

检修环境不清洁、密封件老化脱落、EH油对油箱和管道内壁上有机物的溶解和剥离以及金属间摩擦所产生的金属碎屑都可能使杂质直接
进入EH油中，造成伺服阀堵塞、卡涩，形成颗粒磨损，内漏量增加。

同时，油
中的金属颗粒和金属锈蚀物对油的劣化反应会起到催化加剧的作用。

3.3.2油质劣化。

EH油局部过热就可能发生氧化或热裂解，导致酸值增加或
产生沉淀，增加颗粒污染，温度升高还使油的电阻率降低，对伺服阀的阀口电化
学腐蚀加剧，密封件加速老化。

（据经验数据，温度每升高6℃～8℃，油质劣化
速度增加一倍）。

EH油是一种磷酸脂，和其它脂类一样都能水解，磷酸脂水解后生成酸性磷酸二脂，酸性磷酸一脂，磷酸和酚类，所产生的酸性产物又催化进一
步水解，促进敏感部件的腐蚀。

而且磷酸脂抗燃油极性很强，对周围环境的潮气
吸附能力很强，特别是在南方沿海地区的梅雨季节，可能使EH油中含水量和氯
根增大，酸性增加，导电率增大，容易造成伺服阀的腐蚀。

3.3.3 DEH控制信号问题。

DEH控制信号受到来自外部较强的高频信号干扰，
使伺服阀高频低幅值抖动，伺服阀的弹簧管刚度较大，致使伺服阀发生振动，伺
服阀的损坏率和使用寿命大大缩短。

3.3.4线性电压位移转换器故障，伺服阀机械零位不准等。

LVDT反馈断线或
反馈信号受到干扰将会影响DEH指令信号与LVDT产生的反馈信号的差值，导致
伺服阀输入指令信号的改变；伺服阀机械零位不准也会影响DEH系统对伺服阀的
控制。

处理方法：（1）保证EH油系统的清洁。

在执行检修工作时，要注意保持工
作环境的清洁。

进行EH油压力表/开关校验工作时，要注意防止矿物油混入EH
油中。

禁止使用四氯化碳、盐酸等含氯清洗剂。

新安装的EH油管道和管件要进
行吹扫冲洗。

不锈钢管用高温低压蒸汽冲洗，进出口端反复冲洗几次，待管子冷
却后用干净铁丝扎白绸布拉擦管子内壁，直到白绸布上看不见灰点为止，然后用
胶布封口，外部再包一层塑料布防止灰尘进入干净的管内。

对变径直通、角通、
三通、接头等管件，全部用酒精清洗干净，用白绸布擦零件内表面，直到白绸布
上看不见灰点，用塑料布包扎严密备用。

焊接及探伤后，为确保管内无杂物，最
好用高温低压蒸汽再冲洗一遍，然后用氮气吹扫，以确保管内洁净。

（2）严格
控制油中含水量。

在EH油箱呼吸器上加装干燥器，保证干燥器的良好状态，可
有效的防止外部水分通过呼吸器侵入油箱。

保证再生装置的正常连续运行，保持
对装置的保护滤芯和工作滤芯的工作状态进行有效的监督。

（3）防止油质劣化。

要对EH油管道系统进行全面的测温普查，防止系统中由于对流或热辐射而存在
局部的过热点。

系统的管道布置要尽量离开高温设备，增加抗燃油的流动，尽量
避免死油腔。

机组停运后，不能马上停运抗燃油泵，以防止刚停运时汽机的高温
造成部分残存在油动机组件里的EH油高温
氧化和裂解。

EH油管尽量避免包扎保温材料。

保持合适的自然通风，保证伺
服阀的工作环境温度不超过80℃。

3.4 油管管材和焊接质量问题
故障分析：EH油管工作在14MPa～16MPa的高压状态下，而且还受到机组高温及高频振动的影响，一些微小裂纹就可能扩大导致EH油管道开裂，所以对管
子的强度和抗疲劳特性要求很高，对EH油管道的焊接工艺要求很严格。

从一些
管子裂纹的金属分析得知，个别裂纹沿着与油管轴线成45度角的方向开裂，且
裂纹直而断续，这是受到较高的轴向拉力（或周向扭力）的作用所产生的，这种
裂纹产生过程中总应力水平比较高，管系可能存在着拘束应力。

处理方法：所有进行EH油管焊接的工作人员均要为高压合格焊工，所有焊口均采用氩弧焊且连续完成。

必须严格按照焊接规程要求，切实保证管子焊接质量，管子与管子焊接建议采用对接焊接。

弯管过程中不应损坏管壁，对所有管子的切断，建议采用手工管子割刀，严禁用砂轮切割机切割管子。

断的管子用锉刀修掉
毛刺，管子内部在焊接前要再次清理洁净。

3.5 系统压力低
故障分析：EH油系统压力低是一个非常重要的故障，在运行过程中，系统出
现异常泄漏、管路堵塞、恒压变量泵故障等因素，都会造成这一故障。

系统的异
常泄漏主要是由于阀门快速卸荷阀故障，不能完全关闭泄油口造成。

因此，由于
液压油阀不能保持动力，从而导致伺服阀停止供油。

在伺服阀和母管之间没有孔板，因此会产生大量的漏油。

在管路中，出口滤网、泵进口滤器等堵塞，很难保
证足够的供油系统，这将减少主管道压力。

恒压变量泵较常见的问题是油中有杂质，堵塞泵的内部部件，或有空气进入泵体内，影响泵的正常运行。

处理方法：针对系统异常泄漏，在保证机组安全运行的前提下，采取相应的
方法进行处理，如更换故障单向阀或伺服阀，调整或更换溢流阀。

对于管路中滤
网堵塞问题要及时检查滤网前后压差，发现异常及时进行更换。

4 结束语
随着现代大型油透平油系统应用EH油系统，EH油系统在汽轮机安全运行的
保护起到了越来越重要的作用。

通过以上介绍了EH油系统典型的故障及处理方法，希望在EH油系统的运行和维护方面提供一定的参考，降低EH油系统的故障，确保机组安全和稳定运行。

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作者简介：
张艳华（1985--），男，山东沂水人，本科，助理工程师。

研究方向：热动
专业，汽轮机设备检修。