大型汽輪機(jī)組管式冷油器設(shè)計(jì)安裝優(yōu)化

馬洪林

（東方汽輪機(jī)有限公司，四川 德陽 618000）

在潤滑油的冷卻系統(tǒng)中，采用冷油器帶走因轉(zhuǎn)子及軸承摩擦而產(chǎn)生的熱量，從而保證軸承入口油溫達(dá)到規(guī)定值，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。參考電站1 000 MW機(jī)組主機(jī)潤滑油管式冷油器采用某汽輪機(jī)廠制造的U型管式冷油器，在冷油器運(yùn)行過程中，出現(xiàn)滲漏故障。在實(shí)際的檢修過程中發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致故障頻發(fā)的原因，進(jìn)而提出相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化方案，這對冷油器的設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)有一定的借鑒意義。

1 冷油器工作原理

圖1 冷油器工作原理簡圖

機(jī)組正常運(yùn)行時，冷油器兩臺工作，一臺備用。當(dāng)冷油器的循環(huán)水溫超過設(shè)計(jì)值，或冷油器管系結(jié)垢比較嚴(yán)重，導(dǎo)致冷油器的出口油溫超過允許值時，可通過閥門操作，使另一臺冷油器投入運(yùn)行，以滿足系統(tǒng)要求。當(dāng)工作冷油器在運(yùn)行中出現(xiàn)漏水、漏油時，也可通過閥門操作，使備用冷油器投入運(yùn)行。檢修冷油器時，通過殼體放油口將油放盡，然后進(jìn)行維護(hù)檢修。機(jī)組正常運(yùn)行時，備用冷油器應(yīng)隨時處于備用狀態(tài)。循環(huán)水（海水）由進(jìn)水室進(jìn)入管系（鈦管）經(jīng)U型管反向，再經(jīng)管系返回出水室，由出水口流出冷油器；潤滑油進(jìn)入冷油器殼體下部，在殼體內(nèi)呈“蛇”形流動，與管系內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行熱交換，使?jié)櫥偷靡岳鋮s，最后從殼體上部流出冷油器。圖1所示為冷油器工作原理圖。

2 參考電站冷油器問題

參考電站投運(yùn)一段時間來發(fā)現(xiàn)1#機(jī)A冷油器滲漏，然后將B冷油器切換到工作狀態(tài)，并把A冷油器水室打開進(jìn)行了檢漏、堵孔處理。1#機(jī)停機(jī)檢修時，將1#機(jī)A冷油器管系抽出檢查。經(jīng)汽機(jī)廠家設(shè)計(jì)、制造人員與電廠技術(shù)、維護(hù)人員和電廠領(lǐng)導(dǎo)多次現(xiàn)場檢查和分析討論，認(rèn)為主要存在以下2個問題：①管系裝反，正確的安裝應(yīng)是管系最末一級折流板弧邊對著進(jìn)油口；②由于管系裝反，進(jìn)油直接沖擊2個流程長度的冷卻管，使其尾部擺動較大并導(dǎo)致摩擦損壞。針對上述問題，研究決定：首先將管系旋轉(zhuǎn)180°，裝回正確位置，同時隔離、加固U型管擺動較大的部位。本方案有針對性地對U型管的擺動進(jìn)行了有效的控制，從而消除了因管相互摩擦而導(dǎo)致?lián)p壞的現(xiàn)象。

采取以上措施后，經(jīng)過現(xiàn)場運(yùn)行反饋，問題得以解決。

3 冷油器設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1 T工程冷油器設(shè)計(jì)背景

T工程為600 MW等級汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組設(shè)計(jì)階段，業(yè)主堅(jiān)持采用管式冷油器，而管式冷油器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期均特別長，項(xiàng)目工期緊，任務(wù)急，且600 MW系列無相似參數(shù)管式冷油器，無法借用相似設(shè)計(jì)。在工程開展階段，廠家與設(shè)計(jì)院、業(yè)主在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會和電話配合協(xié)調(diào)中多次說明上述情況。為滿足工程進(jìn)度，最終三方達(dá)成一致，采用“以大代小”方式，以某1 000 MW工程為參考電站（此工程為海水冷卻、鈦管管式冷油器）進(jìn)行相似設(shè)計(jì)，因此該工程管式冷油器面積余量高達(dá)40%，同時從設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、工裝、裝配等方面節(jié)約了時間，大大縮短了整個冷油器的生產(chǎn)周期，滿足電廠進(jìn)度要求。

3.2 冷油器優(yōu)化原因

因參考電站管系裝反，造成進(jìn)油直接沖擊2個流程長度的冷卻管，使其尾部擺動較大并導(dǎo)致鈦管摩擦損壞。為防止在T工程中發(fā)生類似事件，對相似管式冷油器進(jìn)行了排查和優(yōu)化。根據(jù)項(xiàng)目管理進(jìn)度，參考電站發(fā)生事故時，T工程4臺冷油器已全部發(fā)至現(xiàn)場，從綜合管理角度考慮，最終決定現(xiàn)場優(yōu)化。

3.3 冷油器優(yōu)化措施

根據(jù)參考電站事故原因，采取以下優(yōu)化措施。

3.3.1 確認(rèn)管系位置

確認(rèn)管系是否裝反，正確的安裝應(yīng)是管系最末一級折流板弧邊對著進(jìn)油口。若管系裝反，將造成進(jìn)油直接沖擊2個流程長度的冷卻管，使其尾部擺動較大并導(dǎo)致摩擦損壞。

圖2 優(yōu)化前冷油器外形圖

3.3.2 為防止尾部擺動，更改冷油器進(jìn)油口

冷油器進(jìn)油口尾部向水室方向平移1 184 mm，如圖3所示。原冷油器進(jìn)油口用δ20 mm厚封板封閉，在新的進(jìn)油口增加一根DN20 mm聯(lián)通管至冷油器尾部，防止尾部出現(xiàn)死區(qū)，避免尾部產(chǎn)生擺動。

3.3.3 防止因管摩擦而損壞

保證管系裝回正確位置后，隔離、加固U型管擺動較大部位，有針對性地對U型管的擺動進(jìn)行有效控制，從而解決因管相互摩擦而導(dǎo)致?lián)p壞的問題。

3.4 優(yōu)化前后冷油器變化對比

圖2和圖3分別為優(yōu)化前和優(yōu)化后的冷油器外形圖。

4 結(jié)論

采取以上措施后，冷油器面積仍有20%余量，不影響換熱效果，同時避免了冷卻管由于油流沖擊而導(dǎo)致的相互磨損。

圖3 優(yōu)化后冷油器外形圖

參考文獻(xiàn)：

［1］〔日〕尾花英朗.熱交換器設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：烴加工出版社，1987.

［2］原機(jī)械部蘭州石油機(jī)械研究所.GB 151—1999管殼式換熱器［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.