淺談電廠潤滑油系統(tǒng)的組成及在電廠中的應(yīng)用

胡 爽

（遼寧電力控制技術(shù)有限公司 遼寧 沈陽 110000）

1 潤滑油系統(tǒng)功能簡介

汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動力機(jī)械。汽輪機(jī)油系統(tǒng)的重要作用是向汽輪機(jī)組的軸承供潤滑油，減少摩擦損失，其油液可以將因摩擦產(chǎn)生的熱量及由轉(zhuǎn)子傳來的熱量帶走，調(diào)速系統(tǒng)和保護(hù)裝置也是由汽輪機(jī)油系統(tǒng)供給穩(wěn)定充足的壓力油，并在機(jī)組盤車時(shí)向盤車裝置和頂軸裝置供油。

2 潤滑油系統(tǒng)的工作介質(zhì)

潤滑油系統(tǒng)中使用的油必須是高質(zhì)量、均質(zhì)的精煉礦物油。此外，它不得含有任何影響潤滑性能的其它雜質(zhì)，潤滑油牌號為32L-TSA/GB11120-2011。

汽輪機(jī)油的清潔度等級為NAS7級。

3 汽輪機(jī)油系統(tǒng)的原理及主要部件

如圖1所示離心式主油泵由汽輪機(jī)主軸直接帶動，由主油泵打出的油分成三路，一路去調(diào)節(jié)系統(tǒng)一路去保安部套，另外一路通向1#射油器和2#射油器入口。兩臺射油器并聯(lián)工作，其中1#射油器向主油泵入口供油，2#射油器向機(jī)組潤滑油系統(tǒng)供油，在潤滑油系統(tǒng)設(shè)置一臺雙筒過濾器、兩臺冷油器、一臺溢油閥溢油閥能夠調(diào)節(jié)潤滑油壓其溢流將流回油箱內(nèi)，機(jī)組各軸承的潤滑油流量靠改變節(jié)流孔板的孔徑來調(diào)節(jié)，使軸承運(yùn)行正常，軸承的排油由回油母管匯集后流回油箱。調(diào)節(jié)系統(tǒng)油動機(jī)的排油則流回到主油泵入口處，當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，主油泵的流量瞬間急劇增加（甩負(fù)荷時(shí)汽輪機(jī)主軸轉(zhuǎn)速迅速升高），如果這時(shí)不把油動機(jī)排油引到主油泵入口，則向主油泵供油的1#射油器的供油壓力會因?yàn)橹饔捅萌肟诹髁考眲≡黾佣陆担?dāng)供油壓力降低到該處透平油的飽和油蒸汽壓力時(shí)，主油泵入口將產(chǎn)生汽蝕，使主油泵不能正常工作，也就不能提供足夠的壓力油來滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)快速動作的需要。

在主油泵尚未正常運(yùn)行時(shí)，由高壓啟動油泵給1#和2#射油器的入口供油，以保證射油器的正常工作，在機(jī)組啟動過程中它還將向調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供壓力油，當(dāng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速3000r/min時(shí)，主油泵出口壓力緩慢升高，當(dāng)升到至比高壓啟動油泵的出口壓力略高時(shí)，位于主油泵出口逆止閥便能自動打開，此時(shí)主油泵與高壓啟動油泵并聯(lián)工作，一旦機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，主油泵就投入運(yùn)行，高壓啟動油泵手動停止，此時(shí)射油器的工作油源由主油泵提供，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主油泵入口由1#射油器供給，主油泵出口的油供給1#射油器和2#射油器入口，2#射油器出口的油經(jīng)過雙筒濾油器、冷油器后到各個(gè)軸瓦進(jìn)行潤滑和冷卻。頂軸油裝置連接在冷油器出口的管路上，中間安裝截止閥。

圖1 潤滑油系統(tǒng)原理圖

4 主要組成部件的功能:

4.1 主油泵

主油泵是汽輪機(jī)組的重要部套之一，它除了不斷地供給機(jī)組各軸承的潤滑油外，還是調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)整信號的傳遞媒介和操縱機(jī)構(gòu)的動力源。主油泵隨著汽輪機(jī)運(yùn)行而不間斷的工作，其出口油壓要求保證在額定范圍內(nèi)（1.96±0.05MPa），不能有較大變化，主油泵的設(shè)計(jì)參數(shù)是Q=3000L/min，額定壓力為1.96MPa。主油泵的出入油口均向下，通過軸承箱的腔室與外部油管道連接，出入口的法蘭面同時(shí)也起到支撐泵的作用，用螺栓緊固在軸承箱底部的凸臺上。泵葉輪為雙吸離心式，其葉片的進(jìn)口部分設(shè)計(jì)成空間扭曲形狀，其余部分是直的，這使得主油泵有良好的運(yùn)行性能，葉輪的主體部分材質(zhì)是鑄鋼，泵殼材質(zhì)是灰鑄鐵。泵軸支撐在兩個(gè)滑動軸承上，軸承的潤滑油引自汽輪機(jī)軸承供油母管，泵軸通過齒形聯(lián)軸器與危機(jī)遮斷器連接，危機(jī)遮斷器連接在汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子頂部。

重要的連接部件泵軸設(shè)計(jì)成雙層結(jié)構(gòu)，外層為空心軸支撐在支撐軸承上，中間的抗震軸和齒形聯(lián)軸器相連。抗震軸向一根柔軟的懸臂梁，運(yùn)行時(shí)能起到抗震的作用且可以吸收由于對中不好引起的偏差，從而使主油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。

主油泵安裝在汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子前端短軸上，泵輪直接由汽輪機(jī)軸帶動，它供油量大，出口壓頭穩(wěn)定，軸向推力小，且對負(fù)荷的適應(yīng)性好。

4.2 射油器

射油器通常是在油系統(tǒng)中兩臺并聯(lián)工作，1號射油器額定出口壓力為0.15MPa，流量為2300L/min，向主油泵的入口供油，2號射油器向機(jī)組各軸承提供潤滑油，出口壓力為0.35MPa，流量為1700L/min，射油器是傳遞能量效率較低的一種部件，但是射油器的本身沒有運(yùn)動部件，工作性能穩(wěn)定可靠，又便于檢修，因而射油器在汽輪機(jī)油系統(tǒng)中運(yùn)用非常安全。

射油器的組成部分為噴嘴、喉管入口段、吸入室和擴(kuò)散管，主油泵來的高壓油經(jīng)過噴嘴射出來時(shí)，流速增加，這股射流將吸入室內(nèi)的油帶走使吸入室形成低壓腔室，繼而將油箱里的油吸入，由于射流的作用，工作油流與被吸入油流在喉管內(nèi)進(jìn)行動量交換，工作油流速速度降低，被吸入油流速度增大，到喉管出口兩者速度趨向一致，混合油流通過擴(kuò)散管將動能轉(zhuǎn)化為壓力能，這樣射油器就把小流量的高壓油變成大流量的低壓油。

4.3 啟動油泵

高壓啟動油泵的作用是在主油泵尚未正常運(yùn)行時(shí)向潤滑油系統(tǒng)供油，在啟動過程中它還將向調(diào)節(jié)系統(tǒng)供油，主油泵正常運(yùn)行之后，手動停止。這三臺油泵主要起到輔助運(yùn)行作用。

交流啟動油泵用于機(jī)組啟動前打油循環(huán)和在停機(jī)或盤車時(shí)向各軸承提供潤滑油，交流潤滑油泵的另一個(gè)重要功能當(dāng)系統(tǒng)控制程序通過壓力開關(guān)監(jiān)測到系統(tǒng)壓力下降到0.05MPa時(shí)，自動啟動穩(wěn)定潤滑油壓力，以保證潤滑油壓力能夠保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

直流事故油泵的作用是當(dāng)潤滑油系統(tǒng)壓力從0.05MP下降至0.03MPa時(shí)，高壓啟動油泵和交流潤滑油泵都不能正常投入工作時(shí)，或者當(dāng)電廠的廠用交流電停電投入使用，并且當(dāng)系統(tǒng)壓力將至0.03MP的同時(shí)，停電動盤車改手動盤車。

我公司選用的是離心式油泵組，泵、聯(lián)軸器、電動機(jī)、泵座組裝后供貨。高壓啟動油泵的額定出口壓力比主油泵的額定出口壓力稍低，一般是1.9MPa，交流泵和直流泵的出口壓力一般是0.35MPa和0.32MPa。

4.4 溢油閥

汽輪機(jī)油系統(tǒng)中的供油裝置，如主油泵、高壓啟動油泵、射油器等只是按照額定工況設(shè)計(jì)的，提供額定工況下的額定油壓、流量，但是在機(jī)組啟動和達(dá)到額定工況運(yùn)行的過程中潤滑系統(tǒng)的用油量是有變化的，由于啟動過程的耗油量小于額定工況，這將引起潤滑油壓升高，溢油閥的作用是穩(wěn)定汽輪機(jī)油系統(tǒng)中的潤滑油壓穩(wěn)定保持在軸承的供油壓力范圍內(nèi)，并能自動調(diào)整潤滑油壓，在大油站試驗(yàn)臺做試驗(yàn)時(shí)的設(shè)定值是閥前壓力0.118MPa（機(jī)組潤滑油壓力），通過閥的流量為400L/min，記錄調(diào)節(jié)螺栓的H值以便于現(xiàn)場調(diào)節(jié)確認(rèn)。

[1] 東北電業(yè)管理局生產(chǎn)部，沈陽東電動力調(diào)節(jié)保護(hù)技術(shù)研究所.汽輪機(jī)調(diào)節(jié)及保護(hù)系統(tǒng)[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，1995：94-108.

[2] 華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會，汽輪機(jī)設(shè)備及其系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2014：98-120.