汽輪機(jī)油系統(tǒng)分析

徐永生

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)水平的提高，對(duì)熱電廠中汽輪機(jī)油系統(tǒng)的要求也有所提高，在實(shí)際工作過(guò)程中需要對(duì)可能發(fā)生的故障進(jìn)行解決?；诖?，本文分析了汽輪機(jī)油系統(tǒng)存在的故障，包括清潔度下降、軸頸及軸瓦非正常磨損和拉傷、汽輪機(jī)油系統(tǒng)漏油和汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸承斷油燒瓦，并對(duì)故障的解決措施進(jìn)行探究，包括控制汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度、對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸頸及軸瓦進(jìn)行監(jiān)測(cè)及診斷、預(yù)防油系統(tǒng)漏油和研究供油系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)油系統(tǒng)；熱電廠；油污染

中圖分類(lèi)號(hào)：TK263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）18-0037-02

為了保證熱電廠中汽輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況提出相應(yīng)的解決措施，保證熱電廠的正常工作。對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)的清潔度進(jìn)行控制，監(jiān)測(cè)及診斷系統(tǒng)中的軸頸和軸瓦，應(yīng)用預(yù)防手段防止系統(tǒng)漏油，避免出現(xiàn)軸承斷油燒瓦的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障的有效分析，保證熱電廠的工作質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

1 汽輪機(jī)油系統(tǒng)存在的故障

1.1 汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度下降

汽輪機(jī)油系統(tǒng)的清潔度關(guān)系到汽輪機(jī)內(nèi)部的正常工作，包括冷卻、潤(rùn)滑、密封和調(diào)速等，汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度下降會(huì)使得汽輪機(jī)組出現(xiàn)故障，造成熱電廠的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度下降的因素主要包括以下幾點(diǎn)：

第一，設(shè)備清理不徹底。如果汽輪機(jī)油系統(tǒng)的設(shè)備在進(jìn)行安裝前就不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各配件的工作造成影響。沒(méi)有進(jìn)行清理的設(shè)備存在銹渣等贓物，在汽輪機(jī)內(nèi)部形成阻塞，導(dǎo)致油管路無(wú)法發(fā)揮作用，進(jìn)而使得汽輪機(jī)沒(méi)有辦法運(yùn)行。

第二，制造廠商生產(chǎn)質(zhì)量不過(guò)關(guān)。質(zhì)量不過(guò)關(guān)的設(shè)備會(huì)存在許多問(wèn)題，包括耐油防銹漆涂抹不均勻、設(shè)備中有雜物殘留等。沒(méi)有進(jìn)行均勻涂抹的耐油防銹漆會(huì)導(dǎo)致管道與主油箱的內(nèi)壁生銹，形成氧化皮對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度造成影響，而雜物殘留會(huì)磨損設(shè)備，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.2 汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸頸及軸瓦非正常磨損和拉傷

汽輪機(jī)油系統(tǒng)會(huì)面臨油污染的問(wèn)題，這是由軸頸與軸瓦非正常的磨損與拉傷所引起的，在機(jī)組容量越大的情況下，磨損程度越高，導(dǎo)致汽輪機(jī)組軸頸車(chē)削成槽，從而引發(fā)固體顆粒污染。為了提升企業(yè)的工作效率，汽輪機(jī)組的容量進(jìn)行擴(kuò)大，導(dǎo)致汽輪機(jī)組軸頸尺寸增大，此時(shí)增大的線速度會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似車(chē)削的情況，導(dǎo)致軸頸拉毛磨損，出現(xiàn)損失過(guò)大的故障，影響到汽輪機(jī)油系統(tǒng)的正常工作。大量的固體顆粒污染物會(huì)造成油污染，一熱電廠在檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)最嚴(yán)重軸頸損傷已經(jīng)形成了較深的環(huán)狀溝槽，1.5mm深，2mm至3mm寬，顯示了軸頸容易受到固體顆粒污染物的劃傷。機(jī)組軸瓦同理，嚴(yán)重拉傷的軸瓦可能導(dǎo)致軸瓦超溫，導(dǎo)致汽輪機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行甚至停機(jī)，從而對(duì)企業(yè)的工作進(jìn)度造成影響，返廠大修涉及到大量資金的投入，造成熱電廠巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 汽輪機(jī)油系統(tǒng)漏油

當(dāng)汽輪機(jī)油系統(tǒng)出現(xiàn)漏油的故障，不僅可能會(huì)對(duì)熱電廠的正常工作造成影響，還有可能引發(fā)火災(zāi)，威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。引發(fā)汽輪機(jī)油系統(tǒng)漏油的原因包括濾油器跑油、軸承箱漏油和高壓缸軸端漏氣等，其后果的嚴(yán)重性不言而喻，需要在投入工作之前對(duì)可能引發(fā)故障的原因進(jìn)行排除。例如，太原第二熱電廠所使用的汽輪機(jī)組為200MW機(jī)組，在工作過(guò)程中出現(xiàn)了漏油的情況，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員對(duì)故障的排查，發(fā)現(xiàn)是出力不足的排煙風(fēng)機(jī)導(dǎo)致軸承室的負(fù)壓值過(guò)低，且油擋間隙的數(shù)值偏大，導(dǎo)致軸承箱出現(xiàn)漏油的情況，使得機(jī)組不具有安全性，嚴(yán)重影響熱電廠的正常工作。

1.4 汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸承斷油燒瓦

汽輪機(jī)油系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中有可能出現(xiàn)軸承斷油燒瓦的故障，這是由于油系統(tǒng)失壓和主油泵斷油等因素的干擾，造成熱電廠的巨大損失，屬于汽輪機(jī)油系統(tǒng)工作過(guò)程中的惡性事故。在國(guó)產(chǎn)機(jī)組中大多使用離心式主油泵，其供油系統(tǒng)的組成還包括兩個(gè)射油器，主油泵入口的供給由一個(gè)射油器完成，另一個(gè)射油器則負(fù)責(zé)整個(gè)油系統(tǒng)的供給，當(dāng)油泵供油不足時(shí)就會(huì)使得系統(tǒng)內(nèi)的潤(rùn)滑油壓過(guò)低，導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障，可能引發(fā)熱電廠內(nèi)機(jī)組停機(jī)，出現(xiàn)軸承斷油燒瓦的事故。在機(jī)組發(fā)生事故后，非正常的啟動(dòng)和停止會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)油系統(tǒng)的油壓出現(xiàn)劇烈波動(dòng)的現(xiàn)象，裝置之間不能實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)態(tài)切換，進(jìn)而造成汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障，影響到熱電廠的工作效率與工作質(zhì)量。

2 汽輪機(jī)油系統(tǒng)的解決措施

2.1 控制汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度

設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)和安裝前沒(méi)有進(jìn)行徹底清理會(huì)影響汽輪機(jī)油系統(tǒng)的清潔度，這種設(shè)備上的問(wèn)題除了對(duì)生產(chǎn)廠商進(jìn)行嚴(yán)格挑選，還可以加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的清理力度，將設(shè)備進(jìn)行解體并沖洗。汽輪機(jī)油系統(tǒng)所使用的設(shè)備包括多個(gè)組成部分，包括主油箱、主油泵、軸承箱和內(nèi)部管路等，使用白布進(jìn)行清理，去除其中的雜物。在管道焊接前對(duì)其進(jìn)行吹掃，使用空氣壓縮來(lái)完成這項(xiàng)工作，并在結(jié)束后擦拭干凈，確保沒(méi)有雜物殘留。在管材安裝前需要對(duì)其進(jìn)行酸洗，這是為了避免出現(xiàn)二次污染的情況，經(jīng)過(guò)酸洗的管材可以接入到油系統(tǒng)之中，并且要盡量縮短酸洗到安裝的時(shí)間，避免因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的等待導(dǎo)致管材被腐蝕。在管路安裝前需要對(duì)孔洞進(jìn)行配置，包括取樣點(diǎn)所需要的孔洞、測(cè)溫所需要的孔洞和測(cè)壓所需要的孔洞等，使用螺栓堵住孔洞，防止管材中留有鐵屑，對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)的清潔度造成影響[1]。

2.2 對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸頸及軸瓦進(jìn)行監(jiān)測(cè)及診斷

為了避免汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸頸及軸瓦出現(xiàn)磨損及拉傷的故障，需要對(duì)其故障原因進(jìn)行研究，以實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)量的方式找出威脅到汽輪機(jī)油系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵點(diǎn)，從而在根源對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行解決。例如，華電能源股份公司佳木斯熱電廠對(duì)影響到汽輪機(jī)油系統(tǒng)正常工作的顆粒進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)技術(shù)人員的測(cè)量與統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)對(duì)軸頸及軸瓦造成影響的固體顆粒直徑占油膜厚度的十分之一到二分之一，在一號(hào)機(jī)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，確定導(dǎo)致軸頸和軸瓦磨損、拉傷的原因正是這些固體顆粒?；跐?rùn)滑流體動(dòng)力學(xué)，污染物的含量越高，形成污染流的可能性也越大，污染流會(huì)影響油膜的動(dòng)力承載特性，使得汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸頸及軸瓦出現(xiàn)磨損和拉傷的情況，影響整個(gè)機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行。

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)固體顆粒污染物的有效控制，就要對(duì)熱電廠內(nèi)不同汽輪機(jī)組的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，包括潤(rùn)滑油內(nèi)部顆粒直徑、軸承油膜厚度和污染流的形成概率等，不同容量的汽輪機(jī)組存在不同的數(shù)據(jù)關(guān)系，需要結(jié)合熱電廠的實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在對(duì)熱電廠內(nèi)汽輪機(jī)組進(jìn)行研究分析后，制定符合現(xiàn)實(shí)規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)固體顆粒污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，避免其對(duì)軸頸和軸瓦造成影響，干擾汽輪機(jī)油系統(tǒng)的正常工作[2]。另外，借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)也十分重要，研究軸頸磨損與各個(gè)因素之間的關(guān)系，包括轉(zhuǎn)子扭振、轉(zhuǎn)子震動(dòng)、溫度和潤(rùn)滑油污染程度等，將先進(jìn)的監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)在熱電廠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得良好的效果后投入大批量使用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)軸頸及軸瓦的科學(xué)監(jiān)測(cè)，將其磨損和拉傷的故障概率控制在最低范圍內(nèi)，保證熱電廠的工作效率。

2.3 預(yù)防油系統(tǒng)漏油

面對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)漏油的故障問(wèn)題，需要從預(yù)防的角度對(duì)故障進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)故障原因的研究發(fā)現(xiàn)軸承箱漏油占汽輪機(jī)油系統(tǒng)漏油故障的比重較高，此外，由油管破裂引發(fā)的故障也在實(shí)際工作中較多發(fā)生，需要針對(duì)這些故障進(jìn)行預(yù)防。想要實(shí)現(xiàn)對(duì)油系統(tǒng)漏油的有效預(yù)防，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)是其中一項(xiàng)解決措施，選用合理的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在發(fā)生漏油事件時(shí)能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并補(bǔ)救，從而保證熱電廠的財(cái)產(chǎn)安全[3]。例如，華電能源股份公司佳木斯熱電廠為了對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，引入了具有先進(jìn)性的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用內(nèi)部局域網(wǎng)將汽輪機(jī)油系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和統(tǒng)計(jì)，并向相關(guān)的管理部門(mén)進(jìn)行信息的傳遞，讓管理部門(mén)能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)充分了解，在發(fā)生漏油情況時(shí)發(fā)出警報(bào)進(jìn)行提醒，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油系統(tǒng)漏油的預(yù)防。

當(dāng)汽輪機(jī)油系統(tǒng)漏油是在發(fā)電機(jī)內(nèi)發(fā)生時(shí)，即發(fā)生氫密封系統(tǒng)漏油，需要對(duì)與之相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括壓差閥運(yùn)行情況、平衡閥靈敏度情況、油擋間隙情況和密封油箱內(nèi)的壓力情況等。通過(guò)實(shí)施監(jiān)測(cè)的方式對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防，并在參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，技術(shù)人員選用合適的補(bǔ)救措施進(jìn)行搶修，將油系統(tǒng)漏油引發(fā)的不良后果控制在最低范圍內(nèi)，避免因漏油引發(fā)火災(zāi)等大型事故，保證熱電廠的正常工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電廠經(jīng)濟(jì)效益的有效保障，也對(duì)熱電廠內(nèi)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全起到保護(hù)的作用。

2.4 研究供油系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性

面對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)出現(xiàn)的軸承斷油燒瓦事故，想要解決就要從供油系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性入手，實(shí)施仿真研究，提出具有實(shí)際意義的解決措施。國(guó)內(nèi)200MW機(jī)組供油系統(tǒng)的組成包括主油泵、射油器和高壓?jiǎn)?dòng)油泵等，300MW和600MW機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)包括主油泵、射油器和交流油泵等，使用DEH系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)，前者的供油系統(tǒng)是調(diào)節(jié)油與潤(rùn)滑油共用的，后者則是將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分開(kāi)使用。通過(guò)對(duì)供油系統(tǒng)模型的建立來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的研究，將啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程、停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程和非正常運(yùn)動(dòng)過(guò)程下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行模擬仿真，以判斷匹配性的方式對(duì)供油系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，完善供油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)的完善[4]。

例如，華電能源股份公司佳木斯熱電廠的技術(shù)人員在對(duì)供油系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試時(shí)，針對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性模擬試驗(yàn)，在汽輪機(jī)甩負(fù)荷后，得到動(dòng)態(tài)飛速轉(zhuǎn)速超出其額定轉(zhuǎn)速5%，符合其不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速8%的要求，并且與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)保持一致，說(shuō)明熱電廠內(nèi)使用的汽輪機(jī)油系統(tǒng)符合標(biāo)準(zhǔn)，能夠正常且安全的運(yùn)行。通過(guò)對(duì)供油系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，監(jiān)測(cè)供油元件的運(yùn)行參數(shù)，與仿真系統(tǒng)中的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行比較，及時(shí)排查異常參數(shù)，找出故障發(fā)生的關(guān)鍵點(diǎn)，采取措施對(duì)故障進(jìn)行解決，讓汽輪機(jī)油系統(tǒng)能夠在足夠安全的環(huán)境下運(yùn)行，避免重大事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電廠利益的保護(hù)，幫助技術(shù)人員對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，提升經(jīng)濟(jì)性和安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，面對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，通過(guò)有效的解決措施保證熱電廠的正常工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并對(duì)故障進(jìn)行排除，減少因維修造成的經(jīng)濟(jì)損失，保證汽輪機(jī)油系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，從汽輪機(jī)油系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)，將故障發(fā)生的可能性控制在最低，根除熱電廠的安全隱患，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電廠經(jīng)濟(jì)效益的保障，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李鵬飛.汽輪機(jī)油系統(tǒng)清潔度處理與控制[J].通用機(jī)械，2016，（05）：96-97.

[2]梁成忠.汽輪機(jī)檢修中油系統(tǒng)故障與對(duì)策研究[J].工程技術(shù)研究，2017，（11）：122+129.

[3]張貴山.汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障分析與預(yù)防措施研究[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2017，24（10）：92+94.

[4]陳榮青.火力發(fā)電廠汽輪機(jī)常見(jiàn)故障及檢修方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，（02）：135.