2024年4月28日发(作者：奇光霁)
俄制500WM汽轮机EH系统故障分析及处理
摘 要：本文是对伊敏发电厂#1、#2汽轮机eh系统的简要介绍，
并对eh系统调试、启动过程中出现的问题进行了总结；逐一分析
设备发生故障的原因及处理方法，仅供参考。
关键词：eh系统；故障；分析；处理
前言：
伊敏发电厂一期安装两台列宁格勒金属制造厂生产的
k-500-240-4型汽轮机，为超临界、单轴、四缸、四排汽、凝汽式
汽轮机。1号、2号机组分别于1998年l1月和1999年9月投产。
原有调节系统为机械液压式，通过凸轮配汽机构喷嘴调节方式对汽
轮机进行转速控制和负荷调节，所有操作均由运行人员就地进行。
这种方式存在许多不足：（1）调节方式灵敏度低、迟缓率大，负荷
响应慢、适应力差；（2）所有操作必须就地进行，转速控制和负荷
调节不能远方自动控制，运行人员劳动强度大，影响机组可靠安全
运行；（3）原有调节方式不具备与其它系统的通信能力，无法实现
机组协调控制，更不能满足电网自动负荷调度agc的要求。针对以
上问题，为彻底改善汽轮发电机组的调节水平，实现协 调控制，
对原有汽轮机的液压调节部分进行了改造，采用deh-3a控制器和
高压抗燃油液压部分组成的数字式电液控制系统，实现电液调控功
能。改造后的eh系统如图1所示。
在eh系统调试和以后的运行期间相继发生过各类故障，现对常
见故障的产生原因及处理方法进行分析和总结。
一、eh油压波动故障
eh油压波动是指在正常工作的情况下，eh油压上下波动范围大
于1.0mpa。
eh系统中配置了三台柱塞式恒压变量柱塞泵（pv29），泵组根据
系统所需流量自行调整，保证系统的压力不变。如果压力波动范围
超过1.0mpa，则认为该泵出现故障。eh油压波动现象，主要是由
于泵的调节装置动作不灵活造成的。调节装置分二部份：调节阀和
推动机构。调节阀感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力，
其上的调整螺钉用于设定系统压力。当调节阀阀芯出现卡涩或摩擦
阻力增大时，不能及时将泵出口压力信号转换成推动机构的推力，
造成泵流量调整滞后于压力变化，使泵输出压力波动。出现这种情
况，可以将调节阀解体，清洗相关零件，检查阀芯磨损情况，复装
后基本可以消除该阀故障。否则应更换调节阀。推动机构在泵体内
部，活塞产生的推动力克服弹簧力来决定泵斜盘倾角。当推动活塞
发生卡涩或摩擦力增大时，调节阀输出信号变化不能及时转化成斜
盘倾角（即泵输出流量）变化，使泵的输出压力发生波动。这种情
况下，需清洗推动机构的相关零件，并检查推动活塞的表面质量。
因该部分机构装在泵体内，最好由泵制造商专业技术人员来完成。
油泵进出口滤芯脏污、电液伺服阀内漏，也可能造成eh油压波动。
二、电液伺服阀故障
我厂使用的电液伺服阀有moog072和moog761两种型号，结构型
式为喷嘴挡板式结构。其结构原理如图2所示。电磁部分是永磁式
力矩马达，由永久磁铁、导磁体、衔铁、控制线圈和弹簧管组成。
液压部分是结构对称的2级液压放大器，前置级是双喷嘴挡板阀，
功率级是四通滑阀。滑阀通过反馈杆与衔铁挡板组件相连。
其工作原理如下：高压油进入伺服阀分成2股油路，一路经过滤
油器，到左右端的固定节流孔及断流滑阀两端的容室，然后从喷嘴
与挡板间的控制间隙中流去。在稳定工况时，两侧的喷嘴挡板间隙
是相等的，因此排油面积也相等，作用在断流滑阀两端的油压也相
等，使断流滑阀保持在中间位置，遮断了进出执行机构油缸（油动
机）的油口。另一路高压油就作为移动油缸活塞用的动力油，由断
流滑阀控制。
当电调装置来的电流送入控制线圈，在永久磁钢磁场的作用下，
产生了偏转扭矩，使可动衔铁带动弹簧管及挡板旋转，改变了喷嘴
与挡板的间隙。间隙减小一侧的油路油压升高，间隙增大一侧的油
路油压降低。在此油压差的作用下，使断流滑阀移动，打开了油动
机通高压油及回油的2个控制窗口，使油缸活塞移动，输出位移量
来操纵调节汽阀的开度。当可动衔铁、弹簧管及挡板旋转时，弹簧
管发生弹性变形，反馈杆发生挠曲。待断流滑阀在两端油压差作用
下产生位移时，就使反馈杆产生反作用力矩，它与弹簧管、衔铁动
力等的反力矩一起与输入电流产生的主动力矩相比较，直到总力矩
的代数和等于零，即断流滑阀达到一个新的平衡位置，这一位置与
输入电流增量成正比。当输入电流信号极性相反时，滑阀位移方向
也随之相反。
（一）故障表现
通过现场调试及对伺服阀的检测，发现deh系统中电液伺服阀常
见的几种典型故障，现列于表1。
通过对deh系统的研究和对伺服阀的检测、维修，发现由油质污
染造成伺服阀卡涩故障的约占40%；由伺服阀本身的结构特性引起
的伺服阀振动，导致汽门摆动的约占10%；由磨损引起泄漏增大故
障的约占10%左右；零偏不稳的约占5%，其它故障约占35%，解决
上述问题应注意以下几点：
（二）处理方法
1.加强油质管理
deh系统普遍采用磷酸酯抗燃油，由于这类油是一种人工合成的
物质，在使用过程中极易劣化，主要表现为污染颗粒度的增加和酸
值升高。deh系统用抗燃油一般要求达到moog2级，酸值koh应小
于0.2‰。抗燃油污染颗粒度增加，极易造成伺服阀卡涩，同时，
使阀芯的磨损，泄漏增加。通过几年来对抗燃油的油质分析和处理，
发现抗燃油酸值的升高，对伺服阀部件产生腐蚀作用，特别是对伺
服阀阀芯及阀套锐边的腐蚀，这是使伺服阀泄漏增加的主要原因。
还有eh油的运行温度、金属及密封材料、水分的渗入会造成eh
油的水解、使用与抗燃油不相符的材质及旁路再生装置的功效的好
坏都会对eh油的品质有较大的影响。为此，要定期化验油质，控
制抗燃油指标，同时加强油液进货渠道管理，补油时要使用专用的
滤油设备，在系统中安装在线运行的再生装置。
2.加强对伺服阀的管理
要根据机组deh系统要求，选用合适的伺服阀，尽量选用原机组
中同规格型号的伺服阀；伺服阀在工作一定时间后，要定期利用专
用试验设备进行检测、对伺服阀的性能参数调整及清洗，使伺服阀
始终处于最佳工作状态，不但可以延长伺服阀的使用寿命，还可防
止伺服阀突发事故，防患于未然。
3.改善伺服阀的工作环境
通过对故障阀的使用现场所作的调查，发现有时候伺服阀工作处
的环境温度高达60 ℃以上，伺服阀长期在高温下工作，对力矩马
达的工作特性有较大影响，直接影响伺服阀的特性。
油管振动
eh油管路特别是靠近油动机部分发生高频振荡，其中以hp管为
最多。油管振动会引起接头或管夹松动，造成泄漏，严重时会发生
管路断裂。
引起油管振动主要有以下几个方面原因：第一、汽门振动。油动
机与阀门本体相连，油动机在汽门的最上部，当汽门振动较大时，
势必造成油动机振动大，与之相连的油管振动也必然大，如#1、#2
高压调门，运行中经常出现振动。第二、管夹固定不好。《eh系统
安装调试手册》中规定管夹必须可靠固定，如果管夹固定不好，会
使油管发生振动。第三、伺服阀故障，产生振荡信号，引起油管振
动。第四、控制信号夹带交流分量，使hp油管内的压力交变产生
油管振动。
油压报警
asp油压由于是在线试验ast电磁阀，asp油压高报警值一般在
9.8mpa 左右，asp油压低报警值一般在4.0 mpa左右。asp油压由
ast油通过节流孔而产生，通常在7.0 mpa左右。参见ast电磁阀
组件控制原理图3。
其中电磁阀ast1和ast3为并联，组成通道1，而电磁阀ast2和
ast4组成通道2，同时，通道1与通道2串联，这就是电磁阀组串
并联布置。由上图可知：必须两个通道同时处于泄油状态，ast油
才能泄掉，主汽阀和调阀才能关闭。当ets信号作用在电磁阀上时，
该布置不会因某个电磁阀据动而妨碍ets动作。反之，如果有一只
电磁阀误动，也不会使ets动作而影响正常工作。
asp油压报警多数是由于节流孔堵塞造成的，当#1节流孔（ast
到asp的节流孔）堵塞时，asp油压降低，当#2节流孔（asp到回
油的节流孔）堵塞时，asp油压升高。可以通过检查节流孔来清除
故障。如果节流孔没有堵塞，可能是电磁阀故障造成的。大多数情
况下是ast电磁阀o型圈损坏造成的，将故障电磁阀解体后更换o
型圈即可。对于使用二级滑阀的ast电磁阀，需要检查eh油的进
油节流孔是否堵塞，它也会造成ast电磁阀内漏，从而引起asp油
压变化。上述检查仍未发现问题，则可能是节流孔变大造成的，更
换新节流孔即可。
6.油动机摆动
在输入指令不变的情况下，油动机反馈信号发生周期性的连续变
化，称之为油动机摆动。产生油动机摆动主要有以下几个方面原因：
1）热工信号问题。当二支位移传感器发生干涉时、当vcc卡输出
信号含有交流分量时、当伺服阀信号电缆有某点接地时均会发生油
动机摆动现象。2）伺服阀故障。当伺服阀接收到指令信号后，因
其内部故障产生振荡，使输出流量发生变化，造成油动机摆动。3）
阀门突跳引起的输出指令变化。当某一阀门在一个特点工作时，由
于蒸汽力的作用，使主阀由门杆的下死点突然跳到门杆的上死点，
造成流量增大，根据功率反馈，deh发出指令关小该阀门。在阀门
关小的过程中，同样在蒸汽力的作用下，主阀又由门杆的上死点突
然跳到门杆的下死点，造成流量减小，deh又发出开大该阀门指令。
如此反复，造成油动机摆动。deh对由于阀门突跳引起的油动机摆
动无能为力，只有通过修改阀门特性曲线使常用工作点远离该位
置。
三、结束语
汽轮机组改造为deh纯电调控制后，针对电厂发生的具体故障，
分析其发生的原因，并处理了试运和生产中出现的问题，保证了控
制系统正常工作， 实现deh各项功能，改善了汽轮机调节品质，
提高了机组自动化控制水平。
参考文献：
[1]k500-23.5-4型汽轮机eh系统技术文件.哈尔滨汽轮机控制工
程有限公司.2001
[2]肖增弘，徐丰编著.汽轮机数字电液调节系统.中国电力出版
社 .2003
[3]汽轮机油的质量监督与管理.国家电力公司电化教育中心出
版.1998
作者简介：
寇阳（1986.7— ）男，辽宁铁岭人，毕业于沈阳工程学院，热
动专业，本科学历，（2008.6-2013.1）工作于华能伊敏发电厂检修
部，现供职于辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司设备部。
2024年4月28日发(作者：奇光霁)
俄制500WM汽轮机EH系统故障分析及处理
摘 要：本文是对伊敏发电厂#1、#2汽轮机eh系统的简要介绍，
并对eh系统调试、启动过程中出现的问题进行了总结；逐一分析
设备发生故障的原因及处理方法，仅供参考。
关键词：eh系统；故障；分析；处理
前言：
伊敏发电厂一期安装两台列宁格勒金属制造厂生产的
k-500-240-4型汽轮机，为超临界、单轴、四缸、四排汽、凝汽式
汽轮机。1号、2号机组分别于1998年l1月和1999年9月投产。
原有调节系统为机械液压式，通过凸轮配汽机构喷嘴调节方式对汽
轮机进行转速控制和负荷调节，所有操作均由运行人员就地进行。
这种方式存在许多不足：（1）调节方式灵敏度低、迟缓率大，负荷
响应慢、适应力差；（2）所有操作必须就地进行，转速控制和负荷
调节不能远方自动控制，运行人员劳动强度大，影响机组可靠安全
运行；（3）原有调节方式不具备与其它系统的通信能力，无法实现
机组协调控制，更不能满足电网自动负荷调度agc的要求。针对以
上问题，为彻底改善汽轮发电机组的调节水平，实现协 调控制，
对原有汽轮机的液压调节部分进行了改造，采用deh-3a控制器和
高压抗燃油液压部分组成的数字式电液控制系统，实现电液调控功
能。改造后的eh系统如图1所示。
在eh系统调试和以后的运行期间相继发生过各类故障，现对常
见故障的产生原因及处理方法进行分析和总结。
一、eh油压波动故障
eh油压波动是指在正常工作的情况下，eh油压上下波动范围大
于1.0mpa。
eh系统中配置了三台柱塞式恒压变量柱塞泵（pv29），泵组根据
系统所需流量自行调整，保证系统的压力不变。如果压力波动范围
超过1.0mpa，则认为该泵出现故障。eh油压波动现象，主要是由
于泵的调节装置动作不灵活造成的。调节装置分二部份：调节阀和
推动机构。调节阀感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力，
其上的调整螺钉用于设定系统压力。当调节阀阀芯出现卡涩或摩擦
阻力增大时，不能及时将泵出口压力信号转换成推动机构的推力，
造成泵流量调整滞后于压力变化，使泵输出压力波动。出现这种情
况，可以将调节阀解体，清洗相关零件，检查阀芯磨损情况，复装
后基本可以消除该阀故障。否则应更换调节阀。推动机构在泵体内
部，活塞产生的推动力克服弹簧力来决定泵斜盘倾角。当推动活塞
发生卡涩或摩擦力增大时，调节阀输出信号变化不能及时转化成斜
盘倾角（即泵输出流量）变化，使泵的输出压力发生波动。这种情
况下，需清洗推动机构的相关零件，并检查推动活塞的表面质量。
因该部分机构装在泵体内，最好由泵制造商专业技术人员来完成。
油泵进出口滤芯脏污、电液伺服阀内漏，也可能造成eh油压波动。
二、电液伺服阀故障
我厂使用的电液伺服阀有moog072和moog761两种型号，结构型
式为喷嘴挡板式结构。其结构原理如图2所示。电磁部分是永磁式
力矩马达，由永久磁铁、导磁体、衔铁、控制线圈和弹簧管组成。
液压部分是结构对称的2级液压放大器，前置级是双喷嘴挡板阀，
功率级是四通滑阀。滑阀通过反馈杆与衔铁挡板组件相连。
其工作原理如下：高压油进入伺服阀分成2股油路，一路经过滤
油器，到左右端的固定节流孔及断流滑阀两端的容室，然后从喷嘴
与挡板间的控制间隙中流去。在稳定工况时，两侧的喷嘴挡板间隙
是相等的，因此排油面积也相等，作用在断流滑阀两端的油压也相
等，使断流滑阀保持在中间位置，遮断了进出执行机构油缸（油动
机）的油口。另一路高压油就作为移动油缸活塞用的动力油，由断
流滑阀控制。
当电调装置来的电流送入控制线圈，在永久磁钢磁场的作用下，
产生了偏转扭矩，使可动衔铁带动弹簧管及挡板旋转，改变了喷嘴
与挡板的间隙。间隙减小一侧的油路油压升高，间隙增大一侧的油
路油压降低。在此油压差的作用下，使断流滑阀移动，打开了油动
机通高压油及回油的2个控制窗口，使油缸活塞移动，输出位移量
来操纵调节汽阀的开度。当可动衔铁、弹簧管及挡板旋转时，弹簧
管发生弹性变形，反馈杆发生挠曲。待断流滑阀在两端油压差作用
下产生位移时，就使反馈杆产生反作用力矩，它与弹簧管、衔铁动
力等的反力矩一起与输入电流产生的主动力矩相比较，直到总力矩
的代数和等于零，即断流滑阀达到一个新的平衡位置，这一位置与
输入电流增量成正比。当输入电流信号极性相反时，滑阀位移方向
也随之相反。
（一）故障表现
通过现场调试及对伺服阀的检测，发现deh系统中电液伺服阀常
见的几种典型故障，现列于表1。
通过对deh系统的研究和对伺服阀的检测、维修，发现由油质污
染造成伺服阀卡涩故障的约占40%；由伺服阀本身的结构特性引起
的伺服阀振动，导致汽门摆动的约占10%；由磨损引起泄漏增大故
障的约占10%左右；零偏不稳的约占5%，其它故障约占35%，解决
上述问题应注意以下几点：
（二）处理方法
1.加强油质管理
deh系统普遍采用磷酸酯抗燃油，由于这类油是一种人工合成的
物质，在使用过程中极易劣化，主要表现为污染颗粒度的增加和酸
值升高。deh系统用抗燃油一般要求达到moog2级，酸值koh应小
于0.2‰。抗燃油污染颗粒度增加，极易造成伺服阀卡涩，同时，
使阀芯的磨损，泄漏增加。通过几年来对抗燃油的油质分析和处理，
发现抗燃油酸值的升高，对伺服阀部件产生腐蚀作用，特别是对伺
服阀阀芯及阀套锐边的腐蚀，这是使伺服阀泄漏增加的主要原因。
还有eh油的运行温度、金属及密封材料、水分的渗入会造成eh
油的水解、使用与抗燃油不相符的材质及旁路再生装置的功效的好
坏都会对eh油的品质有较大的影响。为此，要定期化验油质，控
制抗燃油指标，同时加强油液进货渠道管理，补油时要使用专用的
滤油设备，在系统中安装在线运行的再生装置。
2.加强对伺服阀的管理
要根据机组deh系统要求，选用合适的伺服阀，尽量选用原机组
中同规格型号的伺服阀；伺服阀在工作一定时间后，要定期利用专
用试验设备进行检测、对伺服阀的性能参数调整及清洗，使伺服阀
始终处于最佳工作状态，不但可以延长伺服阀的使用寿命，还可防
止伺服阀突发事故，防患于未然。
3.改善伺服阀的工作环境
通过对故障阀的使用现场所作的调查，发现有时候伺服阀工作处
的环境温度高达60 ℃以上，伺服阀长期在高温下工作，对力矩马
达的工作特性有较大影响，直接影响伺服阀的特性。
油管振动
eh油管路特别是靠近油动机部分发生高频振荡，其中以hp管为
最多。油管振动会引起接头或管夹松动，造成泄漏，严重时会发生
管路断裂。
引起油管振动主要有以下几个方面原因：第一、汽门振动。油动
机与阀门本体相连，油动机在汽门的最上部，当汽门振动较大时，
势必造成油动机振动大，与之相连的油管振动也必然大，如#1、#2
高压调门，运行中经常出现振动。第二、管夹固定不好。《eh系统
安装调试手册》中规定管夹必须可靠固定，如果管夹固定不好，会
使油管发生振动。第三、伺服阀故障，产生振荡信号，引起油管振
动。第四、控制信号夹带交流分量，使hp油管内的压力交变产生
油管振动。
油压报警
asp油压由于是在线试验ast电磁阀，asp油压高报警值一般在
9.8mpa 左右，asp油压低报警值一般在4.0 mpa左右。asp油压由
ast油通过节流孔而产生，通常在7.0 mpa左右。参见ast电磁阀
组件控制原理图3。
其中电磁阀ast1和ast3为并联，组成通道1，而电磁阀ast2和
ast4组成通道2，同时，通道1与通道2串联，这就是电磁阀组串
并联布置。由上图可知：必须两个通道同时处于泄油状态，ast油
才能泄掉，主汽阀和调阀才能关闭。当ets信号作用在电磁阀上时，
该布置不会因某个电磁阀据动而妨碍ets动作。反之，如果有一只
电磁阀误动，也不会使ets动作而影响正常工作。
asp油压报警多数是由于节流孔堵塞造成的，当#1节流孔（ast
到asp的节流孔）堵塞时，asp油压降低，当#2节流孔（asp到回
油的节流孔）堵塞时，asp油压升高。可以通过检查节流孔来清除
故障。如果节流孔没有堵塞，可能是电磁阀故障造成的。大多数情
况下是ast电磁阀o型圈损坏造成的，将故障电磁阀解体后更换o
型圈即可。对于使用二级滑阀的ast电磁阀，需要检查eh油的进
油节流孔是否堵塞，它也会造成ast电磁阀内漏，从而引起asp油
压变化。上述检查仍未发现问题，则可能是节流孔变大造成的，更
换新节流孔即可。
6.油动机摆动
在输入指令不变的情况下，油动机反馈信号发生周期性的连续变
化，称之为油动机摆动。产生油动机摆动主要有以下几个方面原因：
1）热工信号问题。当二支位移传感器发生干涉时、当vcc卡输出
信号含有交流分量时、当伺服阀信号电缆有某点接地时均会发生油
动机摆动现象。2）伺服阀故障。当伺服阀接收到指令信号后，因
其内部故障产生振荡，使输出流量发生变化，造成油动机摆动。3）
阀门突跳引起的输出指令变化。当某一阀门在一个特点工作时，由
于蒸汽力的作用，使主阀由门杆的下死点突然跳到门杆的上死点，
造成流量增大，根据功率反馈，deh发出指令关小该阀门。在阀门
关小的过程中，同样在蒸汽力的作用下，主阀又由门杆的上死点突
然跳到门杆的下死点，造成流量减小，deh又发出开大该阀门指令。
如此反复，造成油动机摆动。deh对由于阀门突跳引起的油动机摆
动无能为力，只有通过修改阀门特性曲线使常用工作点远离该位
置。
三、结束语
汽轮机组改造为deh纯电调控制后，针对电厂发生的具体故障，
分析其发生的原因，并处理了试运和生产中出现的问题，保证了控
制系统正常工作， 实现deh各项功能，改善了汽轮机调节品质，
提高了机组自动化控制水平。
参考文献：
[1]k500-23.5-4型汽轮机eh系统技术文件.哈尔滨汽轮机控制工
程有限公司.2001
[2]肖增弘，徐丰编著.汽轮机数字电液调节系统.中国电力出版
社 .2003
[3]汽轮机油的质量监督与管理.国家电力公司电化教育中心出
版.1998
作者简介：
寇阳（1986.7— ）男，辽宁铁岭人，毕业于沈阳工程学院，热
动专业，本科学历，（2008.6-2013.1）工作于华能伊敏发电厂检修
部，现供职于辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司设备部。