徐甲慶
(邯鋼集團(tuán)邯寶鋼鐵有限公司 能源中心,河北 邯鄲 056015)
邯鋼西區(qū)熱電廠1#2#3#發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠制造生產(chǎn)的50MW機(jī)組,該機(jī)組型號為CC50/N60—8.83/2.17/0.98,型式為高溫高壓單缸沖動抽汽凝汽式,額定功率為50MW,最大純凝功率能夠達(dá)到60MW。每臺機(jī)組設(shè)置一個自動主汽門和4個高壓調(diào)速汽門。該汽輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用低壓透平油數(shù)字式電液控制系統(tǒng),它是由數(shù)字電控裝置和機(jī)械液壓部分組成。該汽輪機(jī)控制系統(tǒng)液壓部分所用的油源由主機(jī)潤滑系統(tǒng)提供,也就是說潤滑油系統(tǒng)的主要作用除了向汽輪發(fā)電機(jī)組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油外,同時還為調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油。自投入運(yùn)行以來,3#汽輪機(jī)曾經(jīng)出現(xiàn)過一次,在正常停機(jī)之后,再次重新開機(jī)的時候,調(diào)速油壓低導(dǎo)致無法開機(jī)的問題。檢修人員和技術(shù)人員通過認(rèn)真分析判斷,查找原因,成功處理了該問題,保證了汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定正常運(yùn)行[1-3]。
該汽輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)采用低壓透平油數(shù)字式電液控制系統(tǒng),它是由數(shù)字電控裝置和機(jī)械液壓部分組成。該汽輪機(jī)控制系統(tǒng)液壓部分所用的油源由主機(jī)潤滑系統(tǒng)提供,也就是說潤滑油系統(tǒng)的主要作用除了向汽輪發(fā)電機(jī)組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油外,同時還為調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油。也就是調(diào)速油系統(tǒng)和潤滑油系統(tǒng)共用一個主油箱。在正常運(yùn)行情況下,潤滑油壓為0.118±0.0196Mpa,調(diào)速油壓為1.96Mpa,主油泵入口油壓為0.098Mpa,主油泵出口油壓為1.96Mpa。
在汽輪機(jī)啟動沖轉(zhuǎn)的時候,啟動高壓啟動油泵向調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油,并通過射油器Ⅰ向主油泵入口供油,通過射油器Ⅱ向機(jī)組提供潤滑油。隨著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷升高,主油泵出口壓力和流量也隨之升高。大約在2930r/min時,主油泵出口壓力將達(dá)到1.86Mpa左右,此時主油泵出口壓力和流量已經(jīng)能夠滿足機(jī)組所需要的全部用油。定速后,就可以將高壓啟動油泵停止。
汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油壓就叫做調(diào)速油壓。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時,危急遮斷器滑閥處于上支點(diǎn)位置,上部作用著的壓力油即為掛閘油?;y下部作用著的壓力油即為附加保安油。自動主汽門自動關(guān)閉器下部作用著的壓力油就叫保安油壓。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行的時候,調(diào)速油壓、附加保安油壓、掛閘油壓和保安油壓相等,都是1.96Mpa。
曾經(jīng)有一次3#汽輪機(jī)在正常停機(jī)之后,再次重新開機(jī)的時候,高壓啟動油泵啟動之后調(diào)速油壓只有0.5Mpa,再看其它的附加保安油壓、掛閘油壓和保安油壓都是0.5Mpa。危急遮斷器滑閥無法進(jìn)行掛閘,自動主汽門無法開啟,汽輪發(fā)電機(jī)組無法進(jìn)行沖轉(zhuǎn)開機(jī)。
汽輪機(jī)在啟動沖轉(zhuǎn)以前,造成調(diào)速油壓低起不來的原因,主要有以下幾個方面的原因[4]。
高壓啟動油泵內(nèi)有空氣或者油溫過高汽輪機(jī)組在啟動過程中,主油泵尚不能正常供油,這時,壓力油由調(diào)速油泵供給。為了防止產(chǎn)生的壓力油經(jīng)離心式主油泵倒流回油箱,在主油泵出口設(shè)有一個逆止閥,以阻止油倒流。但是,在啟動升速過程中,若泵中的油沒有流動,則原存空氣不能排出,泵所做的功轉(zhuǎn)化成熱能使油溫升高,生成油煙,當(dāng)汽輪機(jī)達(dá)到全速后,停用調(diào)速油泵,主油泵開始工作時,使主油泵不能產(chǎn)生油壓,造成油系統(tǒng)失壓。進(jìn)油管中積有空氣,在調(diào)速油泵停運(yùn),主油泵開始工作,大量油流經(jīng)主油泵時,進(jìn)油管中的空氣便進(jìn)入主油泵,使主油泵打空斷油。主油泵泵殼上有放空氣孔,同時也是放油孔,不斷有油經(jīng)孔流出,使泵內(nèi)溫度不會升高過多,在此應(yīng)注意,若放氣孔太大或油泵軸套間隙太大,主油泵在工作時一直有大量油流出,會影響到油壓;若放油孔被堵塞,則主油泵在工作前不能把泵中的空氣排出,主油泵就不能正常工作,調(diào)速油泵停止供油后,主油泵也不能供油,調(diào)速油壓便無法形成。
為了驗證高壓啟動油泵出力是否有問題,在高壓油泵運(yùn)行的過程中,逐漸關(guān)閉高壓啟動油泵的出口閥門,高壓油泵出口閥門前的壓力表逐漸上升,并且最終達(dá)到1.96Mpa,說明高壓啟動油泵設(shè)備本身出力沒有問題,可以排除高壓啟動油泵設(shè)備本身出力的原因。
調(diào)速油泵出口逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)調(diào)速油泵正常運(yùn)行時,調(diào)速油泵出口逆止閥被打開供調(diào)速油壓。機(jī)組在全速時,調(diào)速油泵停運(yùn),主油泵將投入正常運(yùn)行,調(diào)速油泵出口逆止門回落關(guān)閉,若此時逆止門回落關(guān)閉不嚴(yán),主油泵所打出的油有一部分將從逆止門返回油箱,造成調(diào)速油壓降低
汽輪機(jī)組在啟動時,若調(diào)速油泵油壓高于主油泵出口油壓,調(diào)速油泵在運(yùn)行時油壓將三通逆止閥推至主油泵處,當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到3000r/min時,停止調(diào)速油泵的運(yùn)行,主油泵油壓又將三通逆止閥推至原位,由主油泵供調(diào)速油壓。若此時三通逆止閥卡澀不及時回到原位,將導(dǎo)致主油泵出口油壓出不去,使調(diào)速油壓劇降。
但是經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),高壓啟動油泵出口止回閥前壓力表和調(diào)速油壓一樣都是0.5Mpa,這說明出口止回閥沒有卡澀處于半開半關(guān)或者完全關(guān)閉的狀態(tài)。所以高壓啟動油泵出口止回閥由于卡澀沒有完全打開或者處于關(guān)閉狀態(tài),造成調(diào)速油壓低的原因也可以排除。
調(diào)速系統(tǒng)油壓低還有一個原因就是調(diào)速油系統(tǒng)管道存在泄漏的地方,導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)油壓低。例如管道接頭、焊口出現(xiàn)斷裂等等。但是這樣的話,那就需要需要等到汽輪機(jī)汽缸溫度降到120℃以下,停盤車和交流潤滑油泵以后,將汽輪機(jī)前箱蓋打開,才能對汽輪機(jī)調(diào)速油系統(tǒng)的各個管道進(jìn)行檢查,這樣的話至少需要等3天以后才能開始進(jìn)行。
在主油泵出口設(shè)置有一個止回閥,在汽輪機(jī)停機(jī)和高壓啟動油泵也停運(yùn)的時候,主油泵出口止回閥應(yīng)該是處于自然關(guān)閉狀態(tài)。汽輪機(jī)在啟動沖轉(zhuǎn)的時候,高壓啟動油泵啟動后主油泵出口止回閥仍然處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000r/min定速,高壓啟動油泵停止后,主油泵出口止回閥隨即打開,主油泵開始向潤滑系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)提供用油。
在汽輪機(jī)啟動沖轉(zhuǎn)的時候,如果說主油泵出口止回閥由于卡澀處于完全打開的狀態(tài),那么高壓啟動油泵啟動后,調(diào)速系統(tǒng)的油就會通過主油泵泄走回到主油箱,因而造成調(diào)速油壓低。
在汽輪機(jī)前箱附近,一共有10個經(jīng)汽輪機(jī)前箱引出的壓力表,其中就有主油泵出口油壓和調(diào)速油壓。經(jīng)過認(rèn)真的研究汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)圖可以發(fā)現(xiàn),汽輪機(jī)主油泵出口油壓在主油泵出口止回閥之前,調(diào)速油壓在主油泵出口止回閥之后。如果在汽輪機(jī)啟動沖轉(zhuǎn)的時候,如果說主油泵出口止回閥由于卡澀處于完全打開的狀態(tài),那么高壓啟動油泵啟動后,調(diào)速系統(tǒng)的油通過主油泵泄走回到主油箱,此時,主油泵出口油壓就會和調(diào)速油壓相等一致[5-8]。
經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),在這次調(diào)速系統(tǒng)油壓低的時候,發(fā)現(xiàn)調(diào)速油壓和主油泵出口油壓確實是一樣,都是0.5Mpa。所以根據(jù)這個現(xiàn)象,最終就可以肯定的確認(rèn)就是由于主油泵出口止回閥卡澀處于打開的狀態(tài),調(diào)速系統(tǒng)的油通過主油泵泄走回到主油箱,因而造成調(diào)速油壓低[9]。
在確認(rèn)這次調(diào)速油壓低起不來,是由于主油泵出口止回閥卡澀的原因造成的以后,那么處理主油泵出口逆止閥卡澀,就不需要再打開前箱。因為在汽輪機(jī)前箱的底部主油泵出口止回閥出正好有一個檢修手孔,只要打開這個手孔就能夠處理。
在打開收口后,發(fā)現(xiàn)主油泵出口逆止閥閥瓣果然在卡澀在最大開啟的位置。用東西輕松的一桶閥瓣就恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài),然后又將閥瓣的最大外圓處進(jìn)行了打磨,確保閥瓣不會再在最大開啟的位置卡澀。處理完畢后,啟動高壓啟動油泵調(diào)速油壓恢復(fù)至正常1.96Mpa,其它油壓也全部正常,汽輪機(jī)正常沖轉(zhuǎn)開機(jī)。
后來在下一次的停機(jī)檢修中,又再次對主油泵出口止回閥進(jìn)行了徹底的檢查和打磨靈活處理,徹底消除了主油泵出口止回閥卡澀的隱患[10-13]。
汽輪機(jī)在啟動沖轉(zhuǎn)以前,造成調(diào)速油壓低起不來的原因雖然有多方面,但是經(jīng)過查閱有關(guān)資料,主油泵出口止回閥卡澀是一個比較常見的原因,尤其是投運(yùn)的新機(jī)組。3#汽輪機(jī)經(jīng)過這次處理之后,至今運(yùn)行良好,一直沒有再出現(xiàn)過調(diào)速油壓低無法開機(jī)的情況。實踐證明,這次的原因分析和處理是正確的。