CCIHV200AS低压旁路油站油泵异常切换分析

摘 要：某厂1 000 MW机组采用的是CCI公司集装式油站，型号为HV 200ASH-H。其中#2泵自动运行期间突然切换至#1泵运行。经过检查发现#2泵充油电磁阀异常，在更换电磁阀后，#2泵运行期间仍然多次异常切换至#1泵，最短一次运行时间只有17 min，而#1泵运行期间却无此问题。经过对系统运行原理的分析，在确保机组安全运行的前提下进行了两次处理，最终确定造成此次隐患的主要原因为油站保养不到位。在更换油站部分长期运行部件及抗磨油后，系统运行恢复正常。

关键词：CCI;低压旁路;异常切换;油站油泵;油质差

0 引言

低旁油系统用于控制汽轮机低压旁路及低压旁路减温水系统，正常运行时保持低压旁路门全关，旁路减温水根据低旁泄漏情况适当开启。一般情况下，低旁油系统主要用于机组启停阶段。

1 故障现象

低旁油站运行期间突然故障报警，#2泵跳至#1泵运行，控制柜报警显示为“P1<>P2”（故障后泵切换）、“P>”（压力过高），经过检查发现#2泵充油电磁阀卡涩，更换电磁阀后#2泵手动运行正常，此时投自动运行为#1泵。

72 h后系统自动切至#2泵运行，约12 h后跳至#1泵运行，控制柜报警显示为“P1<>P2”，而#1泵运行一切正常。由于机组处于运行状态，且低旁轻微泄漏，因此不能隔离低旁系统进行全面检查，只能通过现象结合系统油路进行分析解决问题。

第一次跳泵后，#2泵运行时的现象如下：#2泵运行时，蓄能器母管升压时，系统压力没有变化，而自循环时，两轮压力就下降到14.5 MPa左右且不充压，但手动切换到#1泵后，系统压力两轮就上升到15.5 MPa左右且稳定。运行对比数据如表1所示。

第二次跳泵后，就地系统油压17.0 MPa，油温61 ℃。而此时#1泵运行，系统油压表M1显示达到19 MPa，现场对系统减压阀和溢流阀进行轻微敲击后恢复至17 MPa左右。

第三次跳泵前架设摄像机记录了全过程：前两轮升压和并压正常，第三轮开始油泵未向蓄能器补充压力，蓄能器压力持续下降到20 MPa后#1泵联动两次，每次10 s，泵出口壓力每次上升到22 MPa，后又掉落至20 MPa，第三次自动切换至#1泵，故障报警显示“P1<>P2”。全过程约17 min。

2 原因分析

根据图1分析系统的运行过程：#1或#2泵运行，油经过逆止阀（1或2）后再经减压阀去系统。其中泵出口压力表MS在逆止门后与蓄能器之间，测量的是逆止门后压力，即蓄能器压力;系统压力表M1测量的是减压阀后的压力，溢流阀在系统压力过高时泄压至油箱;泵启停的压力信号PT494来源于逆止门后的压力，即MS的压力;备用油路及系统总泄油阀是断路，不做分析。正常运行时，PT494压力信号控制相对应的电磁阀Y341或Y342的开关，当油压上升至24.5 MPa时（该过程简称为升压阶段），则电磁阀失电，泵出口油路直接连通油箱，导致泵出口至逆止门通路中油压骤降且不足以打开逆止阀（该过程简称为自循环），而旁路系统油动机等设备或多或少存在内漏现象，系统油压必然下降，为了稳定系统油压，蓄能器将释放其蓄积的能量用以补充系统油压的下降，因此MS（PT494）会缓慢下降至21.5 MPa（该过程简称为并压阶段），压力开关动作，电磁阀得电关闭油泵出口与油箱通路，逆止阀打开，油泵为蓄能器充能直至24.5 MPa。以此往复。

查阅CCI的说明书[1]，“P>”的故障信号代表系统压力过高，大于25 MPa，而“P1<>P2”的信号有3种可能：第一种是伴随“P>”信号一起出现，如第一次跳泵一样;第二种情况为主泵出现故障，直接切换到备用泵运行;第三种为泵出口压力过低，连续3次启动备用泵升压都未能促使系统压力开关动作，则系统默认主泵异常，切换至备用泵运行。如果油压还继续下降，且下降到过低数值时（约<14 MPa），则两台泵同时运行，若2 min未升压至正常，则出现“P<<”故障信号。

厂家设计PT494压力测量动作的上限为24.5 MPa，下限为21.5 MPa;油泵联动压力为20 MPa;减压阀后压力为16 MPa;溢流阀动作压力为17 MPa（为了系统稳定一般调整到18 MPa）;系统总安全阀动作压力为25 MPa（批次不同可能略有区别）。

通过第三次监视到的跳泵全过程发现，整个跳泵过程和第三种情况吻合，且切换到#1泵运行后一切正常，因此不存在系统大量泄油，油压维持不住的情况，所以首先可以排除系统总泄油阀异常情况。

经过分析，几次跳泵的原因如下：

（1）油质问题。第一次电磁阀Y342卡涩，无法动作导致系统油压过高后跳泵;第二次跳泵时油温61 ℃可能是因为溢流阀因卡涩而异常开启，系统频繁启动，大流量循环导致油箱油温上升[2]。

（2）溢流阀问题。溢流阀自身弹簧力或密封面有问题，又或者卡涩，导致溢流阀动作不正常[3]。

（3）减压阀异常。减压阀与溢流阀属于串联，减压阀异常动作必然导致溢流阀一侧压力波动，从而导致溢流阀动作异常[4]。

（4）#2泵充油电磁阀Y342异常，Y342如果没有正常得电关闭会导致蓄能器油压得不到补充[4]。通过对第三次跳泵视频的分析，发现#2泵出口压力下降到21.5 MPa时，#2泵出口管无充压现象，直至下降到20 MPa后，#1泵出口油管有3次启动充压现象，每次持续10 s，系统油压从20 MPa上升至22 MPa。

（5）#2泵本身有问题，长时间运行升压异常。在#2泵自循环阶段，电机和油泵的声音较#1泵声音大，判断可能是因为泵在大流量情况下出力不足。

3 处理过程

为防止系统图纸与实际通道存在偏差，特地对备品AB块进行了油路检查，实际油路图如图2所示，发现两个问题：

（1）该AB块需要拆除油箱上盖才可能整体更换，因此只有检修期间可以更换，且逆止门拆装需要专用工具;

（2）#1泵与#2泵运行时逆止门后油路的区别就是一小段长约2 cm、直径6 mm的通道，其余通道及节流阀和溢流阀都是公用的，因此基本不存在油路堵塞的可能。

综合以上原因分析，在保证机组安全运行，未隔离低旁油站的情况下，第一次处理过程如下：

（1）对油质取样进行化验，结果>12级，而低旁油系统油质要求≤6级[5]，油质不合格。检查发现油站自带的滤油机一直处于运行状态都无法净化油质，因此外接滤油机进行滤油，提高油质。

（2）在保证原先位置的情况下对溢流阀和减压阀进行来回活动，防止因为异物等原因导致卡涩[4]。

（3）再次更换新的Y342电磁阀，确保电磁阀动作正常。

（4）隔离#2泵，更换新油泵，保证泵正常运行。

在第一次处理后，#2泵自循环情况下异声稍微好转，但系统油压波动等情况依然存在，且#1泵运行也出现系统压力表M1波动，且在一次敲击减压阀的过程中出现泵出口压力表MS显示小于14 MPa，而减压阀后的系统压力表M1大于20 MPa的异常现象。切至手动运行，对减压阀重新调整后，MS和M1压力显示缓慢恢复正常。

通过对这次调整过程的分析，确定为减压阀和溢流阀异常，且怀疑压力表显示的准确性，但该系统压力表前无一次门，无法对压力表进行检查。经过商议，决定对低旁所有阀门做好相应的固定措施后对低旁油站进行隔离，从而实现全面检查和更换。

第二次处理过程如下：

（1）对低旁阀、减温水隔绝门和调整门做好固定措施，保证其状态，防止因为失去油压发生异常动作。

（2）系统泄压至零，此时发现M1压力表未归零，且轻轻敲击后反向掉落至零位（即压力表零位指示限位前），确定该压力表失准。热工对其进行更换，同时为防止MS压力表也因长期运行存在隐患，一并进行了更换。

（3）确定系统泄压后，更换溢流阀和减压阀，并在更换中对通道进行检查，未见明显异物。

（4）检查热控系统，尤其对控制柜的继电器等进行了检查，发现#2泵继电器轻拔脱落，重新插紧。该原因可能导致Y342动作时而不正常，是唯独#2泵跳泵的主要原因。

（5）在检查更换以上设备的过程中，更换低旁油站油箱内存油。

（6）关闭油站出口阀门，启动#2泵，分别调整溢流阀动作值18 MPa和减压阀后压力16 MPa。

（7）拆除低旁阀、减温水隔绝门和调整门限位措施，打开油站出口油门，分别观察#1和#2泵的运行状态，记录如表2所示。

两台泵运行状态基本一致，且运行正常。观察数星期，其间切换正常，未发生异常切换现象。

4 结论与建议

通过对本次安全隐患处理过程的回顾和分析可知，该隐患发生的主要原因有以下几个方面：

（1）對低旁油站的油务工作重视程度不够。油站自2014年投产运行至今约7年，从未开展过相关的保养工作，且并未对油质进行定期化验，导致此次事件的发生。

（2）对低旁油站的设备维护保养重视程度不高，低旁油站的减压阀、溢流阀、充油阀等长期运行后阀芯存在腐蚀、卡涩等现象。

（3）压力表设计不合理，无一次门，正常到期后因为无法隔离而未能及时校验。

（4）压力信号未接入DCS系统，无法查看历史记录，不利于问题发生后的分析和监视。

与CCI技术服务人员交流后认为，要防止此类安全隐患的发生，应该做好以下几个方面工作：

（1）加强对机组低旁油站液压油的油务管理工作，将其纳入日常定期工作。

（2）每隔3～5年需要对油站进行整体保养一次，更换所有密封件。

（3）在泵出口压力表MS及系统压力表M1前增加隔离阀门，保证系统运行时可以对压力表的准确性进行校验;同时可以考虑隔离门前通过三通增加一路至压力变送器，信号传递至DCS系统，便于出现异常后的检查和分析。

（4）当遇到此类油质问题时，如果能隔离系统处理，则应尽早采取行动，防止因油质出现更大的系统或重要设备问题。

[参考文献]

[1] 豆丁网.SHV 200AS油站控制功能说明（英）[EB/OL].（2017-04-10）[2021-08-27].https：//www.docin.com/p-1891057060.html.

[2] 解志宏，杨显龙，任军，等.高低压旁路油站油温高现象分析与处理[J].内蒙古电力技术，2004，22（4）：51-53.

[3] 杨秀荣.溢流阀常见故障现象及排除方法[J].液压与气动，2013（3）：107-108.

[4] 张利平.液压阀原理、使用与维护[M].2版.北京：化学工业出版社，2008.

[5] 杨全宁，曾广博.油质颗粒度差引发旁路油压波动大原因分析[J].中国战略新兴产业，2017（24）：141.

收稿日期：2021-09-01

作者简介：徐凯（1986—），男，江苏人，工程师，研究方向：蒸汽轮机检修与维护。