300MW汽輪機啟動過程中油壓降低問題探討

（華電能源牡丹江第二發電廠，黑龍江 牡丹江 157013）

前言

目前國內300MW汽輪發電機組投運多臺,已成為電網中主力機組。在運行中出現了各種各樣的問題,其中油系統問題為數不少。許多電廠300MW機組在升速過程中 (約2040r/min)因潤滑油壓低而引起跳機,延長了啟動時間。個別電廠300MW機組在運行過程中一直不能停交流油泵，直接威脅機組的安全運行。下面結合我廠實際探討一下300MW汽輪機啟動過程中油壓低的問題。

1 潤滑油系統的作用

油系統是給汽輪機、發電機的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油，為氫密封系統提供備用油以及為機械超速脫扣裝置供油。潤滑油系統由汽輪機主軸驅動的主油泵、冷油器、頂軸裝置、盤車裝置、排煙系統、油箱、交流潤滑油泵、直流事故油泵、濾網、油箱電加熱器、油箱油位指示器、油位開關等以及各種脫扣、控制裝置和連接管道、閥門、逆止門、各種監測儀表等構成。

汽輪發電機組在額定轉速下運行時，來自主油泵的壓力油進入機械超速裝置機構、高壓氫密封備用油總管，同時也進入油箱內部管道為射油器提供動力油。從射油器排出的油除供主油泵用油外，還供低壓備用氫密封用油，并且經冷油器供軸承用油。潤滑油供油系統是個封閉系統。所有潤滑后的油通過油箱頂部回到回油槽中。油進入油箱前靠自身重力通過一個150目的濾筒過濾。當油箱中油位過高或過低，油位指示器和油位開關都會發出警報。在機組初始運行期間，必須經常監視油箱回油槽中的油位。

2 設備簡介

黑龍江華電能源牡丹江熱電廠2×300MW機組采用的是哈爾濱汽輪機廠生產的型號為C250/N300-16.7/537/537的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、抽凝汽式汽輪機，額定功率為300MW，額定轉速為3000rpm，額定蒸汽流量為906.7t/h，新蒸汽壓力為16.67MPa，溫度為537℃，再熱溫度為537℃。在循環水溫度10℃時，可保證排汽壓力3.5KPa，額定蒸汽流量884.63t/h。機組設計出力為300MW。

3 現象

我廠#1.2機組為國產引進型汽輪機，運行一段時間以來發現，#1、2機組在開機過程中1800-2400rpm轉速范圍內，潤滑油壓大幅度下降，輕則造成直流油泵聯動，重則造成機組跳閘，更嚴重的是有可能造成油壓突降太低燒瓦的危險。按機組設計情況，中速暖機轉速為2040rpm，但在此轉速下頻繁出現潤滑油壓大幅下降，致使#1、2機組在冷態啟動過程中中速暖機轉速無法維持。給機組的安全運行構成很大的威脅

4 原因分析

在正常運行時該機潤滑油系統的全部用油均由注油器供給，注油器出口油經冷油器后供給機組各軸承，在機組啟動過程中，主機轉速較低時，主油泵不能提供足夠的油壓及流量，此時由交流潤滑油泵來向油系統供油，直流油泵則作為備用油泵，下面對該故障的可能產生原因做如下分析。

4.1 機組啟動初期，主機轉速低，潤滑油由交流潤滑油泵供給，油壓穩定在0.21mpa左右，當主機轉速提升到1800rpm以上時，主油泵出口壓力升高，注油器出口逆止閥前壓力緩慢升高，當轉速升至使該逆止門前壓力略大于逆止門后壓力時，逆止門瞬間開啟，此時相當于主油泵和交流潤滑油泵并列運行，油泵的工作點發生漂移，注油器出口逆止門一旦開啟，主油泵出口流量增大，出口壓力下降則又導致注油器出口逆止門回關，交流潤滑油泵運行工況發生變化，進入不穩定運行工作區，使潤滑油壓發生大幅度變化。當主機轉速升至2300rpm以上時，通過了注油器出口逆止門動作瞬間后油壓又趣于穩定，主油泵與交流油泵并列運行。

4.2 該機組在注油器擴壓管后裝有可調逆止閥，它在注油器工作時，可以防止油從系統倒流回注油器而進入油箱，在混合室吸油孔的上方，裝有一個可上下自由移動的逆止板，當注油器和主油泵正常工作時，混合室中是負壓，逆止板被頂起，油箱中的油可通過8個吸油孔吸入混合室中，而在機組啟停過程中交流潤滑油泵工作時，逆止板落下，阻止系統中的油經吸油孔倒流回油箱。但從實際情況看我廠#1、2機組注油器后的調壓逆止閥性能不好，多次出現開機過程中潤滑油壓大幅下降，導致機組跳閘、直流潤滑油泵聯動、機組中速暖機不能正常進行。隨著開機過程中機組轉速上升，注油器出口逆止門開啟的瞬間，由于主油泵出口壓力下降，又造成該逆止門回關，在此過程中可能造成注油器出口逆止門頻繁動作，出現頻跳、抖動等現象，從實際運行情況看，該逆止門性能不好，活動不靈活、工作特性差，且在此過程中該門不能夠完全回座，從而使交流潤滑油泵出口油由注油器倒流回油箱，引起潤滑油壓的大幅度下降，造成直流油泵聯動，機組跳閘。

4.3 #2機組主油箱原來配備的是臥式排煙風機，其流量為780立方米/小時，全壓為5038帕，由于該風機殼體法蘭強度低，經常出現滲漏油現象，所以將排煙風機改型為立式焊接殼體的GXP-HB-300風機，其流量為1152立方米/小時，全壓為4500帕，運行中可能造成油箱內負壓發生變化，在機組沖動過程中隨著轉速上升，主油箱內油溫也不斷升高，加之機組啟動后油箱油位降低，排煙風機使主油箱內負壓過大，就可能導致主油泵發生汽化，其出口壓力和流量發生大幅度波動，影響到潤滑油壓變化，如果射油器的吸油孔出現部分堵塞也會造成出口壓力和流量發生變化。

5 處理措施

5.1 在汽輪機升速過程中，轉速上升到1800rpm以上時要嚴密監視潤滑油壓的變化情況，一旦發現降低應立即調整機組轉速，但要注意不能停留在機組的臨界轉速內，以防發生共振跳機，盡快避開該壓力變化的臨界點，然后待潤滑油壓恢復正常后，停止直流潤滑油泵，重新升速。

5.2 將機組中速暖機放到2200-2400rpm轉速下進行，從1800-2200rpm轉速間隔內，在保證升速率的前提下，應使機組快速、平穩地通過潤滑油壓變化臨界點，并要注意機組的振動情況，如振動增大則應降低機組轉速至600rpm，暖機后繼續升速。

5.3 可考慮在注油器出口逆止門后加裝一隔離門，在該隔離門與逆止門之間引一疏油管道，加裝一個疏油門引至主油箱，在開機過程中機組沖轉之前關閉隔離門，打開疏油門，待機組轉速升至2900rpm后緩慢關閉疏油門，開啟注油器出口加裝的隔離門，待油壓穩定后停止交流潤滑油泵。

5.4 在機組啟動過程中要及時調整好主油箱排煙風機的調節擋板，維持好主油箱內的負壓，同時在開機前要給主油箱加好油，保持油位在80mm-100mm之間，使得主油泵在開機過程中不發生汽化現象，保證潤滑油壓和流量穩定。

5.5 利用停機檢修的機會，及時檢查油箱內注油器出口逆止門，使其動作靈活、無卡澀或其它故障，保證機組在開機過程中該門有良好的工作特性。

6 結束語

油系統是汽輪發電機組十分重要的一個系統,就好像血液系統對人類一樣的重要。對油系統運行中出現的各種問題及大小事故，及時總結分析以防止同樣事故再次發生是十分必要的。

[1]陳有利.發電機組常見故障檢測與排除[J].電力信息,2005,12

[2]艾欣芳.發電機組檢修技術手冊[J].機械研究與分析,2006,4.

[3]岳志娟.汽輪機潤滑油系統主要問題分析及處理，期刊齊齊哈爾大學學報(自然科學)

[4]李路江等.300MW汽輪機潤滑油系統問題分析及優化措施.期刊，河北電力技術，2006，6

[5]李彬.汽輪機潤滑油系統主要問題分析及處理[J].四川電力技術,2006(1).