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【大修現場六】捋一捋高中壓主汽門、調門液壓伺服系統及危急遮斷系統
汽輪機EH油系統介紹
01-EH油系統概述
EH油系統是汽輪機數字電液系統-DEH中一個重要組成部分，它由供油系統、執行機構、危急遮斷系統三大部分組成。
EH油系統的功能是接受DEH輸出指令，控制進氣調節閥開度，改變進入汽輪機做功蒸汽流量，滿足汽輪機轉速及負荷的變化要求，同時也維護機組的安全穩定，可以說EH油系統是DEH的執行機構。
供油系統
EH油系統是以高壓抗燃油為流體工質，為各個執行機構及安全部件提供動力油，並保證油的品質，供油系統由供油裝置、再生裝置、油冷卻器等組成。
執行機構
EH執行機構接受DEH的指令信號，調節各調節門的開度，包括主汽門2臺，主汽調門2臺，中、低壓抽氣調門各3臺，補氣調節門1臺，補氣主汽門1臺。
危急遮斷系統
危急遮斷系統受汽輪機遮斷參數控制，當這些監控的參數超過限制值時，系統就會自動關閉全部閥門或者只關調節門，保證機組安全運行。
02-供油系統
EH油供油系統使用的是三芳基磷酸酯抗燃油，主要功能是提供控制設備動力油和安全油，同時保證油品的正常理化特性和運行特性。主要由油箱、油泵、控制模塊、濾油器、冷油器、蓄能器以及一套自循環濾油和自循環冷卻系統組成。
供油裝置
提供控制設備動力油和安全油，同時保證油品的正常理化特性和運行特性。它是由油箱、油泵、控制塊、磁性過濾器、濾芯、溢流閥、蓄能器、單向閥、冷油器、EH端子箱和一些對油壓、油溫、油位的報警、指示、控制的儀器儀表。
再生裝置
再生裝置是用來儲存吸附劑使抗燃油得到再生的裝置（使油品保持中性、去除雜質和水分）該裝置由再生樹脂和精密濾器組成。
油管路系統
油管路系統主要由一套供油油管、回油油管、安全油管、供油蓄能器、回油蓄能器組成，它使供油系統、執行機構、危急遮斷系統形成迴路。
EH油供油系統的主要設備有一個不鏽鋼油箱；兩個容量相同的油泵；一套循環泵組，一個EH油控制模塊；一個翻版式液位計；一個數顯溫度控制器；兩個冷油器裝在油箱旁邊；出口處裝有一個氣-液式高壓蓄能器。
EH油箱
EH油箱設計成能容納900升抗燃油的不鏽鋼體，滿足機組日常用油量。
EH油箱有四塊顯示油壓的表，分別是1泵出口壓力，2泵出口壓力，系統壓力以及冷卻油泵出口壓力。
EH油泵
EH油泵採用進口高壓變量柱塞泵，2臺泵採用並聯工作方式，一臺工作，一臺備用，提高供油系統穩定性。兩臺泵布置在油箱下方，保證油泵的吸入壓頭。
油泵的結構如下圖所示。這是一種恆壓變流柱塞泵，油泵的輸出流量會隨著系統的用油量自動調節。每臺泵都有進出口隔離門，便於檢修隔離。正常情況處於打開。
控制組件
油泵出口濾網
每個套筒裡裝有1個3微米金屬絲網濾芯，起過濾雜質作用。
逆 止 閥
每臺泵出口高壓油路都有一個逆止閥，防止油倒流。
溢 流 閥
溢流閥設置油壓一般高於油泵出口油壓2MPa以上，當油壓高於整定值後，油將被送回油箱，確保系統安全。
出 口 截 止 閥
2個截止閥正常全開，手動關閉後，便可對油路上的濾器、逆止閥進行檢修。
冷油器
兩個冷油器在油箱東邊，冷卻器內水從管子流過，需要冷卻的油從環繞的管束中穿過失去熱量。
冷油器進出口分別有截止閥可以實現手動控溫，當油溫仍然不能下降的時候，可以開啟冷卻油泵進一步實現油溫降低。正常運行中油溫在37-60度℃。
蓄能器
高壓蓄能器在油箱旁邊，作用在高壓出油管上面，用來減少系統的壓力波動，補償流量變化，提高供油品質。
蓄能器鋼瓶內部的氣囊預先充好氮氣，當高壓油產生時，氣囊被外側的高壓油擠壓收縮，直到二力平衡，此時氣囊儲存彈性能，蓄能器模塊上有截止閥，可以隔絕系統油，便於檢修。蓄能器正常壓力在9.3MPa左右。低於8.3MPa需要及時衝氮氣。
再生裝置
再生裝置是用來儲存吸附劑使抗燃油得到再生的裝置（使油品保持中性、去除雜質和水分）該裝置由再生樹脂和精密濾器組成。
再生裝置需要運行人員定時投運，保證油品質量，必要時增加濾油機，同時投運，提高脫水，除顆粒度效率和質量。
03-執行機構
油動機簡介
油動機是DEH控制系統重要組成部分之一，每個油動機與系統之間都有3根油管相連（以調門為例）：
一根是由EH系統提供的高壓油作為油動機的動力油源。（動力油）
一根回油管跟系統的有壓回油母管相連接，出口有一個逆止閥，防止在線維修的時候油倒流。（有壓回油）
另外一根為安全油管，出口處也有一個逆止閥，用於洩去油動機安全有壓以達到快速關閉該油動機。（安全油）
油動機分類
油動機均為單側型，油壓提供開啟力，彈簧提供關閉力。
油缸，是單側進油的，液壓油缸與一個控制模塊連接，在這個控制塊上裝有截止閥、快速卸荷閥、逆止閥等，控制油動機的油迴路，以上加上不同的附加組件可以組成兩種基本形式的執行機構——開關型和控制性。其中RSV為全開全關型，其餘為可控型。
其中，高壓主汽門油動機（簡稱TV）的安全油管和危機遮斷（AST）油總管連接，高壓調門油動機（簡稱GV）、中壓抽汽調門油動機（簡稱IV）、低壓抽汽調門油動機（簡稱LV）的安全油管和超速保護（OPC）油總管連接。
油動機部件
高壓主汽門油動機主要部件的主要是由油缸、卸荷閥、逆止閥、截止閥，AST油作為它的安全油。
高壓主汽調門油動機主要部件的主要是由油缸、卸荷閥、逆止閥、截止閥， 、LVDT電液伺服閥、濾網，OPC油作為它的安全油。
中、低壓抽氣調門與主汽調門主要部件一樣。
油動機部件-LVDT
LVDT中文名叫做線性位移差動變送器，由鐵心、銜鐵、初級線圈、次級線圈組成 。
初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內部有一個可自由移動的杆狀銜鐵。當銜鐵處於中間位置時，兩個次級線圈產生的感應電動勢相等，這樣輸出電壓為0;當銜鐵在線圈內部移動並偏離中心位置時，兩個線圈產生的感應電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決於位移量的大小。
LVDT相當一個管狀變壓器，管裡分布三組線圈，一個純鐵鐵芯，該鐵芯與油缸活塞杆連結，活塞杆帶著鐵芯上下移動，使2組次級線圈的感應電動勢發生變化，介調器（解調器）將兩個線圈的感應電動勢疊加整流後輸出一個跟與活塞杆成正比的反饋電壓送到加法器，加法器將這個反饋電壓和來自DEH的指令電壓做比較，將差值送到伺服放大器。當DEH的指令電壓大於LVDT的反饋電壓時，代表油動機開度不夠，伺服放大器會輸出一個正向電流，打開伺服閥高壓油與高壓油缸油路，油缸進油，活塞上移。同時，LVDT反饋電壓也線性增大，最終兩個電壓差值趨向於0，伺服閥切斷供給油路，活塞開度保持不動，完成加大開度過程。反之亦然。
油動機部件-電液伺服閥
MOOG伺服閥外觀
油動機部件-卸荷閥
快速卸荷閥安裝在油動機液壓模塊上，作用是當機組發生故障準備緊急停機的時候或在危急遮斷裝置的危急遮斷油洩壓後，可使油動機活塞下腔的壓力油快速釋放，是閥門快速關閉。保護機組安全。
● 正常運行，AST、OPC油壓建立→P1油壓建立等於P2，杯形閥關閉→ ③ 、④油路隔開，HP與活塞下油缸連接→閥門開度增大
● 出現遮斷信號，AST、OPC油壓失去，P1下降→杯形閥打開 ③ 、④油路相通，活塞下油缸油洩去→閥門關閉
控制型執行機構
控制型執行機構可以將閥門控制在任意的中間位置，以適應進氣量的需要。
高壓主汽調門、中、低壓抽氣調門均為控制型執行機構。
控制型執行機構不能將閥門控制在任意的中間位置，只能全開或全關用來保護機組。
高壓主汽門、中為開關型執行機構。
04-危急遮斷系統簡介
為了防止汽輪機在運行中因部分設備工作失常可能導致的汽輪機重大損傷事故，因此危急遮斷系統就產生了，它負責監視這些參數，當這些參數超過限制值時 ，該系統就會送出遮斷信號關閉全部汽輪機進氣閥門。
被監視的參數：汽輪機超速、推力軸承磨損、軸承油壓過低、冷凝器真空過低、抗燃油油壓過低。
危急遮斷系統主要由危急遮斷模塊（電磁閥模塊）、隔膜閥、空氣引導閥、壓力開關等組成。
危急遮斷模塊
4隻AST電磁閥
2隻OPC電磁閥
2隻逆止閥
各零件連接通道
危機遮斷控制塊的主要功能是為啟動停機危急遮斷（AST）與超速保護（OPC）母管之間提供接口。控制塊上裝有6隻電磁閥（4隻AST，2隻OPC），內部設有2個單向閥，控制塊內加工了很多油路，連接各個元件。
二隻單向閥安裝在AST、OPC油路之間，當OPC電磁閥通電打開時候，OPC母管油壓洩去，由於單向閥的存在，AST油壓不受影響，因此主汽門仍然保持全開閥位，當轉速降到額定轉速時，OPC恢復失電關閉狀態，調節閥組再次打開，控制機組轉速。當AST電磁閥動作（失電打開），AST油壓失去，OPC通過2個單向閥，油壓也下跌，所有氣門都將關閉。
AST
機組正常運行情況下，AST電磁閥通電關閉，從而封閉危急遮斷母管的洩油通道，使執行機構活塞下腔的油壓能夠維持。
但是，當電磁閥失電打開時，洩油通道打開，所有氣閥全部關閉，停機。
由圖可知，4隻電磁閥呈現的是串並聯布置，這樣就提高了安全性——每組至少要有一個電磁閥打開，油路才能洩去，4隻中的任何一個損壞、拒動作均不會引起停機，提高了可靠性。
AST電磁閥動作原理：
以AST-3為例，黑線表示HP高壓油，綠線表示無壓回油，紅線表示AST油，AST是個二級閥，擁有Y型小閥和大閥，，電磁閥帶電後，Y型閥關閉，高壓油進入後形成一個壓力腔，頂住右側大閥的閥座，隔斷AST油路。 反之，電磁閥失電，Y型小閥打開，HP高壓油洩去，右側大閥在彈簧力作用下打開通路，AST油洩去。
ASP
ASP油管路裝有2隻大小一樣的截流孔，截流孔使AST油經過但不洩掉，截流孔之前為AST油壓、之後為無壓回油，而兩個截流孔之間的油壓就是ASP油壓，因此，ASP為AST油壓的1/2左右。
由上圖可知，兩隻截流孔的中間位置分別連接1、3電磁閥出口和2、4電磁閥入口， ASP油壓開關可以監視AST具體動作的，尤其是AST單個試驗時。當#1、3中有一個動作時，ASP油壓增加；而當#2、4動作時，ASP油壓降低左右。這樣既可以運行中監視AST動作。因此ASP也可以叫狀態油壓，就是監視這4隻AST電磁閥的狀態的油壓。
OPC
OPC電磁閥：
OPC主要對超速信號感興趣，由DEH控制，如果機組發生甩負荷或超速，DEH會給電磁閥3秒的脈衝信號，電磁閥打開，OPC油路洩去，調門將迅速關閉。
當汽輪機轉速恢復正常後，將切斷電磁閥供電，電磁閥關閉，OPC油壓重新建立，此時DEH調節氣閥，使開度與機組符合相匹配。
系統中2個OPC電磁閥，是雙層保障，防止一隻失效不動作，給機組超速留下隱患。
隔膜閥
隔膜閥連接著低壓安全油系統與高壓EH高壓油系統，其作用是當透平油系統的壓力降到不允許的程度時，可以通過EH有系統遮斷汽輪機，起到保護作用。
隔膜閥位於前軸承座側面，當汽輪機正常運行時，低壓安全油通入隔膜閥上面的腔室，對膜片產生壓力，並克服彈簧力使閥門保持在全關位置，堵住AST危急遮斷油通往回油通道，使機組正常運行。
當機械超速機構動作或者手動超速槓桿單獨動作時，安全油失去，打開隔膜閥，遮斷油洩去，關閉所有進氣閥。
05-常見事故案例
EH油系統在長期運行過程中出現故障，如何及時有效的處理，對於整臺機組的安全運行非常重要。
常見問題:
1、油壓晃動
2、EH油壓下降
3、EH油洩漏
4、執行機構故障
油系統注意事項：
1、油壓降低至12MPa，檢查備用泵是否聯啟，否則手動開啟。
2、高溫運行時，注意觀察油溫變化，做好降溫準備，防止油溫過高引起油質劣化和密封圈老化。
3、發現EH油洩漏，應儘量維持油壓的前提下，隔離洩漏點，並及時聯繫檢修人員補油，若無法隔離，申請故障停機。
4、若泵出口壓差高，應啟用備用泵，聯繫檢修更換濾網。
5、運行泵失常，應切換備用。
6、做好定期測壓、檢漏工作，防患於未然。
事件發生經過
3月29日2：00，運行人員發現EH油箱油位下降，經檢查原因為#6機北側油動機汽缸接合面漏油，聯繫常維值班人員處理，對漏油處進行復緊。處理後，漏油量仍然逐漸變大，威脅機組穩定運行。
4：00值長向省調打報告開始停機，此時總負荷215MW（#5機144MW，#6機71MW）。4：25，#6機解列，4：30，#5機解列。
9：18，拆卸油動機工作票開始執行。拆卸完成後，生技部安排專人將#6機北側油動機送至廠家上海汽輪機廠修理。更換O型圈，並進行15分鐘耐壓試驗（油壓15MPa）。處理完成後立即送到現場安裝。至當日22：58，所有工作完結，油動機恢復正常。
事件原因初步分析
經對油動機解體發現，O型圈已損壞，判斷為廠家安裝O型圈時位置不正，運行時受壓不均，導致O型圈被壓壞，運行中EH油漏出。
存在問題：
設備在廠家製造過程裝配不符合規範，機組投入生產後，產品質量存在的缺陷逐漸暴露發生，說明設備製造過程中裝配質量監管不力。
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