9E燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)負壓低問題的解決

張敏杰，程 簫，羅 濤

（深圳鈺湖電力有限公司，廣東深圳 518000）

9E燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)負壓低問題的解決

張敏杰，程 簫，羅 濤

（深圳鈺湖電力有限公司，廣東深圳 518000）

分析PG9171E型燃氣輪機機組潤滑油系統(tǒng)負壓高的原因，檢查系統(tǒng)密封性、抽油霧分離器壓力調節(jié)閥，對系統(tǒng)密封性進行簡單處理及關閉抽油霧分離器壓力調節(jié)閥，解決了潤滑油系統(tǒng)負壓低的問題，同時提出相關注意事項。

燃氣輪機；潤滑油系統(tǒng)；負壓；抽油霧分離器；改進措施

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.14

0 前言

某廠燃氣-蒸汽聯合循環(huán)的2臺燃氣輪機是由美國GE公司制造的PG9171E型機組，余熱鍋爐為杭州鍋爐廠制造，于2004年投產，燃機使用原油（2004年底開始燒重油）燃料，2012年底進行油改氣改造，至今已運行50 000多小時。燃氣輪機發(fā)電機組的構成，除了燃氣輪機，必須具備相應的輔助設備、控制系統(tǒng)以及保證機組安全、可靠、長期運行的管路系統(tǒng)?；拖到y(tǒng)是燃氣輪機發(fā)電機組的重要系統(tǒng)。9E燃氣輪機發(fā)電機組滑油系統(tǒng)主要是在機組的啟動、正常運行及停機過程中，向燃氣輪機和發(fā)電機的軸承、透平輔助齒輪箱提供數量充足、溫度和壓力適當、清潔的潤滑油，防止軸承燒毀，軸頸過熱造成彎曲而引起振動，潤滑油也供給啟動變扭器作為液壓流體及潤滑用。除此之外，一部分潤滑油分流出來，經過過濾后用作液壓控制油或用作液壓控制裝置的控制流體。

1 現狀調查

1#燃機潤滑油系統(tǒng)自2017年7月負壓呈上升趨勢，導致4#瓦滲油量變大，有進一步劣化趨勢。2017年7，8兩月每日14:00潤滑油箱負壓情況見圖1。

依據GE運行手冊及多年安全運行經驗，1#燃機潤滑油系統(tǒng)負壓應維持在（-80～180）mmH2O。若潤滑油系統(tǒng)保持低負壓運行會導致潤滑油從4#瓦、5#瓦滲入發(fā)電機，造成發(fā)電機軸瓦處積油，導致發(fā)電機故障，嚴重時會燒毀發(fā)電機。

圖1 潤滑油箱負壓趨勢

2 初步原因分析

（1）外冷水溫度高。導致潤滑油溫度高，系統(tǒng)內煙霧大，導致系統(tǒng)負壓偏低。

（2）外冷水水質差。長期運行導致板式換熱器結垢，影響板式換熱器換熱效果，導致潤滑油溫過高，造成系統(tǒng)負壓偏低。

（3）外冷水管道布置不合理。1#燃機外冷水經過汽輪機循環(huán)后再給燃機內冷水冷卻，同時燃機先冷卻發(fā)電機再冷卻潤滑油，相較于3#燃機先冷卻潤滑油再冷卻發(fā)電機，冷卻水溫度高，導致潤滑油油溫高，從而導致系統(tǒng)負壓偏低。

（4）環(huán)境溫度高。環(huán)境溫度直接影響外冷水溫度，從而影響潤滑油系統(tǒng)負壓。

（5）潤滑油系統(tǒng)的密封性，1#燃機自2004年投產至今未對潤滑油系統(tǒng)閥門、蓋板、膨脹節(jié)等密封墊進行更換，外部空氣可能從密封性不嚴處滲漏進系統(tǒng)，導致系統(tǒng)負壓偏低。

（6）抽油霧分離器濾芯型號和濾芯臟堵，若濾芯精度過高或濾芯臟堵，導致油霧無法及時分離，影響系統(tǒng)負壓。

（7）抽油霧風機出力不足，導致油煙無法及時抽出，影響系統(tǒng)負壓。

（8）抽油霧分離器調節(jié)閥故障，若壓力調節(jié)閥故障，導致抽油霧分離器故障，影響系統(tǒng)負壓。

（9）取樣位置和儀表故障。

針對上述可能引起潤滑油系統(tǒng)負壓低的原因，利用機組停機檢修，分步驗證，在現場對系統(tǒng)進行相關檢查。

3 現場檢查處理過程

3.1 抽油霧分離器濾芯型號及濾芯臟堵

聯系濾芯廠家，9月1日濾芯到廠后對1#燃機抽油霧分離器濾芯全部更換，燃機潤滑油系統(tǒng)負壓更換前-80 mmH2O，更換后-105 mmH2O，負壓呈下降趨勢，但至9月8日潤滑油系統(tǒng)負壓下降至-94 mmH2O。

更換全部濾芯后負壓雖然變化，但依然達不到最佳負壓值，懷疑所更換濾芯精度過高，導致系統(tǒng)負壓變化幅度不大，故聯系廠家，隨后廠家發(fā)2個精度相對大的濾芯，于9月9日晚停機后更換2只新濾芯，更換后潤滑油系統(tǒng)負壓變?yōu)?96.4 mmH2O，更換2只精度大的濾芯后負壓稍微變化。

9月10日晚停機后更換5個濾芯（精度相較于8月31日更換精度大），更換后系統(tǒng)負壓上升至-97.8 mmH2O，更換后負壓雖有上升，但仍未達到最佳值，研究討論決定對剩余12個濾芯進行跟換。9月11日更換濾芯后系統(tǒng)負壓為-98.2 mmH2O，相較之前并未發(fā)生太大變化。持續(xù)觀察一周，發(fā)現更換全部濾芯后潤滑油系統(tǒng)負壓穩(wěn)定在-95 mmH2O，未發(fā)生明顯提升，同時4#瓦滲油情況與8月相比有改善，但效果不明顯。由此可得出，濾芯臟堵和濾芯型號因素不是影響本次系統(tǒng)負壓的決定性因素。

3.2 潤滑油系統(tǒng)的密封性

停機后對潤滑油系統(tǒng)的密封性進行檢查，對潤滑油箱人孔蓋板，抽油霧分離器蓋板等密封面處涂抹密封膠處理，同時對1#瓦回油管膨脹節(jié)密封面密封處理，在兩端間隙處先用防火泥塞滿，塞完防火泥后外部用1596平面密封膠進行再密封（圖2）。

3.3 抽油霧分離器調節(jié)閥

打開調節(jié)閥人孔，檢查閥門開度，顯示閥門并未關死，該閥門開度約在1/3位置（圖 3）。

調節(jié)閥是原廠配置，由于建廠比較早此閥門開關不靈活，故在潤滑油回油管至抽油霧分離器入口前單獨加一個調節(jié)閥，起調節(jié)壓力的作用，而 3#機原廠調節(jié)閥也處于失靈狀態(tài)，在2014年檢修時已焊死，每次檢修時，1#燃機調節(jié)閥此缺陷沒有處理。

由于調閥調節(jié)能力失效，在潤滑油回油管至抽油霧分離器入口前加裝調節(jié)閥，通過調節(jié)入口調閥調節(jié)系統(tǒng)負壓。正常情況下，原抽油霧分離器壓力調節(jié)閥應在關閉位置。當閥門在1/3開度時，用手可以將該閥閥瓣打開。由于閥門處于關閉位置，彈簧處于壓縮狀態(tài)，在彈力和外部空氣作用下，長時間運行彈簧失效，當外部作用力＞彈簧彈力時，使閥門有了一定開度，導致外部空氣漏入潤滑油系統(tǒng)，影響系統(tǒng)負壓。

圖2 1#瓦回油管膨脹節(jié)密封面密封處理

圖3 調節(jié)閥閥門開度

將原壓力調節(jié)閥調整至關閉位置，對人孔回裝后，密封面涂密封膠。

對管道密封性和原壓力調節(jié)閥調整后潤滑油系統(tǒng)負壓從-95 mmH20上升至-138 mmH20，持續(xù)觀察，潤滑油箱負壓穩(wěn)定維持在-138 mmH2O左右。更換濾芯、檢查系統(tǒng)密封性及抽油霧分離器壓力調節(jié)閥后系統(tǒng)負壓變化見圖4。

圖4 維修后系統(tǒng)負壓變化趨勢

從圖4可看出，更換精度更大濾芯后潤滑油系統(tǒng)負壓有上升，但上升幅度不大，但當對抽油霧分離器調節(jié)閥、油管路密封性檢查處理后潤滑油負壓上升幅度大，負壓穩(wěn)定在-140 mmH2O。

3.4 抽油霧風機的出力

2017年8月對周邊地區(qū)3家同類型機組的電廠進行調研，3家電廠對風機進行了改造，更換功率更大風機（原7.5 kW更換為12 kW）。同時考慮2017年4月1#燃機大修期間對抽油霧風機進行檢修，可能在安裝過程中存在風機葉輪和抽風管道中心偏差，裝配工藝及風機本身出力可能導致風機出力不足，從而影響系統(tǒng)負壓。

3.5 環(huán)境溫度與外冷水溫度

1#，3#燃機使用的外冷水為循環(huán)水，循環(huán)水來水為水庫水，循環(huán)水在廠內循環(huán)后通過冷卻塔風機與空氣進行自然冷卻。對比深圳地區(qū)7，8，9月平均溫度與1，2，12月的3個月平均溫度，平均溫度相差15℃，外冷水溫度相差10℃，潤滑油溫度相差7℃。潤滑油溫度低，系統(tǒng)中產生的油煙較小，系統(tǒng)負壓上升。所以外冷水溫度及外冷水水質直接影響潤滑油系統(tǒng)溫度。

3.6 取樣位置和儀表故障

現場潤滑油箱負壓顯示計和潤滑油箱壓力變送器及抽油霧風機壓力變送器發(fā)現，3個壓力相對誤差≤3%，故不存在儀表故障因素影響潤滑油系統(tǒng)負壓。

4 分析與檢查結果

GE運行手冊運行標準為-50～180 mmH2O，同時8月對周邊幾家電廠潤滑油系統(tǒng)負壓情況調研，系統(tǒng)負壓均維持在-130 mmH2O運行。對1#燃機潤滑油系統(tǒng)更換濾芯、檢查抽油霧分離器調節(jié)閥及油管路密封性后，系統(tǒng)負壓維持-140 mmH2O上下運行，抽油霧風機未抽出大量油煙，同時4#，5#瓦滲油情況得到改善，基本不滲漏。由此可知影響系統(tǒng)負壓的因素有：

（1）更換濾芯后負壓雖有提升，但提升不夠明顯，故濾芯型號及濾芯臟堵程度是影響負壓的因素，但不是根本原因。

（2）對系統(tǒng)密封性、抽油霧分離器壓力調節(jié)閥檢查，對系統(tǒng)密封性進行簡單處理及關閉抽油霧分離器壓力調節(jié)閥后，系統(tǒng)負壓上升明顯，系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，且4#瓦密封面不滲漏，能滿足要求。

（3）潤滑油溫度直接影響系統(tǒng)負壓，解決潤滑油油溫高的關鍵是解決外冷水水溫。

綜合上述分析，更換濾芯，檢查系統(tǒng)密封性及關閉抽油霧分離器調節(jié)閥后，系統(tǒng)負壓從-80 mmH2O上升至-140 mmH20，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能達到要求，4#，5#密封面滲油處明顯改善，基本不滲漏，降低事故發(fā)生的可能性。

5 后續(xù)工作

（1）針對可能引起1#燃機潤滑油系統(tǒng)負壓升高的原因尋求機會進一步查找，證實并尋求解決方案。

（2）對1#，3#燃機潤滑油系統(tǒng)油管道膨脹節(jié)、密封墊片等密封件尋找機會進行更換。

（3）對冷卻水系統(tǒng)展開調研工作，1#燃機先冷卻發(fā)電機再冷卻潤滑油，3#燃機先冷卻潤滑油再冷卻發(fā)電機，導致1#燃機相較3#燃機潤滑油溫度高，冷卻水系統(tǒng)布置不一樣造成系統(tǒng)負壓差異。可以對1#燃機冷卻水系統(tǒng)提出改造，以改變1#燃機潤滑油系統(tǒng)潤滑油溫度，潤滑油溫度降低產生油霧也會相應減少，對負壓降低也會有幫助。

（4）對4#，5#瓦油檔間隙進行調整，確保瓦間隙最優(yōu)，同時在密封空氣管路上加裝壓力調節(jié)閥，確保密封空氣壓力能夠確保系統(tǒng)的密封性良好。

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〔編輯 李 波〕