大型汽輪發電機組頂軸油系統頂軸高度不夠的原因分析

王佳智（廣西桂能科技發展有限公司，廣西南寧530007）

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大型汽輪發電機組頂軸油系統頂軸高度不夠的原因分析

王佳智（廣西桂能科技發展有限公司，廣西南寧530007）

本文介紹了廣西某300MW在建機組汽輪發電機組調試過程中頂軸油系統出現的問題，分析了其產生的原因，以及解決方法，為今后同類型機組頂軸油系統的調試及運行工作提供一點經驗。

汽輪發電機組；頂軸油；調試；頂起高度

引言

火電機組調試過程是機組正式移交生產前的一個重要步驟，它能夠充分暴露系統與設計、安裝中存在的問題，以便及時進行調整處理，為機組正式投產后的安全穩定運行打下良好基礎。大型機組為解決汽輪發電機組過大的啟動力矩和盤車力矩問題，而配套設計有頂軸油系統，其作用是在汽輪發電機組主低速階段提供高壓潤滑油，在轉子與軸承間形成靜壓油膜將轉子頂起，避免低轉速下軸瓦與軸徑間產生干摩擦而低速碾瓦。一般頂軸油系統多在低壓轉子及發電機轉子上配置，而高、中壓轉子的軸承是可傾瓦式且承載較輕，故不設計有頂軸油裝置。本文著重介紹了廣西某在建機組汽輪發電機組頂軸油系統調試過程中所出現的異常情況，分析其中原因并提出解決方法。

1　系統概況

本工程汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生CLN350-24.2/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、單背壓、凝汽式汽輪機汽輪機，配套350MW發電機，共設有6個軸承。頂軸油系統設計有兩臺100%流量供油裝置，一臺頂軸油運行，另外一臺備用（兩臺互為備用），也可以兩臺同時工作。頂軸油泵入口油引自發電機潤滑油供油母管，每臺泵設置有濾油器，為防止泵入口壓力偏低導致油泵損壞，在每個油泵入口安裝有壓力開關。當油壓下降到0.05MPa時，壓力開關觸發報警，當油壓下降到0.02MPa時，壓力開關觸發報警并自動切斷電機電源，以保護油泵不會在泵入口無油情況下運行以免損壞油泵。頂軸油系統投運時，當油壓低開關報警后，運行維護人員應及時檢測入口濾網是否需要清理或更換。

潤滑油經頂軸油泵升壓后，經過濾油器、頂軸油調整裝置分配至各個支管進入相應軸承。各個支管上均安裝有節流閥、單向閥及壓力表，節流閥用于分配進入單一軸承的油流，用于調整軸承的頂起高度。另外在頂軸油母管上設置有安全溢流閥，控制頂軸油壓力在規定值內。頂軸油系統如圖1。

2　發現的問題及其原因分析

2.1發現問題

當頂軸油系統具備調試條件后，首先將泵出口安全閥整定在16MPa，汽機運行平臺頂軸油母管壓力為14.8MPa，然后逐個調整各軸承入口油壓，并檢查各軸承處軸的頂起高度，經過多次調整，發電機#5、6軸承處軸的頂起高度，一直不能達到廠家設計值0.04～0.06mm，往#5、6軸承管道油溫一直不起來。此時，將頂軸油泵出口壓力提供至15.8MPa，仍舊不能將#5、6軸承頂起，切換另外一臺油泵頂軸運行及將兩臺泵并列運行，試驗結果基本一樣，頂起高度也不能達到設計值。相關頂軸過程中測量數據如表1所示。

表1　頂軸油系統調試時軸徑頂起試驗結果

2.2原因分析及內部漏點查找

（1）從設計上分析，核對圖紙對比類似機型，在轉子相同重量情況下，頂軸油泵型號也相同時，其他機組頂起高度均可達到設計要求，所以排除設計上出問題的可能性。

（2）軸承制造工藝上，在各個軸承回裝驗收檢查時，各軸瓦頂軸油囊無缺陷，排除工藝上出問題的可能性。

（3）施工安裝上，安裝管路與設計圖紙基本一致，對整個頂軸油系統進行全面排查，發現頂軸油調整裝置及往#3、4軸承有明顯油流聲音和溫度，再對比往#5、6軸承頂軸油管上，無一點溫升及油流跡象。據此，懷疑從頂軸油調整裝置至#5、6軸承管道上有堵塞情況。對該兩個支管系統進行細致檢查，認為油管采用優質不銹鋼管且氬弧焊焊接，由于焊接因素導致堵塞的可能性不大。考慮到機組處于基建期間，廠房粉塵較大，軸承箱打開容易造成油質的污染。而且，受工期制約急于開機運行，沒有充足的時間進行拆發電機端蓋全面檢查軸承內部接口，先從最容易檢查的頂軸油調整裝置上的節流閥、逆止閥開始檢查。旋開#5軸承頂軸油節流閥芯，即發現內部有棉絮狀物質，取出不容易，擴大檢查逆止閥，將雜物取出，重新清理干凈后回裝。

（4）同樣在頂軸油調整裝置往#6軸承節流閥、逆止閥位置也發現有雜物。

3　問題的解決

當設備重新復位后，調整頂軸油系統，合理分配各支管的進油量，各軸徑的頂起高度達到設計值，處理完以上缺陷后，再次單臺頂軸油泵運行調整頂起高度，切換另一臺泵運行，也可頂起相同高度，其頂起數據如表2。

表2　頂軸油系統調試時軸徑頂起試驗結果

對比表1與表2，不難發現重新試驗后母管壓力由14.8MPa下降到14.5MPa，壓力微降0.3MPa，但各個軸徑頂起高度均達到設計要求，各支管分配壓力合理。

4　結論

頂軸油系統在汽輪發電機組啟停過程中對軸瓦、軸徑及轉子有著重要的保護作用，對防范汽輪機燒瓦、轉子彎曲事故有特別重要的意義。基建期間，對于頂軸油系統施工工藝質量及油質清潔度等方面都應引起高度重視，避免因此引發的各種問題，影響整個調試進度工作，進而影響機組的竣工投產。

［1］劉振國，候東偉.汽輪機頂軸油系統調試過程中頂起高度不夠的原因分析［J］.機械工程師，2009（3）：149.

［2］李錄平.汽輪機組故障診斷技術［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［3］石淑蓮，余紅兵.汽輪發電機頂軸油系統的調試與分析［J］.機械工程師，2012（1）：150.

圖1　頂軸油系統圖

TM311

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2095-2066（2016）10-0019-02

2016-3-5

王佳智（1978-），男，工程師，本科，主要從事火力發電廠汽輪機系統相關試驗及調試工作。