《LM2500燃气发生器液压启动系统典型故障分析和处理》
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[摘 要]基于在长输天然气管道压缩机组启动过程中,LM2500+燃气发生器液压启动系统多次出现故障,导致机组无法正常备用.通过收集整理近年来出现的液压启动系统典型故障报告,对故障原因和诊断处理方法展开讨论.
[关键词]液压启动系统 原理 故障 分析 处理 燃气发生器
中图分类号：TU712. 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0018-01
引言
液压启动系统是天然气长輸管道燃驱压缩机组中一种重要的辅助系统,主要用于燃气发生器起动、水洗和常规检查.在西气东输西段压气站场燃驱压缩机组中,LM2500+燃气发生器液压启动系统多次出现机械故障,导致机组无法正常启动,影响压气站场的输气任务.因此,有必要对LM2500+燃气发生器液压启动系统从结构和原理方面结合故障处理经验进行分析,提出系统、全面的故障诊断处理方法,为现场故障及时处理提供技术支持.
1.LM2500+燃气发生器液压启动系统结构和原理
LM2500+燃气发生器液压启动系统通过电机带动液压启动泵的运转,形成具有一定流量和压力的液压油驱动液压启动马达工作.液压启动马达通过与附件齿轮箱相连接的离合器和附件齿轮箱中的机械传动轴将动力传送至燃气发生器,从而达到拖转燃气发生器的目的.LM2500+燃气发生器液压启动系统主要由液压启动撬、液压启动马达、离合器和相关连接管路等部件组成.其中液压启动马达和离合器安装在与燃气发生器相连接的附件齿轮箱上,液压启动撬在燃机箱体内有单独撬装.
LM2500+燃气发生器液压启动系统工作程序：机组控制界面中起机条件全部满足,发出机组启动指令；矿物油油箱温度达到设定值的情况下,液压启动泵电机启动,电磁阀处于打开状态,排除液压泵出口管路内的气体,15秒后动作关闭；电磁阀（20HS-1）关闭2秒后,液压启动泵行程控制器通过4～20mA斜坡信号发送到伺服阀 （90HS-1）动作.0.5～1%/ 秒的慢斜坡信号控制将燃气发生器拖转至300rpm；较快2～3%/ 秒的快斜坡信号将燃气发生器从300rpm拖转至2100rpm,达到盘车转速；燃气发生器达到盘车转速后,在2min清吹时间内机组控制系统通过燃气发生器速度反馈对液压泵输出命令进行调整,使燃气发生器维持在盘车转速.正常情况下,液压泵输出命令稳定在50～60%之间某一数值；燃气发生器清吹结束后,机组控制系统通过液压泵4～20mA斜坡控制命令以0.5～2%/ 秒的速率改变液压泵输出,使得燃气发生器先降速至1400rpm,再升至点火转速1700rpm,点火成功后拖转燃气发生器至液压启动马达脱开转速（一般为4500rpm）；此后,液压启动泵以15%/秒的速率降低斜坡输出,直至斜盘输出为0%；液压启动泵斜盘输出降低为0%后,电磁阀（20HS-1）打开；电磁阀 （20HS-1）打开15秒后,液压启动泵电机（88CR-1）停止工作.
2.LM2500+燃气发生器液压启动系统故障现象
在LM2500+燃气发生器启动过程中,不同阶段会出现各种各样的问题导致无法正常启动.液压启动系统常见故障现象有以下两种：
1）液压启动系统在30秒内不能拖动燃气发生器达到200rpm；
2）液压启动系统在90秒内不能拖转燃气发生器达到盘车转速2100rpm.
以西气东输二线西段某压气站LM2500+燃气发生器盘车测试失败为例,趋势图显示液压泵的输出压力基本维持在32.5MPa,燃气发生器的转速在液压泵控制命令逐渐增大至100%的过程中,燃气发生器转速升速缓慢,最高达到1699rpm.在液压启动泵斜盘控制信号发出的90秒时间内,燃气发生器转速没有达到设定值,导致燃气发生器盘车失败.
3.LM2500+燃气发生器液压启动系统故障原因分析
LM2500+燃气发生器液压启动系统出现故障,导致机组达不到盘车转速,有可能在机械、控制和电气方面存在问题.本文主要从近年来液压启动系统出现的典型故障原因进行分析,主要有以下6个方面：
1）液压启动泵出口管路上安全泄放阀（VR91-2）或压力调节阀 （VR91-3）未设置在设定值或阀体内部有泄漏、堵塞等情况,导致无法维持液压泵出口压力和流量,满足不了液压启动马达工作条件.
2）液压启动泵上电磁阀（20HS-1）接收命令后未完全关闭,液压泵出口高压油沿排放管路流回油箱,导致进入液压启动马达的液压油流量和压力不足.
3）液压启动泵控制伺服阀（90HS-1）未按命令动作或伺服阀油路压力调节阀（VR91-4）失效,液压启动泵不能正常提供满足流量和压力要求的液压油.
4）液压启动马达两侧进、出口管线之间单向阀失效,应该进入液压启动马达的高压油沿单向阀旁路流走,导致进入液压启动马达的液压油流量不足.
5）液压启动马达本体存在故障,在液压油流量和压力条件满足的情况下,不能正常输出动力满足燃气发生器要求.
6）与液压启动马达相连接的离合器本体故障,不能有效传递动力.
4.LM2500+燃气发生器液压启动系统故障处理方法
1）对安全泄放阀（VR91-2）、压力调节阀 （VR91-3）进行压力设定值校验.有必要的情况下将阀进行解体检查,检查活塞、弹簧以及阀内部的清洁程度,视情进行清洗.阀体内部件磨损较为严重时,将失效部件进行更换.
2）液压启动泵电磁阀（20HS-1）故障,在机组控制系统中强制电磁阀开关动作,现场查看电磁阀动作情况,测量24VDC工作电压是否到达阀头,判断是电磁阀阀头或阀体的问题.电磁阀阀头线圈问题导致阀体不动作,更换电磁阀阀头.对于电磁阀（20HS-1）阀体故障,可能会由于异物进入导致阀芯卡涩不动作,可将阀体解体后检查、清洗阀芯,去除脏物.无法修复的机械损伤,建议更换电磁阀阀体.
3）液压启动泵控制伺服阀（90HS-1）为4～20mA电流信号,检查伺服阀控制回路,在机组控制系统强制伺服阀动作,现场测量电流信号查看阀门动作情况.
4）将液压启动马达两侧进、出口管线之间单向阀拆卸,检查其结构和功能是否完整.
5）将液压启动马达拆下用手转动输出轴,查看是否旋转灵活或有无异常声响.由于液压启动马达内部为带曲轴轴向柱塞结构,设计较为复杂,且对组装有一定技术要求,一般出现故障后进行返厂维修.
6）离合器拆卸后正、反向转动输入和输出轴,查看功能是否正常,有无异常声响.
7）拆卸液压启动泵上主油路过滤器（TSA-1）和控制油路过滤器（FSA-1）,检查滤芯有无异物、破损和堵塞等现象,视情进行清理或更换.
5.结论和建议
为了进一步降低LM2500+燃气发生器液压启动系统故障率,建议如下：
1）实时收集液压启动系统的运行数据,加强数据分析,提供辅助决策,预判可能出现的故障,以便支撑后续维修工作,提高设备可靠性和安全性；
2）对于处于停机备用的机组,应定期进行盘车检查,检查机组辅助系统是否可靠备用；
3）机组定期保养时,检查液压启动系统油管路以及过滤器,按照维检修要求定期强制更换过滤器滤芯；
4）液压启动马达、离合器等备件存储时间过长,内部零件有生锈、老化的可能性.在安装之前,应进行检查保养,确保备件功能和结构完整可靠,使得零部件全寿命内周期质量有保证[22].
参考文献
[1]杨阳,姜帅.RB211 燃驱压缩机启动系统故障分析[J].中国石油石化,2017 6（6）：139-140.
[2]陈畅.液压系统故障诊断与维修典型案例的研究[J].电子测试2016,6（6）：63+29.
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故障分析引用文献:
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