汽輪機(jī)頂軸油系統(tǒng)調(diào)試方法及常見問題分析處理

陳 鑫，丁 超，張耀華

（江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211102）

引言

頂軸油裝置是汽輪機(jī)組的一個(gè)重要裝置。它在汽輪發(fā)電機(jī)組盤車、啟動(dòng)、停機(jī)過程中起頂起轉(zhuǎn)子的作用。汽輪機(jī)組的軸承設(shè)有高壓頂軸油囊，頂軸裝置所提供的高壓油在轉(zhuǎn)子和軸承油囊之間形成靜壓油膜，強(qiáng)行將轉(zhuǎn)子頂起，避免汽輪機(jī)低轉(zhuǎn)速過程中軸頸和軸瓦之間的干摩擦，減少盤車力矩，對(duì)轉(zhuǎn)子和軸承的保護(hù)起著重要作用；在汽輪組停機(jī)轉(zhuǎn)速下降過程中，防止低速碾瓦，運(yùn)行時(shí)頂軸油囊的壓力代表該點(diǎn)軸承的油膜壓力，是監(jiān)視軸系標(biāo)高變化、軸承載荷分配的重要手段之一。調(diào)試時(shí)需保證其壓力穩(wěn)定，調(diào)高系統(tǒng)平穩(wěn)性、安全性。

本文詳細(xì)介紹了上汽1000 MW等級(jí)超超臨界汽輪機(jī)的頂軸油系統(tǒng)的調(diào)試方法及整定的調(diào)試參數(shù)，并對(duì)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析解決，對(duì)以后同類型機(jī)組的調(diào)試運(yùn)行具有一定參考意義。

1 系統(tǒng)介紹

某電廠采用上海電氣集團(tuán)股份有限公司汽輪機(jī)廠（STP）生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、反動(dòng)式、單軸、四缸四排汽、單背壓、凝汽式汽輪機(jī)。型號(hào)為N1050-27/600/610。機(jī)組配有三臺(tái)額定出口壓力20 MPa的頂軸油泵，兩用一備；汽輪機(jī)采用液壓馬達(dá)盤車，位于1號(hào)軸承座，由頂軸油系統(tǒng)提供動(dòng)力，通過調(diào)整機(jī)頭處的進(jìn)油閥可以調(diào)整盤車轉(zhuǎn)速。留有手動(dòng)盤車接口，位于3號(hào)軸承座。頂軸油由油泵供至1#瓦～7#瓦，8#無頂軸油，在每個(gè)軸承的頂軸油供油管上配置了逆止閥和節(jié)流調(diào)節(jié)閥，用以調(diào)整頂起高度。

2 系統(tǒng)詳細(xì)調(diào)試方法

2.1 調(diào)試前應(yīng)具備的條件及準(zhǔn)備工作

(1)主機(jī)頂軸油系統(tǒng)所有設(shè)備、管道安裝結(jié)束；

(2)熱工儀表及電氣設(shè)備安裝、校驗(yàn)完畢；

(3)系統(tǒng)內(nèi)各泵電機(jī)單轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)束，已確認(rèn)運(yùn)行狀況良好，轉(zhuǎn)向正確，參數(shù)正常，就地及CRT狀態(tài)顯示正確；

(4)各閥門開、關(guān)動(dòng)作正常，閥門嚴(yán)密性良好；

(5)油沖洗所接的臨時(shí)管道、堵頭、臨時(shí)濾網(wǎng)均已拆除，系統(tǒng)恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)；

(6)系統(tǒng)內(nèi)所有泵和電機(jī)軸承已注入合格的潤(rùn)滑脂，電機(jī)絕緣測(cè)試合格；

(7)潤(rùn)滑油箱清理結(jié)束，并已加入合格的潤(rùn)滑油，油箱油位正常；

(8)油沖洗結(jié)束，潤(rùn)滑油質(zhì)經(jīng)化驗(yàn)合格，需大于NAS7級(jí)。

2.2 調(diào)試步驟

（1)用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查其轉(zhuǎn)動(dòng)是否輕快，同時(shí)趕出泵內(nèi)空氣。

（2)點(diǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，看電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確。點(diǎn)動(dòng)觀察運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，方可正常啟動(dòng)電機(jī)。

（3)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，檢驗(yàn)其轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常及裝置運(yùn)行中有無雜音及泄漏等情況。

（4)關(guān)閉汽輪機(jī)七個(gè)軸瓦上的節(jié)流閥和液壓盤車頂軸油進(jìn)油管道。

（5)確定大機(jī)頂軸油泵已經(jīng)在停止?fàn)顟B(tài)；各軸承千分表已經(jīng)架好且已歸零位。

（6)啟動(dòng)A頂軸油泵順時(shí)針分別旋轉(zhuǎn)壓力控制器的調(diào)節(jié)螺釘和溢油閥整定出口為20 MPa后鎖死，同樣啟動(dòng)B、C泵整定。（關(guān)閉出口手動(dòng)門門整定）。

（7)打開A、B、C出口手動(dòng)門并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓力控制器的調(diào)節(jié)螺釘整定出口母管溢流動(dòng)作值為17.5 MPa后鎖死。

（8)隨機(jī)停止一臺(tái)頂軸油泵備用，運(yùn)行兩臺(tái)。

（9)開始打開各個(gè)軸承進(jìn)頂軸油閥，整定頂軸高度為0.05～0.0 8mm ，例如3#軸承雙側(cè)進(jìn)油，需將兩側(cè)頂軸油壓力整定均衡，單側(cè)進(jìn)油的例如1#軸承只看頂軸高度即可。

（10)在調(diào)試完成后停一臺(tái)泵，再啟備泵，重新觀察各軸瓦的頂軸高度和進(jìn)油壓力，如基本和之前一直，即手動(dòng)盤車試驗(yàn)是否盤車順暢。如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差較大，則需重新調(diào)整。確認(rèn)滿足要求后，鎖定分管節(jié)流閥，調(diào)試工作即完成。

2.3 調(diào)試數(shù)據(jù)

頂軸油壓和頂軸高度記錄見表1。

表1 頂軸油壓和頂軸高度記錄表

3 問題及處理方法

3.1 調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題

（1)首次啟動(dòng)C頂軸油泵時(shí)，發(fā)現(xiàn)油泵不出力，電流只有21 A且出口壓力無示數(shù)，經(jīng)和檢修人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)泵出口電磁閥失電，與廠家溝通后更換電磁閥后恢復(fù)正常。

（2)啟動(dòng)A、B頂軸油泵時(shí)，整定參數(shù)完畢后，手動(dòng)盤車順暢靈活，啟動(dòng)A、C頂軸油泵后，手動(dòng)盤車卡澀，后重新架好千分表后，發(fā)現(xiàn)各軸瓦進(jìn)油壓力與頂軸高度與初次整定值相差較大，重新整定后，盤車恢復(fù)正常。首次啟動(dòng)兩臺(tái)頂軸油泵整定進(jìn)油壓力和頂軸高度后，需切換兩臺(tái)油泵再次觀察整定參數(shù)，參數(shù)一致后才可手動(dòng)盤車，如不一致則需再次調(diào)整。因手動(dòng)盤車后千分表基準(zhǔn)改變，示數(shù)已無參考價(jià)值，若盤車卡澀，則需重新架千分表，增加了工作量。

（3)開啟盤車進(jìn)油閥，整定盤車轉(zhuǎn)速至50 r/min，發(fā)現(xiàn)頂軸油母管壓力波動(dòng)較大，懷疑1#瓦處頂軸油流量太大，發(fā)現(xiàn)首次整定的1#瓦頂軸高度為90 μm，調(diào)整至60 μm后，母管壓力穩(wěn)定。一般在整定頂軸高度時(shí)，將3#瓦、4#瓦、5#瓦等承重較大的軸瓦頂起高度適當(dāng)加大，將1#瓦等承重較小的軸瓦頂起高度減小，防止流量過大泄壓，造成母管壓力波動(dòng)，影響各瓦頂軸高度。

（4)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，潤(rùn)滑油泵與頂軸油泵同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，頂軸油泵出口壓力與電流晃動(dòng)，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)油箱油位在廠家要求范圍內(nèi)，在重新注入一部分油后現(xiàn)象消失，后與廠家溝通后，分析頂軸油吸入口比潤(rùn)滑油吸入口高，需將正常油位范圍增高。

3.2 其他常見問題及注意事項(xiàng)

（1)頂軸油泵出口壓力低，檢查備用油泵或危急油泵下游止回閥是否泄漏，止回閥泄漏會(huì)導(dǎo)致備用油泵或危急油泵出現(xiàn)如下現(xiàn)象：油泵旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤、油泵和止回閥之間形成油壓。

（2)頂軸油泵母管壓力低或波動(dòng)較大，需檢查母管溢流閥是否動(dòng)作正常，頂軸油過濾器是否堵塞。并對(duì)油箱中的潤(rùn)滑油進(jìn)行取樣，檢查潤(rùn)滑油中空氣含量是否過高，影響油泵出力。

（3)整定頂軸油泵出口壓力與母管壓力時(shí)，切記出口壓力為20 MPa，母管為17.5 MPa，出口比母管壓力高，母管溢流閥一直動(dòng)作，保證母管壓力穩(wěn)定。不可將出口整定值低于母管溢流閥整定值，將母管溢流當(dāng)成防止超壓的保障，比如將出口整定為17 MPa，母管溢流整定為19 MPa。因機(jī)組為液動(dòng)盤車，非是電動(dòng)盤車，需頂軸油提供壓力，否則一旦啟動(dòng)盤車，會(huì)導(dǎo)致母管壓力降低影響整體軸瓦頂起高度，可能造成軸瓦碰磨。

（4）如正常運(yùn)行中油位突然下降，檢查管道是否有破裂，油箱是否完好；若油位上漲則檢查油箱是否有積水，開啟油凈化裝置，可使用底部放油口從油箱模塊中排放積水(若排放過程中油位低于正常油位，應(yīng)及時(shí)加注油)。頂軸油系統(tǒng)對(duì)于機(jī)組具有重要作用，為液動(dòng)盤車提供動(dòng)力，減少盤車力矩，具有潤(rùn)滑作用保護(hù)轉(zhuǎn)子和軸承，頂軸油系統(tǒng)的異常極易引發(fā)汽輪機(jī)的燒瓦事故，必須引起足夠重視，因此在調(diào)試階段就必須嚴(yán)格調(diào)試程序，符合廠家參數(shù)要求，避免常見問題的發(fā)生，保證系統(tǒng)的完整性、穩(wěn)定性，以調(diào)高機(jī)組的安全性。

4 結(jié)論