1.概述
大坝发电厂#3、#4机组为上海汽轮机厂生产的引进型汽轮机组，型号为：n300-16.7/538/538亚临界一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、凝汽式汽轮机。调节系统采用上海新华电站控制工程有限公司引进美国西屋公司技术生产的deh数字式电液控制系统。
2.大坝发电厂#3、#4机组eh系统目前存在的问题
自1997年#3、#4机组投产以来，eh系统突出问题反映为#1-#6高压调节汽门（以下简称高调门）油动机缸体温度过高。由此产生的后果是：1）造成油缸上部密封圈损坏，油缸漏油，从而使油动机的检修周期大大缩短，检修费用大大增加，对机组的安全性、设备检修的经济性造成了重大的影响。2）大坝发电厂#3、#4机组eh系统使用美国akzo公司生产的合成磷酸脂高压抗燃油（油压>11mpa）,高调门油动机均为单侧进油式油动机，正常运行时油温在40~55℃之间，油缸上部回油流动缓慢。因缸体温度过高致使油缸上部抗燃油在此高温下烧结集碳，使eh油系统中颗粒杂质增加，造成控制系统核心部件电液伺服阀频繁堵塞，使调门摆动或拒动，对机组的安全、稳定运行造成了极大的威胁。
3.现场调查及改进思路
3.1.表一是改造前#3机高调门油动机正常运行中油缸各点的温度。
图1：油动机示意图及测量位置
通过上表可以看出：在机组正常运行状态下，高调门油缸缸体温度已经很高，远远超过正常运行时油温，致使其内部流动缓慢的eh抗燃油烧结集碳，形成较大的杂质颗粒，进入系统，堵塞伺服阀，造成负荷波动，影响机组安全；同时缸体温度过高，致使活塞杆轴向密封圈老化失效，造成抗燃油泄漏。油动机结构如下图2：
3.2.改进思路
根据现场调查以及我们与使用同类型油动机的其他电厂及时，发现该问题普遍存在于全国多家电厂，较为严重的甚至因油缸漏油造成机组停用。可见，该问题已成为严重影响机组安全稳定运行的、普遍存在的重大难题。通过分析我们发现：
1）造成油缸缸体温度过高的主要原因是油动机安装位置距离高调门壳体较近，壳体以热传导通过高调门座架及与油动机相连的支架和热辐射的方式将热量传递给油动机，造成油动机缸体温度过高；具体位置见图3。
2）我厂使用的高调门油动机为单侧进油式油动机，其结构如图2所示：油动机活塞下部作用高压油，活塞上部通回油。正常运行时，通过高压油作用在活塞下部使油动机经杠杆带动调门向上开启；关闭时通过泄放油缸下部压力油使调门上部弹簧关闭调门。为避免调门关闭时回油管路过载，部分压力油回至油动机活塞上部。因此，油动机活塞上部油液流动缓慢，当缸体温度升高时，此处油液容易烧结集碳，形成大的杂质颗粒，堵塞伺服阀。
通过分析我们可以看出：消除调门壳体的热传导和热辐射,有效地降低油动机缸体温度及加快活塞上部油液流动是我们解决问题的关键。
4.具体方案
1）针对高调门壳体通过热传导使油动机缸体温度过高这一问题，我们通过在油动机上端盖加装冷却水套加以解决。具体位置如图4所示。冷却水套及所用冷却水管均为不锈钢材质，冷却水源为凝结水。凝结水水质较好且压力较高，又采用不锈钢材料，就防止了杂物堵塞冷却水管，加快了水流速度，提高了冷却效率，且冷却水套材质较厚，进出水接头均采用o型橡胶密封圈密封,有效地防止了冷却水泄露。通过冷却水套中冷却水的循环，消除了高调门壳体通过热传导传递给油动机的热量。
2）冷却水套安装在此位置，首先使调门壳体通过热传导传递给油缸的热量直接被带走，避免了缸体温度升高；其次，水套直接作用在油动机上端盖处，降低了上端盖内铜衬套与活塞杆密封圈处温度，防止了密封圈老化失效，抗燃油泄漏；再次,由于安装位置空间有限，油动机支架可用面积较小，若将水套安装在支架上，既不便于安装，又降低了支架刚性；zui后，冷却水套还与联接油动机与壳体的支架相接触，降低了支架温度，减少了热量传递。冷却水套安装位置及结构见图4、图5。
图4油动机加装冷却水套后示意图
图5冷却水套俯向剖视图
3）针对活塞上部油液流动缓慢，而高调门壳体通过热辐射的方式向油动机传递热量，致使油动机活塞上部油液容易烧结集碳这一问题，我们在油动机活塞杆下端部加工一孔道，并在孔道上安装一个φ0.6mm的节流孔，这样，活塞下部压力油经节流孔进入活塞上部，加快了活塞上部油液的流动，通过油液自身的流动，降低了油液温度，防止了因油液流动缓慢造成烧结集碳，形成杂质进入系统；此节流孔的安装，既使压力油能进入活塞上部，带动油液流动；又避免了因孔径过大使压力油泄去而使系统油压波动的问题。节流孔流量计算公式如下：活塞处的节流孔d=0.6mm，压力p≈14mpa，油的密度ρ=1020kg/m3，取流量系数cd=0.62，根据小孔流量公式[1]q=cdπd2/4（2×p/ρ）1/2代入数值计算单台油动机泄漏量：
q=0.62×π×（0.6×103）2×（2×140×103）1/2
=1.75×10-7×166
=2.9×10-5（m3/s）
=1.75l/min
六台油动机泄漏总量:1.75×6=10.5l/min远小于eh油泵排量，所以此节流孔对系统压力、流量无影响。
改造后的油动机结构如图6：
图6改进后油动机结构示意图
5.效果检查
2003年9月，我们利用#3机组大修的时间采用上述方案对#3机高调门油动机进行了改造，并对改造后效果进行了跟踪检测：温度测量数据如表二所示。（具体测量位置见图4）
改造后#3机高调门油缸温度测量记录（单位：℃mpa）表二
表三是改造后机组正常运行时，高调门油动机及支架各点温度每月测量数据（测量位置如图四所示）：
时间：2003年9月——2004年2月
#3机高调门油缸改造后温度测量记录（单位：℃mpa）表三
机组状态：300mw冷却水温:37-42℃冷却水压力:1.1mpa
通过油动机改造后实地测量各点温度，我们可以发现：各点温度均有大幅度下降，支架温度下降至80℃以下，缸体温度降至70℃以下，可见，我们的改造取得了显著的效果。
6.结束语
本次油动机加装冷却水方案，为国内同类型机组中应用。通过本次改造，提高了机组的安全性、稳定性，延长了设备检修周期，减少了检修费用开支，并为国内其他同类型设备的改造提供了宝贵的经验。本次改造得到上海新华电站控制工程有限公司的大力配合和支持，在此深表感谢！
[参考文献]
[1]刘志昌主编.工程流体力学.天津科学技术出版社.1996年9月