探討機(jī)燃?xì)廨喤c汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)異常分析與處理

李家虎

山東電力建設(shè)第一工程公司

探討機(jī)燃?xì)廨喤c汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)異常分析與處理

李家虎

山東電力建設(shè)第一工程公司

汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)潤滑油系統(tǒng)承擔(dān)機(jī)組軸系的潤滑任務(wù)，系統(tǒng)異常會(huì)造成潤滑油壓下降，備用油泵聯(lián)起不成功會(huì)造成潤滑油中斷，軸承失去潤滑，機(jī)組軸系振動(dòng)會(huì)增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)軸瓦磨損的惡性事故。結(jié)合多起潤滑油系統(tǒng)故障案例進(jìn)行分析，給出了潤滑油系統(tǒng)異常的解決方案和防范措施，對(duì)發(fā)電企業(yè)潤滑油系統(tǒng)缺陷排查和處理具有參考和借鑒意義。

汽輪機(jī)；燃?xì)廨啓C(jī)；潤滑油；

前言

汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)作為發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力部分，用于拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)的動(dòng)力為高溫高壓蒸汽，燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力為高溫燃?xì)?。汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)具有技術(shù)先進(jìn)、參數(shù)高、功率大等特點(diǎn)，目前燃煤汽輪機(jī)發(fā)電功率已達(dá)1000 MW 以上，9F 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)功率也超過了450 MW。汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)都和發(fā)電機(jī)連接，形成大功率發(fā)電設(shè)備，運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)子的重量和慣性巨大，需要良好的軸承潤滑保證發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。然而大型汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的潤滑油系統(tǒng)故障較多，原因復(fù)雜，存在的缺陷具有隱蔽性。

1、潤滑油系統(tǒng)的常見故障

1.1潤滑油系統(tǒng)的組成

大型汽輪機(jī)發(fā)電組一般設(shè)置高壓油泵、主油泵及射油器、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵。高壓油泵在機(jī)組啟停時(shí)使用，通過射油器向主油泵入口和潤滑油系統(tǒng)供油，也是主油泵的備用泵。主油泵安裝于主機(jī)前的軸承箱內(nèi)，由汽輪機(jī)主軸拖動(dòng)，具有壓力高、流量大的特點(diǎn)。高壓油泵或主油泵的高壓油通過射油器降壓、增加流量后向各軸承供油。輔助油泵在機(jī)組啟動(dòng)或停運(yùn)階段供油。直流潤滑油泵作為最后一道防線，在上述設(shè)備不能正常工作時(shí)啟用。

大型汽輪發(fā)電機(jī)組的高壓油泵、主油泵、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵均為離心泵。主油泵與主軸相連，為臥式布置，因離心泵不具有自吸功能，來油由主油箱內(nèi)的射油器供給。如果運(yùn)行中射油器故障，會(huì)造成主油泵斷油，無法形成供油循環(huán)，同時(shí)也會(huì)中斷潤滑油的供給。交流潤滑油泵由電機(jī)拖動(dòng)，可以在主油泵故障情況下供給潤滑油，也可以在機(jī)組停運(yùn)時(shí)作為盤車用潤滑油。直流油泵在交流潤滑油泵故障時(shí)啟用。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)原因，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組不設(shè)主油泵， 一般只設(shè)置交流潤滑油泵和直流潤滑油泵。

2、潤滑油系統(tǒng)故障的解決方案

上述潤滑油泵故障原因均為油泵蝸殼內(nèi)部積存空氣，造成油泵啟動(dòng)后不能建立油壓，一般采取加裝排空氣孔或增加排空管的方法來解決。對(duì)立式油泵而言，潤滑油液面高于葉輪內(nèi)部葉片形成密閉流道時(shí)，才會(huì)在泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因離心力作用形成連續(xù)的油流，并在泵輪出口形成油壓，頂開油泵出口逆止門向系統(tǒng)供油。為保證潤滑油能夠順利排出，一般采取以下措施：

（1）潤滑油泵排空孔應(yīng)位于蝸殼上部，對(duì)應(yīng)蝸殼內(nèi)部腔室的最高點(diǎn)，保證蝸殼內(nèi)部空氣排出。如果排空氣孔位置較低，如低于油泵葉輪上翼緣位置，蝸殼頂部的空氣無法排除，泵輪的離心力不能形成連續(xù)流道，造成泵輪甩出的油在內(nèi)部擾動(dòng)，斷續(xù)排出，使油壓出現(xiàn)波動(dòng)。

（2）為保證油泵空氣排出通暢，必須保證油泵泵殼排空孔徑滿足在靜置狀態(tài)下空氣正常排出的要求，油泵泵殼開孔應(yīng)大于10 mm，防止空氣孔在運(yùn)行中堵塞，如果開孔過小，會(huì)導(dǎo)致潤滑油由于張力而堵塞排空氣孔，導(dǎo)致空氣不能通暢排出。對(duì)于油泵泵殼排空氣孔后部設(shè)置有較長管路的，應(yīng)加大排空氣管的直徑，一般應(yīng)大于15 mm，并定期檢查。

（3）定期進(jìn)行油泵的切換試驗(yàn)，驗(yàn)證交、直流潤滑油泵是否工作正常。新版《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》在防止汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)軸瓦損壞事故部分明確指出：汽輪機(jī)的輔助油泵及其自動(dòng)裝置，應(yīng)按運(yùn)行規(guī)程要求定期進(jìn)行試驗(yàn)，保證處于良好的備用狀態(tài)。機(jī)組啟動(dòng)前輔助油泵必須處于聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。機(jī)組正常停機(jī)前，應(yīng)進(jìn)行輔助油泵的全容量啟動(dòng)試驗(yàn)。根據(jù)潤滑油泵異常分析，需要將潤滑油泵切換試驗(yàn)、啟停試驗(yàn)過程中油壓的建立時(shí)間作為試驗(yàn)的重要對(duì)象。按常規(guī)的試驗(yàn)方法，在啟動(dòng)潤滑油泵后，如果油壓不正常，可以連續(xù)試驗(yàn)多次，如能夠恢復(fù)正常則不進(jìn)行處理。然而，實(shí)際上如果潤滑油泵在第1 次啟動(dòng)中不能快速建立油壓，第2 次啟動(dòng)恢復(fù)正常，一般是油泵中存有空氣造成的，如不進(jìn)行處理，則可能在運(yùn)行潤滑油泵故障時(shí)油壓建立滯后，成為斷油燒瓦事故的重大安全隱患，必須引起足夠重視。

（4）在防止立式潤滑油泵進(jìn)空氣的防范措施中，補(bǔ)充外置式臥式潤滑油泵作為備用也是可行的。外置油泵具有檢修方便的特點(diǎn)，但也要考慮臥式離心泵的工作特性，潤滑油泵蝸殼上部也要裝設(shè)排空氣管道，并保證其暢通。

3、潤滑油系統(tǒng)的新要求

新版《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》對(duì)汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)油系統(tǒng)提出了更多的要求，尤其是針對(duì)潤滑油系故障頻發(fā)的情況，采取了加入潤滑油儲(chǔ)能器設(shè)備等第三油源作為防護(hù)的措施。加裝儲(chǔ)能器作為機(jī)組潤滑油泵故障的備用油源，旨在針對(duì)目前潤滑油系統(tǒng)的缺陷，避免潤滑油系統(tǒng)異常時(shí)多臺(tái)潤滑油泵均不能有效防止斷油燒瓦事故的發(fā)生。如果能保證潤滑泵工作正常，備用泵能夠正常啟動(dòng)并建立油壓，也是能夠滿足安全運(yùn)行要求的。這就需要在日常工作中加強(qiáng)設(shè)備管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備使用中出現(xiàn)的問題，做好以下幾點(diǎn)。

（1）建立潤滑油系統(tǒng)油泵的運(yùn)行和試驗(yàn)臺(tái)帳。首先要保證在試驗(yàn)規(guī)程要求的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，熟悉操作步驟；其次要對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行詳細(xì)的記錄和分析，對(duì)交、直流潤滑油泵事故聯(lián)起試驗(yàn)、啟停試驗(yàn)中油壓建立的時(shí)間、壓力情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，并進(jìn)行對(duì)比。

（2）提高潤滑油系統(tǒng)設(shè)備可靠性。部分主機(jī)廠配套的潤滑油系統(tǒng)設(shè)備外委其他單位代工制造，制造加工過程中容易造成重要部件的遺漏，如果主機(jī)廠質(zhì)量監(jiān)督不到位，會(huì)將事故隱患轉(zhuǎn)移給用戶。

（3）提高發(fā)電廠檢修和運(yùn)行人員的技術(shù)水平。加強(qiáng)潤滑油系統(tǒng)知識(shí)的培訓(xùn)，提高分析處理問題的能力，能夠正確分析判斷機(jī)組潤滑油系統(tǒng)存在的異常并及時(shí)解決。

結(jié)語

潤滑油系統(tǒng)是大型汽輪機(jī)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的重要輔助設(shè)備，其可靠性直接關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)近20 年因潤滑油系統(tǒng)故障引發(fā)的斷油燒瓦重大設(shè)備損壞事故達(dá)30 多起，損失巨大。針對(duì)大型汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)潤滑油系統(tǒng)離心式潤滑油泵的常見故障進(jìn)行分析，提出了解決方案和防范措施，對(duì)發(fā)電企業(yè)潤滑油系統(tǒng)缺陷的排查和處理具有參考和借鑒意義。

［1］王磊.汽輪機(jī)組潤滑油泵的故障分析［J］.黑龍江電力，2013，35 （1）：76-78.