汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)直流事故油泵聯(lián)啟后無(wú)法停運(yùn)的原因分析及對(duì)策

楊永斌

（陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102）

某電廠一期工程總裝機(jī)容量為2 100 MW(6×350 MW)，6臺(tái)機(jī)組的汽輪機(jī)均由德國(guó)西門子公司生產(chǎn)，其型號(hào)為K30-40-16、N30-2×10，為反動(dòng)式單軸雙缸、雙排汽、亞臨界、一次中間再熱、節(jié)流調(diào)節(jié)凝汽式汽輪機(jī)。每臺(tái)機(jī)組的汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)均配有2臺(tái)交流潤(rùn)滑油泵和1臺(tái)直流事故油泵。其中，2臺(tái)交流潤(rùn)滑油泵在正常運(yùn)行時(shí)一用一備，直流事故油泵則是在交流潤(rùn)滑油泵切換時(shí)、故障時(shí)聯(lián)啟補(bǔ)充油壓，或者當(dāng)機(jī)組發(fā)生事故、交流潤(rùn)滑油泵失去時(shí)為保證機(jī)組安全停運(yùn)而使用。這2種油泵的具體參數(shù)見(jiàn)表1，潤(rùn)滑油系統(tǒng)如圖1所示。

表1 潤(rùn)滑油泵參數(shù)

1 設(shè)備故障情況

(1) 2011-06-19，對(duì)4號(hào)機(jī)組低壓備用電機(jī)進(jìn)行定期絕緣(II段)測(cè)試。在測(cè)量42主機(jī)潤(rùn)滑油泵絕緣時(shí)(需要給42主機(jī)潤(rùn)滑油泵停電)，直流事故油泵因42交流潤(rùn)滑油泵(以下簡(jiǎn)稱交流油泵)停電時(shí)發(fā)故障報(bào)警而聯(lián)啟。42交流油泵絕緣測(cè)量完畢后送電列備，手動(dòng)停運(yùn)直流事故油泵，但主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)立刻發(fā)“CP019＜320 kPa”報(bào)警。通過(guò)油系統(tǒng)聯(lián)鎖聯(lián)啟42交流油泵和直流事故油泵，待油壓正常后延時(shí)5 s，42交流油泵自動(dòng)停運(yùn)(注：因?yàn)榇藭r(shí)41交流油泵為預(yù)選泵，42為非預(yù)選泵，故油壓正常后非預(yù)選泵自動(dòng)停運(yùn))。此時(shí)再次停運(yùn)直流事故油泵，仍發(fā)“CP019＜320 kPa”報(bào)警。再次聯(lián)啟42交流油泵和直流事故油泵，仍然無(wú)法停運(yùn)直流事故油泵。由于潤(rùn)滑油泵油壓低為汽機(jī)主保護(hù)，因此沒(méi)再繼續(xù)試停。隨后，聯(lián)系熱工人員對(duì)CP019壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行校對(duì)，發(fā)現(xiàn)該壓力開(kāi)關(guān)的壓力定值漂移為340 kPa。重新整定CP019壓力開(kāi)關(guān)定值為320 kPa后，手動(dòng)停運(yùn)主機(jī)直流事故油泵，仍然出現(xiàn)前面的現(xiàn)象，無(wú)法停運(yùn)直流事故油泵。此后，將“2臺(tái)交流潤(rùn)滑油泵同時(shí)運(yùn)行，油壓正常后延時(shí)5 s停運(yùn)未預(yù)選油泵”的邏輯修改為“延時(shí)20 s”，然后手動(dòng)改交流油泵預(yù)選(注：改預(yù)選時(shí)，先是2臺(tái)交流油泵同時(shí)運(yùn)行，油壓正常后停未預(yù)選泵)。2臺(tái)交流油泵同時(shí)運(yùn)行，在20 s內(nèi)立即手動(dòng)停運(yùn)主機(jī)直流油泵，然后20 s后未預(yù)選的41交流油泵自動(dòng)停運(yùn)，這次未發(fā)油壓低報(bào)警，主機(jī)直流事故油泵安全停運(yùn)。當(dāng)時(shí)，4號(hào)機(jī)冷油器后的潤(rùn)滑油溫48.1 ℃，母管油壓349 kPa，交流油泵出口壓力483 kPa。在直流事故油泵啟動(dòng)后，母管油壓逐漸升至399 kPa，交流油泵出口油壓也已升至502 kPa。

(2) 2011-07-01，1號(hào)機(jī)組汽機(jī)2號(hào)軸瓦溫度高達(dá)101℃。為了控制軸瓦溫度，準(zhǔn)備將主機(jī)潤(rùn)滑油冷油器切換手柄切至中間位，使2個(gè)冷油器并列運(yùn)行，以降低潤(rùn)滑油溫。切換前潤(rùn)滑油溫50 ℃，潤(rùn)滑油母管油壓350 kPa。在將切換手柄切至中間位的初期，同樣發(fā)出“CP019＜320 kPa”報(bào)警。交流油泵和直流事故油泵聯(lián)啟，待油壓正常后未預(yù)選的交流油泵自動(dòng)停運(yùn)，在手動(dòng)停運(yùn)直流事故油泵時(shí)，同樣出現(xiàn)直流事故油泵無(wú)法停運(yùn)的現(xiàn)象。隨后，保持1臺(tái)預(yù)選交流油泵和直流事故油泵同時(shí)運(yùn)行，冷油器切換手柄位于中間位，待冷油器后油溫降至47 ℃、潤(rùn)滑油母管油壓升至379 kPa后，再次手動(dòng)停運(yùn)直流事故油泵，停運(yùn)正常。

圖1 潤(rùn)滑油系統(tǒng)示意

2 故障原因分析

(1) 夏季來(lái)臨后，潤(rùn)滑油溫會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高相應(yīng)升高，當(dāng)冷油器入口潤(rùn)滑油溫高于溫控閥的設(shè)定溫度后，溫控閥會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)，使通過(guò)冷油器的油量增加，且油溫越高，冷油器側(cè)的過(guò)油量越大，不經(jīng)冷油器的熱油越少，進(jìn)而使油系統(tǒng)的阻力增加，導(dǎo)致冷油器后的潤(rùn)滑油母管油壓相對(duì)減小。

(2) 由圖1可以看出，直流事故油泵的出口直接與冷油器和油濾網(wǎng)后的潤(rùn)滑油母管連接。因此，直流事故油泵啟動(dòng)后，潤(rùn)滑油母管油壓升高，進(jìn)一步增加了交流油泵的供油阻力，造成交流油泵的出口壓力CP001相應(yīng)升高，而且直流事故油泵的出口逆止門開(kāi)度越大其出力越大，潤(rùn)滑油母管油壓和交流油泵出口油壓升高也就越多。

(3) 直流事故油泵啟動(dòng)后，由于供油阻力增加造成交流油泵的出力會(huì)有所下降，因此當(dāng)停運(yùn)直流事故油泵后，冷油器后的潤(rùn)滑油壓下降，交流油泵的出力立即增加；但由于潤(rùn)滑油溫偏高，溫控閥使大量的潤(rùn)滑油要經(jīng)過(guò)阻力大的冷油器側(cè)，因此冷油器后的潤(rùn)滑油母管油壓的升高就需要一定的時(shí)間，再加上之前油溫高時(shí)潤(rùn)滑油壓會(huì)相應(yīng)偏低，極易在停運(yùn)直流事故油泵時(shí)發(fā)潤(rùn)滑油壓低報(bào)警導(dǎo)致直流事故油泵無(wú)法停運(yùn)。

(4) 直流事故油泵停運(yùn)時(shí)，其出口逆止門(由于卡澀或受力面小)關(guān)閉不及時(shí)，部分潤(rùn)滑油會(huì)通過(guò)逆止門的開(kāi)度造成回流泄壓，也會(huì)造成冷油器后的潤(rùn)滑油母管油壓下降。

3 處理措施

(1) 油壓低聯(lián)啟交、直流油泵后，要及時(shí)復(fù)位交、直流油泵和各相關(guān)聯(lián)鎖子回路的報(bào)警，并檢查確認(rèn)油泵預(yù)選與運(yùn)行泵一致，確保備用油泵能夠正常聯(lián)啟，防止主機(jī)的供油中斷造成停機(jī)事故。

(2) 夏季進(jìn)行交流油泵定期測(cè)絕緣和定期切換冷油器時(shí)， 應(yīng)避開(kāi)白天高溫時(shí)段和機(jī)組高負(fù)荷時(shí)段，防止工作時(shí)聯(lián)啟直流事故油泵后無(wú)法正常停運(yùn)。

(3) 定期測(cè)絕緣或定期切換冷油器使直流事故油泵聯(lián)啟后停運(yùn)時(shí)，應(yīng)提前暫時(shí)關(guān)閉冷油器油側(cè)排空門，以提高潤(rùn)滑油母管油壓，待相應(yīng)工作結(jié)束且直流事故油泵安全停運(yùn)后再將冷油器油側(cè)排空門恢復(fù)至原開(kāi)度。

(4) 當(dāng)直流事故油泵聯(lián)啟后無(wú)法正常停運(yùn)時(shí)：

① 首先聯(lián)系熱工人員校對(duì)主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)相應(yīng)油壓開(kāi)關(guān)是否有偏移，以確保油壓開(kāi)關(guān)測(cè)量準(zhǔn)確；

② 在未采取措施之前，保持直流事故油泵運(yùn)行，避免多次手動(dòng)停運(yùn)直流事故油泵，防止直流事故油泵短時(shí)多次啟停出現(xiàn)故障，進(jìn)而造成事故；

③ 保持直流事故油泵和1臺(tái)交流油泵同時(shí)運(yùn)行，將主機(jī)冷油器切換手柄切至中間位，使2個(gè)冷油器同時(shí)并列運(yùn)行，以提高供油量和冷油器后的潤(rùn)滑油母管油壓。待油溫下降、油壓升高趨勢(shì)穩(wěn)定后手動(dòng)停運(yùn)直流事故油泵；

④ 若采取以上措施后仍無(wú)法正常停運(yùn)直流事故油泵，就要采取上述4號(hào)機(jī)組的處理方法：保持直流事故油泵和1臺(tái)交流油泵同時(shí)運(yùn)行，將“2臺(tái)交流油泵同時(shí)運(yùn)行油壓正常后的延時(shí)5 s停運(yùn)未預(yù)選泵”修改為“延時(shí)20 s”，然后手動(dòng)改交流油泵預(yù)選，在這20 s內(nèi)手動(dòng)停運(yùn)直流事故油泵，注意控制好手停事故油泵的時(shí)間，使直流事故油泵和交流油泵的停運(yùn)間隔5～10 s，以降低油泵停運(yùn)瞬間對(duì)油壓的影響。

(5) 利用停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)交、直流油泵出口逆止門的開(kāi)關(guān)靈活度進(jìn)行檢查，保證其能夠靈活開(kāi)關(guān)。

隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加，許多原本未出現(xiàn)問(wèn)題的系統(tǒng)和設(shè)備將會(huì)由于老化和磨損出現(xiàn)各種不同的問(wèn)題。應(yīng)針對(duì)不同的設(shè)備類型，進(jìn)行全面的危險(xiǎn)點(diǎn)分析，以做到防患于未然。同時(shí)，還應(yīng)利用每次機(jī)組停運(yùn)的機(jī)會(huì)對(duì)正常運(yùn)行中無(wú)法處理的設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的檢查，排除各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題，保證設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。