浅谈GE6F型燃汽轮机控制油系统改造

浅谈GE6F型燃汽轮机控制油系统改造

王雪东

（浙江大唐国际江山新城热电公司浙江省江山市324100）

摘要：GE公司生产的6FA型燃汽轮机润滑油和控制油使用ISOVG32润滑油，控制油取自润滑泵出口母管。润滑油在循环使用过程中会产生油漆化现象，这些漆膜化物质积存在控制油伺服阀内，使调节系统调节特性紊乱，引起保护动作跳机。经过对滑油漆化现象的分析，制定防止滑油漆化现象发生措施，最终选取将润滑油与控制油分离的方法解决调节系统紊乱现象。

关键词：燃汽轮机；GE6F；滑油漆化；油系统分离改造

0引言

近年来，GE燃机在国内建设台数逐年增加，据不完全统计，2018年江苏省引进的GE燃机就达16台套。国内GE燃-汽联合循环基本上采用分轴布置，燃机的油系统分为控制油和润滑油系统，这两个油系统采用ISOVG32润滑油，控制油取自润滑油泵出口，润滑油与控制油混合使用。

随着透平冷却技术的不断发展，GE的F级燃气轮机燃气初温达到了1450℃，更高的燃气初温导致更高的回油温度，加之润滑油静电释放，导致滑油漆化现象。这些漆膜化物质进入控制系统，积存在控制油伺服阀内，使调节系统调节特性紊乱，引起保护动作跳机。

本文从如何控制滑油漆化的产生进行分析和总结，最终通过油系统分离改造的方法，彻底解决伺服阀调节紊乱，避免保护系统误动作引起跳机。

1GE油系统原理介绍

1.1GE燃机油系统典型设计

GE公司推荐使用国际标准化组织的32#燃汽轮机油ISOVG32，6F机组普遍使用MobilDTE832润滑油，燃机的油系统分为润滑油和控制油（液压油和跳闸油）系统，润滑油和控制油共用同一油源。以6F机组为例，燃机油系统由两台交流润滑油泵，一台直流润滑油泵，两台液压油泵及过滤器等附件组成。滑油由交流油泵打入供油母管，形成一个约77psig的压力油源，在供油母管上，分成三个分支，进入润滑油系统、跳闸油系统和液压油系统。

1.2润滑油系统

经过压力调节后，润滑油供给负荷齿轮、1号轴承、2号轴承，最后经套装油管道回到油箱。如图1所示

图1润滑油系统图

1.3跳闸油系统

润滑油泵出口母管上取一路油源接到GCV、SRV、IGV上的跳闸油阀块上，起阀门危急遮断功能。GCV与SRV跳闸油在一个母管中，由20FG-1跳闸电磁阀控制；IGV跳闸油由20TV-1跳闸电磁阀控制。

1.4液压油系统

润滑油母管上取一路油源进入液压油泵吸入口，经液压油泵升压后进入液压油模块，最终到达GCV、SRV、IGV的控制模块中，经过伺服阀控制调节后进入阀门执行机构来控制阀门。

2滑油漆化的产生与控制

2.1滑油漆化的产生

在热降解、静电释放和氧化等特定环境下，润滑油分子裂解，裂解的高分子链不易被润滑油过滤器捕捉，断裂的润滑油分子结合成高分子链，此种深褐色、油溶性的，沉积在伺服阀和过滤器表面的有机物称为润滑油的漆化现象。

高温是油质漆化的主要成因，套装油管路途经排气扩散段、透平间等高温区域，回到油箱温度在70℃以上。加上滑油内部静电释放的局部高温，使油产生漆化现象。如图2-3。

图2伺服阀过滤器内部漆化图3油箱内积存的滑油碳化物

2.2滑油漆化的危害

从油质对油泥的溶解度上看，在高温、低压、高流速的润滑油系统内有利于油泥胶质物的溶解，反而在调速油系统高压、低温、低流速的状态下利于油泥胶质物的析出和沉积，所以润滑油系统问题不明显，而调速系统滤芯、伺服阀芯上漆膜突出。漆化物积存在伺服阀内，引起控制系统紊乱，导致阀位指令与反馈偏差大而报警或跳机。伺服阀内油漆化现象如图4。

6F燃机相关跳闸保护逻辑设置如下：

GCV燃料控制阀指令与反馈偏差大于4%，延时0.25秒

SRV速比阀的指令与反馈偏差大于5%，延时5秒

当油系统出现漆化现象时，燃机会频繁出现GCV和SRV的指令与反馈偏差大而跳机，某燃机电厂曾在一个月内连续出现4次跳机事件，严重影响机组的安全运行。

图4伺服阀内滤芯内油漆化

图5伺服阀内滤芯内油漆化

2.3滑油漆化现象的控制

在ASTMD7843-12和GB/T7596-2008标准中规定漆膜倾向指数（MPC）应小于20。如图6。

根据GE公司发布的《F级机组运行维护更新》技术通告，建议采取每6个月更换全部油滤，采用高处理能力的平衡静电荷滤油机滤油，更换全润滑油为PAG合成油，将液压油系统从润滑油系统中分离出来等方法控制和消除油漆化的影响。

国内几家F级机组分别采用了以上几种方法，经过实践验证得出以下结论：

频繁更换油滤治标不治本，问题得不到解决，增加了维护费用；

购置平衡静电荷滤油机滤油，只是提高了油泥滤除率，经过滤油前后漆膜倾向指数对比，该指数并没有明显下降。

润滑油全部更换为PAG合成油，能够缓解油质漆化的问题，但高昂的价格与取得的效果使其性价比不高。

将控制油系统从润滑油系统中彻底分离出来，消除漆化对控制油的影响，可彻底解决控制系统紊乱问题。

36F机组油系统分离改造

安装独立的液压油控制系统，将液压油、跳闸油从原润滑油系统中独立出来，分别向GCV、SRV、IGV供油，提高液压油质量。

3.1油源装置组成

独立的油源装置为燃机伺服执行机构提供液压油和跳闸油，它由油箱、主油泵、控制块、蓄能器、循环冷却加热系统、电气控制系统等组成。原系统中的液压油模块包括油泵、压力控制模块及沿线压差开关、压力变送器和蓄能器全部弃用，原跳闸油母管可靠封堵。

3.2油源装置的工作原理

供油装置油泵采用恒压变量柱塞泵，向GCV、SRV、IGV提供1200psig的液压油，同时为跳闸电磁阀模块提供76.81psig的跳闸油。在液压油和跳闸油管路上分别安装一套蓄能器装置来稳定系统油压。如图6。

主油泵启动后向系统提供1200±70psig液压油，分成两路进入SRV、GCV和IGV中。在主油泵出口装有跳闸油模块，将液压油降压至76.8psig后分成两路，接入IGV跳闸电磁阀和燃料控制跳闸电磁阀。油站安装900L的油箱，为主油泵提供油源，同时回收液压油和跳闸油回油，形成一个独立的供回油系统，实现控制油与原润滑油系统的分离。

图6控制油系统原理图

4结论

对国内燃机调研，只有GE燃机油系统混合使用，三菱、西门子等在机组建设时就分开设置。国内一些投产的GE燃机也进行了控制油系统的分离改造。实践证明，GE燃机可进行控制油系统分离改造，改造后控制油不会受润滑油漆化的影响，控制系统调节特性更加灵敏可靠。

作者简介

王雪东（1977），男，工程师，从事燃-汽联合循环机组的检修管理工作。