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【摘 要】 通过对控制油系统运行情况的分析,得出为了使控制油系统达到稳定运行,必须从控制液压油的污染来着手。
【关键词】 燃气轮机;伺服阀;电磁阀;过滤器;NAS等级;滤油设备
1、引言
我厂M251S型燃气轮机控制油系统担负了高炉煤气流量调节、切断、煤气压缩机入口流量、煤气回流及煤气压力的作用,主要由控制油箱、主控制油泵、辅助控制油泵、供油回油过滤器及七个液压阀门组成。整个系统中最容易发生故障的就是控制七个液压阀动作的伺服阀及电磁阀,我厂几乎每次停机都会出现伺服阀或电磁阀不能正常归位的情况,而控制油的质量是致使伺服阀和电磁阀故障的主要原因。
2、伺服阀和电磁阀的故障形式及原因
所有的伺服阀和电磁阀均是采用阀芯/阀套来控制从该阀流经的最终流量,在几乎所有的这些阀里,阀芯/阀套机构对控制油的污染是相当敏感的,由于控制油的污染所引起的故障形式初步可以分为三类:一、冲蚀失效二、卡涩故障三、腐蚀失效。
2.1、冲蚀失效
冲蚀失效是由比阀芯或阀套的表面硬度更高的颗粒引起的。由颗粒引起的该损坏是直接冲击或切削加工作用的结果。在所有这些情况里阀芯或阀套的节流棱边被损坏,降低了压力增益,增加了零位泄漏,并使该伺服阀及电磁阀难于发挥其正常功能。(如图1所示)冲蚀失效多是由小于5μm的硬度较高的颗粒引起的,所以能有效控制这部分颗粒是至关重要的。
2.2、卡涩故障
当伺服阀或电磁阀静止但是控制油有压力时,在阀芯与阀套之间会有一些比半径间隙大的颗粒被该间隙滤掉,随着污染物的聚积,它们使阀芯与阀套之间的摩擦增大,响应时间变长,该阀将动作不稳定,在严重的情况下甚至发生卡涩而无法动作。卡涩故障多是由大于20μm的颗粒所引起的,卡涩故障也是众多伺服阀及电磁阀故障中最常见的,所以控制这部分颗粒的数目也非常重要。
2.3、腐蚀失效
阀芯/阀套节流棱边的腐蚀主要是由控制油中的水和其它淅出的溶剂引起的,该情况对伺服阀及电磁阀造成的影响与冲蚀失效相类似。水是以游离状态出现会对阀芯及阀套造成腐蚀,而氯化了的溶剂与游离态的水相结合时将会产生盐酸,酸将侵蚀系统中的金属,尤其是铁质表面,同样会造成伺服阀及电磁阀的失效。
3、通过污染控制来防止伺服阀及电磁阀的失效
根据以上分析,为了使燃气轮机控制油系统的稳定性提高,必须采用适当的过滤和净化设备来充分保持液压油不被污染。要做到控制油系统的稳定运行,必须在设备安装是就对控制油系统彻底的进行油冲洗,另外系统过滤设备的效果及旁路过滤设备的选用也是非常重要的。
3.1、安装时的油冲洗
对于新的和修复过的液压系统必须进行彻底及有效的油冲洗,冲洗过程应该在实际应用流量及温度下进行,这样可以造成最强的油液紊流和冲刷作用,同时冲洗应该与高效过滤器相结合以便尽可能并迅速的清除小颗粒,防止对系统元件的永久损坏,我厂CCPP油冲洗所用滤芯过滤精度为:供油滤芯1μm,回油滤芯3μm,直至冲洗油的NAS等级达到6级以下。
3.2、M251S燃气轮机系统过滤器
我厂燃气轮机系统过滤器由供油过滤器、回油过滤器及末端过滤器等组成。其中供油过滤器设在油泵的出口,所选用的是颇尔公司生产的过滤精度为2μm的滤芯,回油过滤器设在液压油回油箱之前,它的过滤精度为3μm,而末端过滤器是保护伺服阀及电磁阀的最后一道屏障,其的过滤精度为1-3μm(β=200)。
3.3、旁路过滤设备的选择
虽然控制油系统中有上述过滤器的设置,并且控制油也都在NAS7级左右,但是我厂在运行中仍然几乎每次停机都会发生伺服阀及电磁阀不能动作及动作迟缓的情况,经过分析油液的等级仍不能满足要求,为了有效保证控制油的NAS等级,我们选用了internormen公司生产的US.20.1VG.10.BP型号的旁路滤油设备,该设备的滤油精度为1-3μm,流量是每分钟20L,每小时可把油箱内的液压油循环约两次左右。我们发现,在旁路滤油机安装并运行48小时后,液压油的NAS等级已经达到了5级以下,并且保证了再次停机时,所有的伺服阀及电磁阀均动作正常。
4、总结和结论
为了保证燃气轮机控制油系统的稳定运行要做到如下几点:
4.1、在管道新安装或大修后应该进行彻底有效的油冲洗,系统的过滤精度应该达到1-3μm,且冲洗流量和温度要达到实际运行状态,直至系统内液压油的NAS等级控制到7级以下。
4.2、系统中的各级过滤器的滤芯应该定期进行检查,查看其压差是否过大,如果超过要求值要立即更换滤芯,滤芯更换时要谨慎操作不要对系统造成二次污染。
4.3、选用过滤精度在1-3μm的旁路过滤设备,其旁路过滤设备的过滤流量应达到每小时最少对系统液压油过滤两次的能力。
4.4、要定期的对液压油进行监测(在线或通过取样的办法),如果系统油液的指标已经不能达到设计要求应该尽早的更换液压油。
【关键词】 燃气轮机;伺服阀;电磁阀;过滤器;NAS等级;滤油设备
1、引言
我厂M251S型燃气轮机控制油系统担负了高炉煤气流量调节、切断、煤气压缩机入口流量、煤气回流及煤气压力的作用,主要由控制油箱、主控制油泵、辅助控制油泵、供油回油过滤器及七个液压阀门组成。整个系统中最容易发生故障的就是控制七个液压阀动作的伺服阀及电磁阀,我厂几乎每次停机都会出现伺服阀或电磁阀不能正常归位的情况,而控制油的质量是致使伺服阀和电磁阀故障的主要原因。
2、伺服阀和电磁阀的故障形式及原因
所有的伺服阀和电磁阀均是采用阀芯/阀套来控制从该阀流经的最终流量,在几乎所有的这些阀里,阀芯/阀套机构对控制油的污染是相当敏感的,由于控制油的污染所引起的故障形式初步可以分为三类:一、冲蚀失效二、卡涩故障三、腐蚀失效。
2.1、冲蚀失效
冲蚀失效是由比阀芯或阀套的表面硬度更高的颗粒引起的。由颗粒引起的该损坏是直接冲击或切削加工作用的结果。在所有这些情况里阀芯或阀套的节流棱边被损坏,降低了压力增益,增加了零位泄漏,并使该伺服阀及电磁阀难于发挥其正常功能。(如图1所示)冲蚀失效多是由小于5μm的硬度较高的颗粒引起的,所以能有效控制这部分颗粒是至关重要的。
2.2、卡涩故障
当伺服阀或电磁阀静止但是控制油有压力时,在阀芯与阀套之间会有一些比半径间隙大的颗粒被该间隙滤掉,随着污染物的聚积,它们使阀芯与阀套之间的摩擦增大,响应时间变长,该阀将动作不稳定,在严重的情况下甚至发生卡涩而无法动作。卡涩故障多是由大于20μm的颗粒所引起的,卡涩故障也是众多伺服阀及电磁阀故障中最常见的,所以控制这部分颗粒的数目也非常重要。
2.3、腐蚀失效
阀芯/阀套节流棱边的腐蚀主要是由控制油中的水和其它淅出的溶剂引起的,该情况对伺服阀及电磁阀造成的影响与冲蚀失效相类似。水是以游离状态出现会对阀芯及阀套造成腐蚀,而氯化了的溶剂与游离态的水相结合时将会产生盐酸,酸将侵蚀系统中的金属,尤其是铁质表面,同样会造成伺服阀及电磁阀的失效。
3、通过污染控制来防止伺服阀及电磁阀的失效
根据以上分析,为了使燃气轮机控制油系统的稳定性提高,必须采用适当的过滤和净化设备来充分保持液压油不被污染。要做到控制油系统的稳定运行,必须在设备安装是就对控制油系统彻底的进行油冲洗,另外系统过滤设备的效果及旁路过滤设备的选用也是非常重要的。
3.1、安装时的油冲洗
对于新的和修复过的液压系统必须进行彻底及有效的油冲洗,冲洗过程应该在实际应用流量及温度下进行,这样可以造成最强的油液紊流和冲刷作用,同时冲洗应该与高效过滤器相结合以便尽可能并迅速的清除小颗粒,防止对系统元件的永久损坏,我厂CCPP油冲洗所用滤芯过滤精度为:供油滤芯1μm,回油滤芯3μm,直至冲洗油的NAS等级达到6级以下。
3.2、M251S燃气轮机系统过滤器
我厂燃气轮机系统过滤器由供油过滤器、回油过滤器及末端过滤器等组成。其中供油过滤器设在油泵的出口,所选用的是颇尔公司生产的过滤精度为2μm的滤芯,回油过滤器设在液压油回油箱之前,它的过滤精度为3μm,而末端过滤器是保护伺服阀及电磁阀的最后一道屏障,其的过滤精度为1-3μm(β=200)。
3.3、旁路过滤设备的选择
虽然控制油系统中有上述过滤器的设置,并且控制油也都在NAS7级左右,但是我厂在运行中仍然几乎每次停机都会发生伺服阀及电磁阀不能动作及动作迟缓的情况,经过分析油液的等级仍不能满足要求,为了有效保证控制油的NAS等级,我们选用了internormen公司生产的US.20.1VG.10.BP型号的旁路滤油设备,该设备的滤油精度为1-3μm,流量是每分钟20L,每小时可把油箱内的液压油循环约两次左右。我们发现,在旁路滤油机安装并运行48小时后,液压油的NAS等级已经达到了5级以下,并且保证了再次停机时,所有的伺服阀及电磁阀均动作正常。
4、总结和结论
为了保证燃气轮机控制油系统的稳定运行要做到如下几点:
4.1、在管道新安装或大修后应该进行彻底有效的油冲洗,系统的过滤精度应该达到1-3μm,且冲洗流量和温度要达到实际运行状态,直至系统内液压油的NAS等级控制到7级以下。
4.2、系统中的各级过滤器的滤芯应该定期进行检查,查看其压差是否过大,如果超过要求值要立即更换滤芯,滤芯更换时要谨慎操作不要对系统造成二次污染。
4.3、选用过滤精度在1-3μm的旁路过滤设备,其旁路过滤设备的过滤流量应达到每小时最少对系统液压油过滤两次的能力。
4.4、要定期的对液压油进行监测(在线或通过取样的办法),如果系统油液的指标已经不能达到设计要求应该尽早的更换液压油。