300MW汽輪機EH油質(zhì)的管理

吉林電力

1995年05期

姜振國

雙遼發(fā)電廠136400

摘要：<正文>近年來隨著汽輪機容量的增大,蒸汽參數(shù)的提高,汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了提高動態(tài)響應的速度,采用高壓抗燃油即EH油系統(tǒng)。EH油是一種三芳基磷酸脂合成液,它不但保證了調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的準確性和響應的靈敏性,而且有良好的抗燃性能和流體穩(wěn)定性。......

修訂稿收稿日期：1995-05-19

近年來隨著汽輪機容量的增大，蒸汽參數(shù)的提高，汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了提高動態(tài)響應的速度，采用高壓抗燃油即EH油系統(tǒng)。EH油是一種三芳基磷酸脂合成液，它不但保證了調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的準確性和響應的靈敏性，而且有良好的抗燃性能和流體穩(wěn)定性。雙遼發(fā)電廠1號汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是引進美國西屋公司技術(shù)，國產(chǎn)化機組的EH系統(tǒng)。EH油從美國STAVFFFR化學公司購買，質(zhì)量標準采用美國國家宇航局標準NAS1638.

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EH供油系統(tǒng)

供油系統(tǒng)由油箱、葉片泵、控制塊、濾油器、磁性過濾器、卸載閥、溢流閥、蓄能器、冷卻器等標準設(shè)備組成，見附圖。

'該系統(tǒng)的功能為向調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供高壓控制油，來驅(qū)動4只主汽閥和8只調(diào)節(jié)汽閥的伺服執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)的響應來自DEH控制器的信號，以調(diào)節(jié)各汽閥的開度。

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工作原理

運行時葉片泵出口的壓力油經(jīng)過濾油器通過單項閥流入高壓蓄能器和供油母管，至各執(zhí)行機構(gòu)以及ETS系統(tǒng)。當蓄能器壓力升至14.8MPa時，卸載閥動作使油泵卸載在空載狀態(tài)下運行，當壓力降至12.2MPa時，卸載閥復位油泵向蓄能器充

油。油泵就在承載和卸載變工況方式運行，目的是延長泵的壽命和減少能量消耗。

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EH系統(tǒng)運行參數(shù)(見表1)

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EH系統(tǒng)發(fā)生的問題

1號機運行中曾發(fā)生卸載閥不卸載，EH油泵在承載狀態(tài)運行，使EH油溫升至70'C，最高時達87'C。雖采取更換卸載閥和濾芯，投精密過濾器，并加強通風和往供、回油管澆水冷卻等措施，油溫度仍很高.在清掃卸載閥時發(fā)現(xiàn)閥內(nèi)有車削雜物.清掃后的卸載閥裝入系統(tǒng)只能正確動作4次.檢查油箱時發(fā)現(xiàn)油中有乳白色絮團。分析卸載閥不動作的原因，一是油中有雜質(zhì)使卸載閥卡澀，二是油中進水也能造成卸載閥不動作。停機后化驗油質(zhì)，結(jié)果見表2、表3.

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EH油的處理

機組停機后應徹底地清掃油箱、卸載閥、溢流閥、更換濾芯。對供油系統(tǒng)和濾油車同時進行沖洗過濾，直到合格為止。經(jīng)半年多的運行、多次化驗，油質(zhì)始終保持在5級以內(nèi)。

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保持EH油質(zhì)應采取的措施

a.及時監(jiān)視卸載閥的承卸載時間比，發(fā)現(xiàn)承載時間長、卸載時間短時應及時分析原因處理。

b.高低壓蓄能器按表4定期檢查氮氣壓力。

C.堅持油質(zhì)定期化驗制度，機組運行第1年應每月化驗一次。第2年每2個月一

次。第3年每4個月一次。當油箱進行補油或取油樣時所用的膠管或容器必須清潔，否則會影響系統(tǒng)油質(zhì)和化驗的準確性。

d.采取有效措施杜絕油中進水，備用中的冷油器不應有漏水現(xiàn)象，油箱頂部不應存積水，防止水經(jīng)不嚴密的密封墊滲入油中。油站室內(nèi)應保持空氣相對干操，必要時呼吸器加裝空氣除濕裝置。

e.每小時記錄油箱油位和油溫，每周投入再生裝置運行8個小時，保持油質(zhì)中性及合格的穎粒數(shù)。

f.停機后盡量保持EH系統(tǒng)連續(xù)運行，如檢修或更換部件后，要留有足夠的時

間濾油，保證啟機時油質(zhì)合格。簡單的說,火電站發(fā)電就是就是用煤加熱水,使水變熱過熱蒸汽,過熱蒸汽推動氣輪機,使機械能轉(zhuǎn)化為電能言

電廠300MW汽輪機是上海汽輪機廠引進西屋公司技術(shù)制造的N300-16.7/538/538型機組。機組的控制系統(tǒng)主要由DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)、EH油供油系統(tǒng)及ETS危急遮斷保護系統(tǒng)三部分組成，其中調(diào)節(jié)用的工作介質(zhì)是價格比較昂貴的高壓抗燃油（化學名為三芳基磷酸脂，簡稱EH油）。這套系統(tǒng)有著工作壓力高、直接采用流量控制形式、對油質(zhì)的要求特別的高、具有很強的在線維修功能等特點。

特別是EH油系統(tǒng)作為汽輪機控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，在汽輪機控制中具有很重要的作用，它發(fā)生故障將直接威脅機組的正常運行。

2EH油系統(tǒng)故障

電廠的1、2號機組投入運行以來，在EH油系統(tǒng)上出現(xiàn)不少故障（見附表1），有的最終導致停機等事故，給電廠造成不應有的損失。因此我們對EH油系統(tǒng)常見故障發(fā)生的原因進行分析提出相關(guān)的日常維護措施，有效的降低EH油系統(tǒng)故障率，提高EH油系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定性。

附表1、1997-2000EH油系統(tǒng)較大故障匯總

時間事件結(jié)果

19974月22日＃２機AST控制塊進口管接頭漏油火情

4月30日1機高壓主汽門油動機漏油停機臨檢

5月下旬至六月上旬＃２機EH油發(fā)生油質(zhì)劣化頻繁切換EH油泵，更換油泵出口濾網(wǎng)

19981月3日＃２機GV2出現(xiàn)大幅擺動降負荷

2月15日＃１機中壓調(diào)門OPC油管接頭嚴重漏油火情

4月4日＃２機GV4調(diào)門無法關(guān)下停機臨檢

19991月17日＃1機A小機高壓調(diào)門電液轉(zhuǎn)換器漏油停運A小機

10月16日＃2機EH油＃1高壓調(diào)門進油管漏油停機臨檢

10月19日＃2機＃3高調(diào)門進油管裂火情

20006月18日#1機1B小機EH油管接頭松脫漏油故障停機

7月6日#1機GV4故障卡澀，EH油壓力下降非計劃停運

電廠的1、2號機組投入運行以來到2001年3月，在EH油系統(tǒng)上出現(xiàn)不少異常和故障,總結(jié)起來主要有以下幾種:

（1）EH油系統(tǒng)油壓下降，導致個別調(diào)門無法開啟，甚至造成汽機跳閘。

（2）油動機卡澀，調(diào)門動作遲緩，有時泄油后不回座。

（3）在開關(guān)調(diào)門過程中發(fā)生某個調(diào)門不規(guī)則頻繁大幅度擺動，同時伴隨著EH油系統(tǒng)油壓的下降。

（4）EH油系統(tǒng)管道開裂、接頭松脫、密封件損壞等導致系統(tǒng)漏油。

特別是EH油系統(tǒng)在國內(nèi)運行年限還比較短，故有些運行人員對EH油系統(tǒng)的熟悉程度相應就差些，因此不能正確而及時地作好日常維護工作，往往使EH油系統(tǒng)的小患養(yǎng)成大病，發(fā)生一些本來能夠避免的故障。

3故障分析

附圖1

根據(jù)對附圖1中人、設(shè)備、材料及工藝等因素進行了認真的分析，認為由于EH油系統(tǒng)具有雙通道功能，有些部件有故障完全可以從系統(tǒng)中隔離出來，進行在線維修，具有很強的在線維修功能。特別是根據(jù)以往的經(jīng)驗EH油系統(tǒng)大部分的故障一般都是小故障，只要及時發(fā)現(xiàn)，正確處理，大多可以很快進行在線處理，并不會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此認為影響電廠EH油系統(tǒng)保持長期正常運行的主要因素是EH油系統(tǒng)運行中日常維護及防范措施不當，以及運行人員EH油運行經(jīng)驗不足不能正確處理故障。

4EH油系統(tǒng)的日常維護及防范措施

根據(jù)對常見EH油系統(tǒng)故障的分析知道要保證EH油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行就要從EH油系統(tǒng)的日常維護，增加運行人員EH油運行的經(jīng)驗方面著手。

1、加強EH油系統(tǒng)的運行維護

1.1加強對EH油系統(tǒng)的巡檢

運行人員提高EH油系統(tǒng)巡回檢查的質(zhì)量，特別是加強對EH油系統(tǒng)接頭的檢查。定期對EH油管接頭進行檢查（每班1—2次），及時發(fā)現(xiàn)接頭松脫，EH油泄漏等故障。

電廠EH油泵為恒壓變流量泵，所以油泵電流是反映出EH油系統(tǒng)流量的重要指標。EH油系統(tǒng)流量的變化反映出EH油系統(tǒng)的泄漏量的大小，可以反映出電液轉(zhuǎn)換器工作是否正常。（見附表2）所示可見GV5的開關(guān)對EH油系統(tǒng)壓力及EH油泵電流有很大的影響，而GV6及GV3的開關(guān)對EH油系統(tǒng)壓力及EH油泵電流的影響很小，可見GV5的電液轉(zhuǎn)換器存在較大的內(nèi)漏，而GV6及GV3的電液轉(zhuǎn)換器工作正常。所以要求加強對EH油泵電流及EH油系統(tǒng)流量的監(jiān)視，特別是在開關(guān)汽機閥門時，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障的電液轉(zhuǎn)換器，以便及早進行更換。

附表2：同一天不同負荷下EH油系統(tǒng)各參數(shù)情況表

項目名稱負荷指令GV1開度（%）GV2開度（%）GV3開度（%）GV4開度（%）GV5開度（%）GV6開度（%）油泵出口壓力（MPa）系統(tǒng)壓力（MPa）油泵電流（A）

210MW100100010020013．212．227

230MW10010001003001413．329

250MW10010001001001515．314．921

300MW1001006110010010015．414．921

1.2EH油系統(tǒng)的定期檢查和試驗

為了保證系統(tǒng)的連續(xù)運行和避免機組故障停機，還必須遵循定期檢查及試驗規(guī)程。檢查內(nèi)容包括運動部件的磨損、超溫、不對中、振動等。根據(jù)實際我們還專門制定了以下檢查項目：

定期檢查LVDT，防止LVDT問題造成控制系統(tǒng)異常。

定期對電液轉(zhuǎn)換器進行檢測，盡快發(fā)現(xiàn)存在的故障和隱患，及時處理。

定期對硅藻土及纖維素精濾器運行狀況進行監(jiān)視，保證其正常運行。

定期對高低壓蓄能器進行檢查，保證內(nèi)部氮氣壓力正常。

定期進行閥切換以及閥門活動試驗，確保油動機及電液轉(zhuǎn)換器工作正常。

定期對EH油系統(tǒng)工作環(huán)境溫度進行監(jiān)測，防止EH油局部過熱。

定期對EH油箱干燥器內(nèi)的干燥劑進行更換，保證其去濕效果。

1.3EH油系統(tǒng)的清潔

EH油系統(tǒng)應該定期進行清潔工作，掃除外表的灰塵油污。同時為了防止水分通過呼吸器侵入油箱使EH油中含水量增大，電廠在EH油箱上呼吸器加裝了干燥器，有效的防止外部水分通過呼吸器進入EH油箱。要定期進行油質(zhì)化驗，加強化學監(jiān)督，隨時跟蹤掌握EH油質(zhì)情況，對水份、酸質(zhì)和顆粒度偏離正常值的要及時進行濾油，不合格的油絕對不能進入EH油箱，盡量避免混用不同廠家的EH油。一旦發(fā)現(xiàn)油質(zhì)有劣化傾向應及時進行分析，及時組織進行EH油在線濾油工作，保證EH油的油質(zhì)。

2、增加運行人員EH油運行的經(jīng)驗

組織運行人員參加由熱工人員舉辦的關(guān)于EH油系統(tǒng)的講座，以便運行人員熟悉油動機、電液轉(zhuǎn)換器等的結(jié)構(gòu)、工作機理以及DEH的相關(guān)知識。

班組內(nèi)定期或不定期開展EH油系統(tǒng)運行情況的探討，加強運行經(jīng)驗交流，加大對重要參數(shù)及區(qū)域的檢查力度，適時對各階段運行參數(shù)進行比較分析，如EH油壓、流量、油泵電流的變化趨勢及調(diào)門動作情況，掌握其運行特點和規(guī)律，從而全面掌握整個EH油系統(tǒng)的運行情況。

在運行規(guī)程及鄉(xiāng)土教材中增加了處理EH油系統(tǒng)常見故障的相關(guān)章節(jié)。讓運行人員通過上仿真機來熟悉處理各種EH油系統(tǒng)故障的步驟和方法。并通過事故追憶、事故預想等進行班組內(nèi)部培訓，提高處理EH油系統(tǒng)故障的準確性和熟練性。

5結(jié)論

通過采取以上實施以后，電廠1、2號機組的EH系統(tǒng)在2001年全年實現(xiàn)了連續(xù)運行，切實提高了EH油系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。特別是雖然發(fā)生了#1機組的B小汽輪機低壓調(diào)門伺服閥EH油進油接頭松動漏油、GV1和GV5的O型密封圈損壞等異常情況，但是都被及時發(fā)現(xiàn)，得到正確處理，防止了機組非計劃停運的發(fā)生。

為此撰寫此文對EH油系統(tǒng)故障進行分析，提出一些EH油系統(tǒng)的日常維護及故障防范措施，以提高了EH油系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，以期使電廠有關(guān)工作人員有所借鑒。本人認為只要加強日常維護，防范措施得當，加強運行人員EH油運行知識的培訓，EH油系統(tǒng)完全可以保持長期正常運行，許多由EH油系統(tǒng)而引起的機組故障是完全可以避免的。

1EH油系統(tǒng)的特點

廈門嵩嶼電廠300MW汽輪機是上海汽輪機廠引進西屋公司技術(shù)制造的N300-16.7/538/538型機組。其中調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作介質(zhì)是高壓抗燃油（化學名為三芳基磷酸脂，簡稱EH油）。

與采用透平油為工作介質(zhì)的低壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，EH油系統(tǒng)有以下特點。

1.1工作壓力高

EH油系統(tǒng)的工作壓力一般在13～14MPa，而低壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力一般在2MPa。由于工作油壓的提高，大大減小了液壓部件的尺寸，改善了汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性。

1.2直接采用流量控制形式

EH油系統(tǒng)采用電液轉(zhuǎn)換器（又稱為伺服閥），直接將電信號轉(zhuǎn)化為油動機油缸的進出油控制，從而控制油動機的行程。這使系統(tǒng)的遲緩率大大降低，對油壓波動也不再敏感（一般在11～16MPa范圍內(nèi)都能正常工作），提高了調(diào)節(jié)精度。

1.3對油質(zhì)的要求特別高

雙噴咀擋板式電液轉(zhuǎn)換器最小通流線性尺寸為0.025～0.05mm，一般節(jié)流孔徑為0.46～0.8mm，故對高壓抗燃油的雜質(zhì)顆粒含量提出了很高的要求。

EH油具有較好的抗燃性能，但如果EH油中混入過多的水、酒精或透平油等，將大大降低EH油的抗燃性，而且可能導致EH油的變質(zhì)或老化，直接影響系統(tǒng)的正常運行。

1.4具有在線維修功能

由于EH油系統(tǒng)設(shè)有雙通道，某些部件有故障時可以從系統(tǒng)中隔離出來進行在線維修。

2EH油系統(tǒng)常見故障

我廠的1，2號機組自投入運行以來，EH油系統(tǒng)發(fā)生了不少異常和故障，主要有以下幾種：

（1）系統(tǒng)壓力下降，個別調(diào)門無法正常開啟；

（2）油動機卡澀，調(diào)門動作遲緩，有時泄油后不回座；

（3）在開關(guān)調(diào)門過程中發(fā)生某個調(diào)門不規(guī)則頻繁大幅度擺動，同時伴隨著EH油系統(tǒng)壓力的波動；

（4）EH油管道開裂、接頭松脫、密封件損壞。

其中故障（1）～（3）大多發(fā)生在電液轉(zhuǎn)換器、快速卸荷閥組件上，故障（4）主要和選材和安裝工藝有關(guān)。

3EH油系統(tǒng)故障原因分析

3.1EH油系統(tǒng)壓力下降

EH油系統(tǒng)壓力下降的主要原因有：

（1）油中雜質(zhì)將油泵出口濾網(wǎng)的濾芯堵塞；

（2）油箱控制塊上溢流閥整定值偏低；

（3）油泵故障導致出力不足，備用油泵出口逆止閥不嚴；

（4）系統(tǒng)中存在非正常的泄漏，主要有：

①TV，GV，RSV快速卸荷閥未關(guān)嚴；

②電液轉(zhuǎn)換器嚴重內(nèi)漏；

③油動機活塞由于磨損、腐蝕，造成密封不嚴，漏流增大；

④IV快速卸荷閥底座壓不嚴，造成泄漏增加；

⑤蓄能器回油閥、OPC試驗放油閥等未關(guān)嚴；

⑥OPC、AST油進油管路堵塞。

3.2油動機不受控制

油動機不受控制的主要原因有：

3.2.1油質(zhì)下降

3.2.1.1油中大顆粒雜質(zhì)進入

檢修環(huán)境不清潔，密封件老化脫落，EH油對油箱、管道內(nèi)壁上有機物的溶解和剝離，金屬間磨擦所產(chǎn)生的金屬碎屑進入EH油中。

3.2.1.2油的高溫氧化和裂解

EH油局部過熱就可能發(fā)生氧化或熱裂解，導致酸值增加或產(chǎn)生沉淀，增加顆粒污染，溫度升高還使油的電阻率降低，對電液轉(zhuǎn)換器閥口的電化學腐蝕加劇，密封件加速老化。

3.2.1.3油的水解和酸性腐蝕

EH油是一種磷酸脂，和其它脂類一樣都能水解，磷酸脂水解后生成磷酸根和醇類。所產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物又進一步催化水解，促進敏感部件的腐蝕。而且三芳基磷酸脂對周圍環(huán)境中的潮氣吸附能力很強，在南方的梅雨季節(jié)，可能使EH油中含水量增大，使水中的酸性指標增加，導電率增大。這會引起電液轉(zhuǎn)換器的腐蝕。從損壞的電液轉(zhuǎn)換器來看，大部分的電液轉(zhuǎn)換器受到不同程度的腐蝕，在滑閥凸肩、噴咀及節(jié)流孔處腐蝕尤為嚴重。

3.2.2電液轉(zhuǎn)換器滑閥兩側(cè)壓力偏差大

（1）油中雜質(zhì)堵塞電液轉(zhuǎn)換器的噴咀；

（2）磨擦、酸性腐蝕造成滑閥的凸肩、滑塊與滑座之間磨損，使滑閥相對與滑座之間的間隙加大，使漏流量增加；

（3）酸性油液對噴咀室、通道及節(jié)流孔等的腐蝕，改變了滑閥兩側(cè)的壓力。

3.2.3LVDT線性電壓位移轉(zhuǎn)換器故障，電液轉(zhuǎn)換器機械零位不準等

（1）LVDT反饋斷線或反饋信號受到干擾將會影響DEH指令信號與LVDT產(chǎn)生的反饋信號的差值，導致電液轉(zhuǎn)換器輸入的指令信號的改變；

（2）電液轉(zhuǎn)換器機械零位不準也可能影響DEH系統(tǒng)對電液轉(zhuǎn)換器的控制。

3.3EH油系統(tǒng)漏油

EH油外漏，主要原因有：

（1）工作壓力高，而且還受到機組高溫及高頻振動影響，所以對EH油管道材質(zhì)以及焊接工藝要求高，一些微裂紋可能擴大導致EH油管道開裂；

（2）EH油管路有些分布在高溫區(qū)域，容易造成O型密封圈受熱老化斷裂。這一現(xiàn)象在汽輪機調(diào)門的O型密封圈上經(jīng)常發(fā)生。

（3）EH油管路和汽機調(diào)門連接著，長期受到振動，可能由于接頭的預緊力不足，造成接頭松脫。這種現(xiàn)象比較少見，但在本廠的1號機組的1B小汽輪機低壓調(diào)門電液轉(zhuǎn)換器EH油進油接頭出現(xiàn)過多次。

4EH油系統(tǒng)的日常維護及故障防范措施

4.1EH油系統(tǒng)日常維護

要保證EH油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行就要加強對系統(tǒng)的日常維護。EH油的日常維護工作包括系統(tǒng)的清潔、檢查、更換、EH油的更新等。根據(jù)各廠的實際情況，應將這些工作列出日程表，嚴格執(zhí)行。

4.1.1EH油系統(tǒng)的清潔

EH油系統(tǒng)應該定期進行清潔工作，掃除外表的灰塵油污。特別在執(zhí)行檢修工作時，要注意保持工作環(huán)境的清潔，對測量EH油的壓力表/開關(guān)校驗后，一般情況下需經(jīng)過靜置3h以上并用無水酒精清洗，防止礦物油混入EH油中，禁止對其使用四氯化碳等含氯清洗劑。對檢修中新安裝的EH油管道要進行吹掃，防止存在于管道中的雜質(zhì)進入EH油系統(tǒng)。要定期進行油質(zhì)化驗，加強化學監(jiān)督，不合格的油絕對不能進入EH油箱，不同廠家的EH油也不要混用，并及時進行EH油濾油工作，保證EH油的油質(zhì)。

4.1.2EH油系統(tǒng)的檢查和試驗

為了保證系統(tǒng)的連續(xù)運行和避免機組故障停機，必須遵循定期檢查及試驗規(guī)程。檢查內(nèi)容包括運動部件的磨損、超溫、不對中、振動、液位等。檢查與試驗的具體步驟可參考有關(guān)說明書。根據(jù)我廠實際還專門制定了以下檢查項目：

（1）定期檢查EH油泵電流。我廠EH油泵為恒壓變流量泵，所以油泵電流是反映出EH油系統(tǒng)流量的重要指標。EH油系統(tǒng)流量的變化反映出EH油系統(tǒng)的內(nèi)部泄漏量的大小，可以反映出電液轉(zhuǎn)換器工作是否正常，是否存在非正常的泄漏；

（2）定期檢查LVDT，防止LVDT問題造成控制系統(tǒng)異常；

（3）定期對電液轉(zhuǎn)換器進行檢測，盡快發(fā)現(xiàn)存在的故障和隱患，及時處理；

（4）定期檢查EH油管路接頭、焊口及密封件，防止密封件損壞和接頭松脫等故障發(fā)生；

（5）定期對硅藻土及纖維素精濾器運行狀況進行監(jiān)視。當水份和酸性指標超標時馬上更換硅藻土，降低EH油中雜質(zhì)的顆粒及酸性指標。

4.2EH油系統(tǒng)的故障防范措施

為了確保EH油系統(tǒng)的正常運行，除了加強日常維護，還要針對系統(tǒng)的故障制定好防范措施。

4.2.1改善油動機組件的工作環(huán)境

工作環(huán)境溫度過高不僅會造成EH油的高溫氧化和裂解，還可能造成EH油密封件O型圈老化斷裂。因此應盡量降低EH油工作環(huán)