汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)壓力異常問題分析

李正平　周松

（湖北省電力建設(shè)第二工程公司，湖北武漢　430030）

汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)壓力異常問題分析

李正平周松

（湖北省電力建設(shè)第二工程公司，湖北武漢430030）

主要介紹東汽廠和上汽廠2種機(jī)型在調(diào)試運(yùn)行階段分別出現(xiàn)的潤滑油系統(tǒng)壓力低的問題，通過實(shí)地檢修發(fā)現(xiàn)最終原因，并闡述汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)在安裝和調(diào)試運(yùn)行階段應(yīng)注意的事項(xiàng)。

汽輪發(fā)電機(jī)組；潤滑油系統(tǒng)；壓力低

汽輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，潤滑油的壓力是機(jī)組運(yùn)行控制的重要參數(shù)之一。潤滑油壓低或者高均會(huì)造成一系列的不良后果，尤其是潤滑油壓低，會(huì)導(dǎo)致各軸瓦供油量不足，油膜不能建立或者油膜不穩(wěn)定，必將造成軸瓦瓦溫升高、回油溫度升高甚至軸承振動(dòng)增大等。如果汽輪發(fā)電機(jī)組長期在此惡劣工況下運(yùn)行，必將對(duì)機(jī)組本身造成損傷，如軸瓦磨損、轉(zhuǎn)子軸頸損傷等。所以遇到此類問題，通常會(huì)進(jìn)行停機(jī)消缺，從而降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)就筆者參與調(diào)試運(yùn)行過程中，遇到的幾種典型的潤滑油壓低的事件進(jìn)行分析，并提出處理方法及結(jié)果。

1　某電廠300MW東汽廠汽輪機(jī)組潤滑油低事件

1.1系統(tǒng)簡介

某電廠1號(hào)機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.7/ 537/537-8型汽輪機(jī)，潤滑油系統(tǒng)設(shè)備及管道均為東汽廠配套供貨。汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)采用主油泵-射油器供油方式。主油泵由汽輪機(jī)主軸直接驅(qū)動(dòng)，其出口壓力油驅(qū)動(dòng)2臺(tái)射油器投入工作（見圖1）。一臺(tái)射油器向主油泵供油，另一臺(tái)射油器向汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)供油。潤滑油系統(tǒng)主要用于向汽輪發(fā)電機(jī)組各軸承及盤車裝置提供潤滑油，同時(shí)向保安部套和頂軸油系統(tǒng)提供油源。另外，還為發(fā)電機(jī)氫密封系統(tǒng)提供備用壓力油源，并向汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器提供冷卻油。系統(tǒng)工質(zhì)為ISO VG32汽輪機(jī)油。

圖1　某電廠1號(hào)機(jī)汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)圖

1.2機(jī)組調(diào)試中遇到的問題

該機(jī)組在單體調(diào)試階段，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，潤滑油系統(tǒng)僅僅啟動(dòng)交流潤滑油泵時(shí)，將軸承潤滑油壓調(diào)整為0.13MPa（潤滑油壓正常值為0.12～0.15MPa）。整套啟動(dòng)階段，當(dāng)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至3 000r/min時(shí)，射油器投入工作，潤滑油壓為0.12MPa。接著停運(yùn)交流潤滑油泵，并投入備用，潤滑油壓降低至0.09MPa。隨即交流潤滑油泵被聯(lián)鎖啟動(dòng)后，潤滑油壓恢復(fù)至正常值。

1.3原因分析

由于潤滑油壓低問題原因未找到，所以機(jī)組并未進(jìn)行其他調(diào)試工作，而保持3 000r/min查原因。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：①系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備零部件漏裝，如溢流閥等，或油循環(huán)時(shí)臨時(shí)堵板等未拆除；②溢流閥故障，開度過大或者控制開度的彈簧失效；③交流潤滑油泵或者是直流潤滑油泵出口逆止閥故障，發(fā)生回座不到位；④潤滑油泵或主油泵的出力不足；⑤潤滑油系統(tǒng)油路不通暢；⑥射油器不能正常工作；⑦潤滑油系統(tǒng)中存在泄漏點(diǎn)［1］。

1.4排查鑒定

根據(jù)以上這些原因，現(xiàn)場根據(jù)具體情況進(jìn)行逐一排查，具體如下。

①由于在交流潤滑油泵或直流潤滑油泵啟動(dòng)時(shí)，潤滑油系統(tǒng)壓力能夠調(diào)整至正常值，滿足機(jī)組運(yùn)行。故此項(xiàng)原因基本上可以排除。

②汽輪發(fā)電機(jī)組維持3 000r/min運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)場派人將溢流閥調(diào)整至完全關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)潤滑油壓至少小幅度增加，沒有明顯改觀，故完全可以排除溢流閥故障。

③機(jī)組維持在3 000r/min運(yùn)行，分別啟動(dòng)交流潤滑油泵和直流潤滑油泵，并停運(yùn)另外一臺(tái)油泵，潤滑油壓能維持在正常值，故可以判斷2臺(tái)油泵的出口逆止閥均沒有問題。

④啟動(dòng)交流潤滑油泵和直流潤滑油泵，潤滑油系統(tǒng)壓力能達(dá)到正常運(yùn)行值，故說明油泵不存在問題。而根據(jù)觀察前軸承箱處的主油泵進(jìn)口和出口壓力表，都在設(shè)計(jì)值正常范圍內(nèi)，同時(shí)在前軸承箱處，未聽到?jīng)]有任何金屬摩擦聲，并且發(fā)現(xiàn)主油泵頂部排氣孔排油量也正常，故可以排除主油泵故障。

⑤現(xiàn)場通過觀察各軸承箱玻璃視窗和回油視窗，發(fā)現(xiàn)回油量都很大，故可以排除進(jìn)油管油路不暢。

⑥當(dāng)機(jī)組維持在3 000rpm運(yùn)行時(shí)，主油泵入口壓力在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，可判斷#1射油器工作正常；而當(dāng)交流潤滑油泵停運(yùn)，#2射油器單獨(dú)工作時(shí)，潤滑油母管壓力降至0.09MPa，可初步判斷#2射油器工作存在一定問題。但是，由于機(jī)組正處于運(yùn)行狀態(tài)，無法檢查油箱內(nèi)部的射油器油管路，故安排在停機(jī)后進(jìn)行檢查確認(rèn)。

⑦由于啟動(dòng)交流和直流潤滑油泵時(shí)，潤滑油系統(tǒng)壓力能達(dá)到正常值，說明潤滑油進(jìn)油母管不存在泄漏問題。另外，根據(jù)潤滑油系統(tǒng)圖（見圖1）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)2#射油器的吸入口處的高壓進(jìn)油管向油箱內(nèi)泄漏，則會(huì)導(dǎo)致射油器吸入口油壓低，射油器吸力不足，從而導(dǎo)致潤滑油母管壓力壓低。但是，由于機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，此故障無法排除，必須等機(jī)組停機(jī)后，進(jìn)行進(jìn)一步核實(shí)。

1.5問題處理

根據(jù)上述分析，最終決定進(jìn)行停機(jī)檢查。直至汽缸完全冷卻后，潤滑油系統(tǒng)停運(yùn)，將潤滑油倒油至貯存油箱。隨即進(jìn)入油箱內(nèi)部，進(jìn)行仔細(xì)的檢查。首先檢查溢流閥、油泵出口逆止閥，發(fā)現(xiàn)沒有問題，符合以上的判斷。接著，重點(diǎn)對(duì)油箱內(nèi)部管道及2#射油器進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)2#射油器入口處法蘭墊片破損，從而導(dǎo)致射油器工作不正常，致使?jié)櫥拖到y(tǒng)供油不足，潤滑油壓偏低。由此可以再次確認(rèn)以上的分析判斷是完全正確的。最后，更換2#射油器入口法蘭墊片。問題處理完畢后，再次對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到3 000r/min，交流潤滑油泵停用后，潤滑油系統(tǒng)壓力一直穩(wěn)定在0.13MPa。

2　某電廠600MW上汽廠汽輪機(jī)組潤滑油低事件

圖2　某電廠2號(hào)機(jī)汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)圖

2.1設(shè)備簡介

某電廠2號(hào)機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N622-16.67/538/538型汽輪機(jī)，潤滑油系統(tǒng)設(shè)備及管道全部為汽輪機(jī)廠家配套供貨。汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)同樣采用主油泵-射油器供油方式。主油泵由汽輪機(jī)主軸直接驅(qū)動(dòng)，其出口壓力油驅(qū)動(dòng)射油器投入工作。與東方300MW機(jī)組油系統(tǒng)的區(qū)別在于，油箱內(nèi)部只有一個(gè)射油器（見圖2）。主油泵出口同時(shí)向兩路供油，一路向射油器供油，另外一路向保安油、發(fā)電機(jī)密封油（備用）提供壓力油。系統(tǒng)工質(zhì)為ISO VG46汽輪機(jī)油。

2.2機(jī)組調(diào)試中遇到的問題

該機(jī)組在分部試運(yùn)階段，交流潤滑油泵和直流潤滑油泵運(yùn)行時(shí)，潤滑油壓為0.12MPa（潤滑油壓正常值為0.10～0.15MPa），符合設(shè)計(jì)要求。機(jī)組整套啟動(dòng)階段，當(dāng)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至3 000r/min時(shí)，主油泵開始驅(qū)動(dòng)射油器工作，系統(tǒng)壓力仍為0.12MPa。接著停運(yùn)交流潤滑油泵。并投入備用。但是，潤滑油壓下降至0.08MPa，隨即聯(lián)鎖啟動(dòng)交流潤滑油泵。

2.3原因分析

該機(jī)組所碰到問題與前一問題基本相同，但是由于系統(tǒng)差異，分析判斷的方法也有所區(qū)別。根據(jù)以上現(xiàn)象及系統(tǒng)特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面入手：①潤滑油系統(tǒng)油路不暢；②潤滑油泵、主油泵出力不足；③射油器出口逆止閥卡澀；④射油器不能正常工作［2］。

2.4排查鑒定

同樣根據(jù)以上所列原因，逐一進(jìn)行排查分析。

①機(jī)組維持在3 000r/min，交流潤滑油泵運(yùn)行時(shí)，觀察各軸承箱的玻璃視窗，發(fā)現(xiàn)各軸瓦回油量都很大。另外，將進(jìn)油濾網(wǎng)旁路打開，潤滑油壓并無任何變化。故排除潤滑油系統(tǒng)油路不暢及潤滑油進(jìn)油濾網(wǎng)堵塞現(xiàn)象。

②單獨(dú)運(yùn)行交流潤滑油泵或直流潤滑油泵時(shí)，潤滑油壓均在機(jī)組設(shè)計(jì)值內(nèi)，故表明交流和直流油泵均不存在問題。在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3 000r/min時(shí)，查看前軸承箱左側(cè)的主油泵進(jìn)口和出口壓力表，發(fā)現(xiàn)壓力值同樣也在機(jī)組設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，同時(shí)也未聽到?jīng)]有任何金屬摩擦聲，而且發(fā)現(xiàn)主油泵頂部排氣孔排油也正常，故也可以排除主油泵故障。

③如果射油器的出口逆止閥卡澀，以至于沒有完全打開，就會(huì)導(dǎo)致出口管道產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象，從而造成各軸瓦供油不足。故決定停機(jī)后，對(duì)射油器進(jìn)行解體檢查。

④射油器的入口逆止板發(fā)生卡澀，或者射油器進(jìn)口和出口油管路有泄漏，也同樣會(huì)導(dǎo)致射油器不能吸入足夠的潤滑油，不能向軸承提供足量的潤滑油。故此也可能是系統(tǒng)潤滑油壓低的主要原因。

2.5問題處理

在機(jī)組停機(jī)后，打開油箱人孔蓋，進(jìn)入油箱內(nèi)部，主要檢查射油器相關(guān)管路及相關(guān)部件。最后，檢查發(fā)現(xiàn)射油器的出口逆止門的頂針斷裂，造成逆止門門芯不能自由活動(dòng)，從而導(dǎo)致潤滑油系統(tǒng)供油不足，油壓偏低。

由此，可以驗(yàn)證以上的分析的正確性。射油器出口逆止閥卡澀就是導(dǎo)致潤滑油壓低的原因。在機(jī)組重新更換了出口逆止門頂針后，再次啟機(jī)沖轉(zhuǎn)到3 000r/min，穩(wěn)定一段時(shí)間后，停用交流潤滑油泵，潤滑油壓一直穩(wěn)定在0.12MPa。

3　結(jié)論

上述2例潤滑油系統(tǒng)問題是筆者在調(diào)試運(yùn)行過程中遇到的比較典型的事件，同時(shí)潤滑油系統(tǒng)還會(huì)遇到各種各樣的問題，導(dǎo)致耗費(fèi)大量的人力、物力來檢查處理。為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生，筆者提出以下幾點(diǎn)建議。

①在設(shè)備安裝前，嚴(yán)格、仔細(xì)檢查設(shè)備是否有缺陷。一是各潤滑油泵出口逆止門、射油器出口逆止門、溢流閥都需拆開檢查，保證嚴(yán)密性和靈活性。二是在油箱進(jìn)油前，需對(duì)內(nèi)部各管道焊縫、法蘭處墊片仔細(xì)檢查，避免泄漏現(xiàn)象發(fā)生。

②在安裝過程中，應(yīng)對(duì)安裝質(zhì)量、工藝應(yīng)有嚴(yán)格的要求。嚴(yán)格按照電力行業(yè)規(guī)范、廠家圖紙，編寫作業(yè)指導(dǎo)書和施工工藝卡，同時(shí)安裝人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，并嚴(yán)格實(shí)行質(zhì)檢制度。一是套裝油管路一定要進(jìn)行著色檢查，特別是內(nèi)部進(jìn)油管道。一旦發(fā)生泄漏，必將會(huì)造成機(jī)組停機(jī)，甚至燒瓦等嚴(yán)重事故的發(fā)生。二是安裝前，必須對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行認(rèn)真的清理。既能減少后期油循環(huán)的工作量，又能減少油系統(tǒng)內(nèi)殘余的雜質(zhì)等，從而保證機(jī)組運(yùn)行的安全。三是嚴(yán)格按照施工工序卡和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，特別是隱蔽工程一定要在多方見證下，才能進(jìn)行封閉。

③安裝人員需要進(jìn)行定期培訓(xùn)，從而熟悉技術(shù)規(guī)范，并增強(qiáng)自身技術(shù)能力。開工前和安裝過程中，還應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底，以提高安裝人員整體素質(zhì)。

［1］翟德雙，戴峰.600MW汽輪機(jī)潤滑油壓力低的分析與處理［J］.華東電力，2008（2）：31-33.

［2］張勝華.汽輪機(jī)潤滑油壓力低的原因分析［J］.黑河科技，2002（4）：19.

Analysis of Abnormal Pressure of Steam Turbine Lubricating Oil System

Li ZhengpingZhou Song
（Hubei Electric Power Construction Second Engineering Company，Wuhan Hubei 430030）

This paper mainly introduced low pressure of lubricating oil system of DFSTW and SAIC factory two mod?els appear in the commissioning phase，through the field overhaul found the final cause，and the matters that should be paid attention to during the installation and commissioning of turbine lubricating oil system were described.

steam turbine generator unit；lubricating oil system；pressure low

TK263.8

A

1003-5168（2016）08-0071-03

2016-07-21

李正平（1982-），男，工程師，研究方向：電廠熱機(jī)專業(yè)安裝和調(diào)試，項(xiàng)目管理；周松（1986-），男，助理工程師，研究方向：電廠汽機(jī)安裝和調(diào)試。