某电厂EH油泵切换失败处理及优化陈相荣

某电厂EH油泵切换失败处理及优化陈相荣

陈相荣

（浙江浙能长兴天然气热电有限公司浙江长兴313100）

摘要：EH油为汽轮机重要控制油，采用高油压方式对汽轮机各主汽门和调速汽门进行控制。某电厂#1机组自投产以来，一直存在备用EH油泵切换成功率低的问题，该厂经过对泵体的解体分析和系统逐一排查，最终分析备用油泵切换成功率低可能因EH油泵立式布置所导致，并进行了相应的优化升级改造，针对性地解决了该存在问题。

关键词：EH油泵；切换试验；单向阀卡涩；技术改造

一、概述

某电厂建有两台西门子9F燃气-蒸汽联合循环机组，其EH油供油装置采用集装式,主要部件包括一个主油箱、油泵组（2台，一备一用）、控制块组件、蓄能器组件（3套）、自循环过滤冷却系统、自循环再生装置及相应监测仪表。EH油泵为柱塞式恒压变量泵（EA10VSO28DRG/31R-VPA12N00型)，能通过阀控变量油缸，根据系统所需流量自行调整斜盘开度,保证泵组输出压力恒定[1]。油泵立式安装于油箱上盖板下方，柱塞泵布置在EH油箱内部,整体浸在油中，正常运行时，油泵将EH油箱中的抗燃油吸入，经柱塞泵压缩后,通过出口单向阀及溢流阀进入接有高压蓄能器相联的高压油母管，将高压抗燃油送到各执行机构(油动机)。油泵组安装示意图和泵组供油流程图分别如下：

该厂#1机组自投产以来，EH油泵组一直存在备用泵切换成功率低的问题，且情况日趋严重，为避免隐患，运行部门将EH油泵切换周期逐渐缩短至24h,仍不能抑制切换成功率的下降，一方面频繁切换对油路设备造成了金属疲劳，另一方面由于EH油为汽轮机主汽门和调速汽门的控制油，一旦机组运行中正常泵故障备用泵不能联起，就会导致汽门关闭机组跳闸，对该厂的安全运行带来极大的风险。该供油装置整定压力为：油泵出口压力16MPa，溢流阀动作压力18Mpa。备泵自启逻辑为：运行泵出口压力小于15Mpa(延时100秒）或运行泵出口压力11.5Mpa。油泵自停保护逻辑为：泵运行4秒后出口压力小于1MPa。

二、故障处理分析过程

该厂技术人员经过分析归纳，该厂#1机组备用EH油泵切换不成功的主要原因可能为：

（1）#1机组两台EH油泵存在制造缺陷；

（2）油泵出口单向阀可能存在故障，导致油泵建压失败；

（3）该类型泵整体存在设计缺陷。

根据以上分析，对问题的处理过程主要分为以下四个阶段：

阶段一：初步怀疑两台油泵存在制造缺陷，联系原设备制造商对两台EH油泵设备进行拆卸，并返厂重新校验，油泵经制造厂整定后送现场装复，切换试验正常。为进一步验证设备缺陷确实消除，该厂安排装复后按每周一次进行切换，装复一月内共完成四次切换，切换成功率100%（备泵启动4秒内顺利建压至1.0MPa以上）。但一月后，切换不成功的问题重新出现，连续两周两次试验均切换不成功，排除油泵制造缺陷引起切换不成功的可能。

阶段二：重新联系设备制造商进行问题处理，经现场检查怀疑该泵建压不成功是由单向阀卡涩造成，清理装复后试启EH油泵，发现两台油泵切换正常。此后仍旧保持定期切换试验，但数次切换试验过程中发现B油泵启动后电流偏小0.8A左右，泵出口压力达不到正常的15MPa，进一步怀疑单向阀存在故障（卡涩），联系厂家重新采购单向阀。

阶段三：设备商将EH油泵出口模块拆回返厂进行单向阀更换，回现场装复后试验正常，#1B油泵出口压力整定为16.22MPa。但此后切换过程中发现#1B泵在停运状态下出口有压力（压力变送器在单向阀前），压力波动范围大致在0.3～1.3MPa，并且油泵出现间断性倒转现象，经确认，#1B油泵出口单向阀存在内漏，但此间切换成功率有所提升，油泵切换曲线如下图（绿色曲线为A泵出口压力，橙色曲线为A泵电流，紫色曲线为B泵电流，蓝色曲线为B泵出口压力）。

图3单向阀泄漏时油泵切换曲线

将该信息反馈至设备商，其将出口模块重新拆除后返厂检查。在返厂检查的过程中，设备商发现模块内部有类似机加工的金属屑，并判断其应该是造成单向阀卡涩泄漏的主要原因。附厂家提供的图片如下：（图3：模块中清出的金属屑）设备商对油泵出口模块进行超声波清洗，配件装复后上检验台试验，试验结果显示，泵出口单向阀内漏问题解决。

设备商对油泵出口模块回现场装复，油泵切换不成功问题重新出现，此后共进行9次B泵切换A泵试验，均失败，由此判断单向阀卡涩泄漏不是造成油泵切换不成功的原因。

阶段四（要因确认）：由以上处理排除了泵体本身存在故障、单向阀卡涩泄漏是造成切换不成功的原因。从该类型泵在其他电厂使用情况了解到也存在建压不成功或建压慢的现象，由此确定该类型泵可能存在整体设计缺陷，进一步分析，因为该油泵原先为立式布置，吸油口位于液面上方，油泵启动时，需克服抗燃油自重以及吸油管内可能存在的空气，会增加油泵建压难度，导致油泵出口4s内达不到1Mpa，保护自停。在之前处理过程中，单向阀的泄漏使得油泵进油口存在压力，让油泵更容易满足4s建压1Mpa条件，所以在单向阀泄漏阶段反而切换成功率较高。

三、改造方案

将油泵改造为卧式布置（型号：PVH074R系列恒压变量柱塞泵，美国VICKERS品牌），在油箱旁开孔，原先吸油法兰孔闷堵，油泵低于液位卧式安装在油站旁边的地面上，利用抗燃油的自重帮助油泵吸油快速建压，且由于抗燃油密度大于空气，排除了吸油口的空气干扰。新增两套吸油过滤器，过滤精度0.47μ，和油箱之间设DN50球阀隔离，可实现滤芯在线更换。改造示意图如下：

图5EH油泵改造后示意图

四、试验结果及结论

改造后经试验反复验证，该厂EH油泵切换不成功现象得以消除。

结论与展望：该厂原先EH油泵为立式浸入式柱塞泵，位置安装在EH油箱的盖板上，该方式存在设备运行管理上的弊端，可对油泵进行立式改卧式的升级改造，并在油泵进口加装吸油过滤器的方式进行优化。取得的成效主要如下：

（1）原先油泵启动时，需克服抗燃油自重以及吸油管内可能存在的空气，会增加油泵建压难度，超过设定时间引起泵保护自停，造成切换不成功。或可能导致因为油泵建压慢，主备泵切换时间过长，超出了蓄能器维持油压的时间，引发油压下降造成跳机的现象。

（2）原先油泵的进油口未设置吸油过滤器，如果油箱油质不好，长期运行情况下容易造成油泵内控制滑靴和配油盘的磨损，还可能因为调压机构的堵塞致使油压波动。

（3）原先油泵布置在油箱盖板上，顶部未设行车，如果想对油泵进行检修必须现场搭脚手架，利用手动葫芦进行装拆，增加检修难度。

参考文献

[1]苏剑波，王旭.A10VSO-DFR1系列轴向柱塞泵原理及调节[J].机械与电子，2013（8）：36-38.