汽輪機(jī)控制系統(tǒng)伺服閥故障處理措施
汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)中蒸汽閥門的控制和液壓工作介質(zhì)為抗燃油,是一種化學(xué)合成的三芳基磷酸脂液體。抗燃油系統(tǒng)包括油箱、 臺容量互為備用的抗燃油泵及包含過濾輸送泵、 硅藻土過濾器、 精密過濾器在內(nèi)的在線旁路過濾系統(tǒng), 抗燃油泵出口配有高精度的高壓過濾器, 此外抗燃油系統(tǒng)還包括油箱空氣過濾器、 磁棒、冷卻和加熱裝置。伺服閥的故障表現(xiàn)為運(yùn)行中調(diào)節(jié)門突然關(guān)閉或晃動, 更換新的伺服閥后工作正常, 但新伺服閥的壽命仍很短, 有時甚至只能工作幾天。 將更換下的伺服閥送 公司辦事處解體時發(fā)現(xiàn)多個伺服閥反饋小球及彈簧斷裂,有的不銹鋼絲網(wǎng)過濾器上有肉眼可見污染顆粒。查閱抗燃油顆粒數(shù)定期檢驗報告后發(fā)現(xiàn),下旬起抗燃油清潔度狀況明顯下降, 主要是 小顆粒數(shù)顯著增加, 油污染度等級超過美國航天協(xié)會 污染度等級標(biāo)準(zhǔn)中的級, 而水分和酸值均未超標(biāo)。 利用停機(jī)機(jī)會拆下伺服閥并安裝沖洗塊對抗燃油系統(tǒng)進(jìn)行沖洗, 沖洗過程中取油箱內(nèi)油樣化驗, 污染度等級曾超過12 級。 沖洗后對過濾輸送系統(tǒng)硅藻土濾網(wǎng)和濾網(wǎng)進(jìn)行了更換, 油液過濾至 級, 但很難再提高,而運(yùn)行一段時間后小顆粒數(shù)還會繼續(xù)上升。解體伺服閥時取閥內(nèi)油樣分析后發(fā)現(xiàn)清潔度也較差, 對油箱內(nèi)油樣做鐵譜和光譜分析, 結(jié)果顯示存在非正常磨損, 系統(tǒng)中似乎有污染源。 在油沖洗過程中, 在油污染度超過 級的情況下, 抗燃油泵出口過濾器仍顯示清潔狀態(tài)。經(jīng)了解該過濾器濾芯由于一直指示清潔,所以在試運(yùn)行期間及移交生產(chǎn)后一直未更換過。 現(xiàn)場該過濾器有 個狀態(tài)指示: 清潔、 更換濾芯、 旁通。但查閱圖紙發(fā)現(xiàn)該過濾器為無旁通功能、 過濾精度 的高壓過濾器, 核查庫存隨機(jī)備件后,發(fā)現(xiàn)機(jī)組安裝供貨時錯誤地提供了低壓濾芯。還發(fā)現(xiàn)伺服閥故障與抗燃油泵切換有一定聯(lián)系,多次出現(xiàn)過切換抗燃油泵后即發(fā)生伺服閥異常情況。因此可基本確定抗燃油泵出口濾芯是引起伺服閥故障的根源。由于抗燃油泵出口過濾器使用的是低壓濾芯,在冷啟動期間或運(yùn)行中過濾器前后壓差可能曾達(dá)到需更換濾芯狀態(tài)而未及時發(fā)現(xiàn)并更換時,由于低壓濾芯破裂壓力額定值低, 導(dǎo)致濾芯破裂, 濾芯破裂后過濾器前后壓差指示就會變小,這就是過濾器一直顯示清潔的原因。另外檢修維護(hù)未嚴(yán)格執(zhí)行濾芯定期更換制度,僅根據(jù)過濾器前后差壓和狀態(tài)指示確定是否更換濾芯,使該低壓濾芯自安裝后就一直未進(jìn)行更換, 因此, 該濾芯不但已破裂失去過濾能力, 更由于聚積了大量污染物而成為系統(tǒng)污染的根源,使得抗燃油污染度無法得到有效控制。污染物的存在又會加速磨損并產(chǎn)生新的污染物,使污染進(jìn)一步加劇, 其結(jié)果是導(dǎo)致伺服閥失效。拆下過器濾芯后檢查證實該濾芯確為低壓濾芯, 且已臟污嚴(yán)重, 肉眼即見破裂。顆粒污染引起伺服閥主閥芯的失效模式有類: 沖蝕、 卡澀、 淤積。 沖蝕是指比主閥芯和閥套硬的顆粒直接沖擊或切削閥芯和閥套,造成閥芯和閥套棱邊被損壞, 增加了零位泄漏。 這通常可在運(yùn)行中通過測定抗燃油泵電流進(jìn)行判斷,如果電流超過額定電流的二分之一, 說明伺服閥有泄漏。 淤積失效是當(dāng)主閥芯靜止并有壓力時閥芯和閥套間出現(xiàn)淤積, 由于滑閥間隙一般為 , 對微小顆粒非常敏感,隨著污染物聚積, 閥芯開始移動時的摩擦加大, 導(dǎo)致伺服閥響應(yīng)緩慢和工作不穩(wěn)定,表現(xiàn)為伺服閥竄動并導(dǎo)致調(diào)節(jié)門竄動。主閥芯淤積力大于先導(dǎo)級的驅(qū)動力時, 則主閥芯不能動作, 出現(xiàn)卡緊失效。主閥芯的卡緊導(dǎo)致反饋小球和彈簧斷裂。噴嘴堵塞斷油噴嘴孔直徑一般為 ,噴嘴與擋板的間隙為 , 因此盡管大多數(shù)伺服閥的不銹鋼絲網(wǎng)過濾器過濾精度在 之間, 但顆粒仍有可能聚集成團(tuán)將噴嘴孔堵塞,使主閥芯兩端失去油壓, 主閥芯在端部安全彈簧作用下移動使調(diào)節(jié)門或中壓聯(lián)合汽門液壓缸泄油, 導(dǎo)致閥門關(guān)閉。不銹鋼絲網(wǎng)過濾器堵塞不銹鋼絲網(wǎng)過濾器堵塞將引起先導(dǎo)壓力下降,導(dǎo)致伺服閥響應(yīng)緩慢, 嚴(yán)重時也會引起噴嘴斷油, 繼而使閥門關(guān)閉,將抗燃油泵出口濾芯更換成高壓濾芯, 在暫無高壓濾芯的情況下, 使用新的低壓濾芯。此間,加強(qiáng)過濾器差壓監(jiān)視, 并每天取油樣監(jiān)視顆粒數(shù), 根據(jù)顆粒數(shù)及其發(fā)展趨勢及時更換濾芯,避免低壓濾芯堵塞破裂造成新的污染。 濾芯更換后, 油樣中小顆粒數(shù)立即大幅下降,油污染度維持在NAS3,NAS4級的良好水平, 伺服閥故障得到消除。多次利用停機(jī)機(jī)會安裝沖洗塊對抗燃油系統(tǒng)管道、閥門分批進(jìn)行沖洗, 以保證沖洗時有較大的流量和紊流, 保證沖洗效果。 沖洗時保持在線過濾輸送系統(tǒng)運(yùn)行, 每一階段沖洗結(jié)束后,外接大流量高精度濾油機(jī)進(jìn)行濾油, 并定期取油樣化驗, 污染度等級達(dá)到NAS5級后繼續(xù)下一階段沖洗。 沖洗后清理油箱, 通過過濾輸送系統(tǒng)或外接高精度濾油機(jī)對油進(jìn)行循環(huán)并過濾至NAS5級。油質(zhì)合格后安裝伺服閥進(jìn)行調(diào)試。加強(qiáng)了抗燃油系統(tǒng)的檢查和維護(hù),保證過濾輸送系統(tǒng)的泵、 濾網(wǎng)、 油箱呼吸器正常工作。進(jìn)一步規(guī)范了油品管理制度, 加新油時對油進(jìn)行化驗, 并通過高精度濾油機(jī)或過濾輸送系統(tǒng)向油箱加入合格的油, 減少加油時的污染。進(jìn)一步規(guī)范了檢修工藝, 減少維護(hù)過程中帶入污染物,并在每次抗燃油系統(tǒng)檢修后進(jìn)行沖洗。
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