汽轮机电液调节系统伺服机构故障的分析

  磷酸脂液压油是一种为汽轮机电液调节系统提供安全准确控制的液体介质。它要求具备良好的润滑性、 抗燃性、 低挥发性等特性。这种油比石油基液压油汽化压力低, 没有易燃和维持燃烧的分解产物,而且不会沿着油的流动方向传递火焰,由分解产物构成的气体燃烧后也不会引起整个油液着火,磷酸脂液压油的酸值及颗粒度是使伺服阀失效的最为重要的因素, 在系统运行中最容易发生重大的变化。而这个变化往往同时引起其它指标的劣化,继而会对酸值的增加起到不同的作用。磷酸脂液压油酸值的增加,主要源自其水解降解物。当水解降解物增加到一定程度时, 不仅对金属有一定的腐蚀性, 还会引起磷酸脂液压油指标的变化。因此运行时要求其酸值维持在低水平。目前所使用的磷酸脂液压油,可分为芳基磷酸脂、烷基磷酸脂和芳基烷基混合磷酸酯。最常用的主要是由三氯磷酸和二甲苯酚合成所得的三二甲苯基磷酸脂,属芳香族脂类;缺点是对水分十分敏感,会发生水解, 水解过程是通过 P-O 键或C-O键的断裂完成的。由于水解而产生酸性降解物引起分子衰退, 最终会有磷酸生成。在水解过程中, 产生的一价磷酸酯、 二价磷酸酯和最终的磷酸脂都有一定的酸性, 这些物质是导致磷酸脂液压油酸值增大的主要因素。酚类物质在一般情况下不会对油的性能有重要影响, 但其增加到一定量时会使油的抗泡沫性能降低。6号机的 EH系统伺服阀解体后, 在滑阀和阀套的表面并没有发现酸性腐蚀和电化学腐蚀的迹象, 但在阀芯的刃边上发现了明显的不规则的损伤痕迹。通过晶像分析研究, 确信不属于化学腐蚀的特征,而且在刃边以外的地方也没有发现腐蚀迹象。在伺服阀解体过程中发现在滑阀凸肩上有明显的损伤迹象。损伤部位在油液的流通处。当阀芯的刃边损坏时, 就会发生冲蚀故障。 但这种冲蚀不仅在颗粒度超标的时候才发生, 只要油系统中有硬质颗粒存在,随时都会发生冲蚀。从对 8号机伺服阀失效的情况看, 在颗粒度普遍符合标准的情况下,仍然会发生冲蚀现象。当颗粒,特别是硬质颗粒经过该处时,对滑阀 凸肩有直接的高压冲刷或切削作用,这种作用导致节流棱边(刃边 )被损坏。电厂 2台机组采用同样的系统, 区别在于采用了不同的过滤器滤芯, 结果造成液压油中颗粒物大小有所差别。8号机油中 5um以下的颗粒有很多,相反另外一台机组几乎没有,因此应尽可能地阻止任何颗粒,特别是 5um以下颗粒进入伺服阀。在液压油质颗粒污染等级标准中虽没有明确的规定,但它的冲蚀作用不容忽视。如何减少 5um以下颗粒在油系统中的循环时间和数量,已成为避免和减缓冲蚀现象的首要任务。目前所采用的系统中不可能彻底消除颗粒来源, 但是采取适当的措施可以减少颗粒数量及其在系统中停留的时间。国外要求过滤器滤芯的过滤精度 > 200 ,甚至 >1000。目前国内有些厂家生产的滤芯过滤效率也比较高。通过上述分析可以得出,除了加强检修工艺、加强系统维护, 防止人为因素对 DEH 系统污染 外,还应加强对磷酸脂抗燃油的状态监控。从以下措施阻止其水解:

( 1) 清除油品中的水分。系统中的水分主要来源于空气及油品自身裂解产物, 可以使用高效空气过滤器。油品因过热而裂解, 这在系统设计中可以避免。 ( 2) 在系统运行中, 应定期采用滤油设备对油品进行脱水处理。一般的脱水设备包括一个加热腔, 并在加热腔内保持一定的真空,通过增大蒸汽压来蒸发水分。这些设备上直接采用油液接触式电加热棒时,往往导致棒表面磷酸脂过热;情况严重时,可以在加热棒上看到大量积聚的碳化物。因此, 在选用磷酸液压油的脱水设备时,应避免使用带油液接触式加热棒的设备, 尽可能使用不带加热装置的滤油机。 ( 3) 系统停用对磷酸液压油水分控制很不利,特别是在冬季, 系统停运前后的温差较大, 油与环境空气间会逐步达到一个平衡。尽管已经安装了空气滤芯,对阻止颗粒进入系统效果较好,但没法进一步防止水分的进入。因此,系统停用时间要尽可能短, 停用时进行脱水处理也是很必要的措施。