淺談電廠潤滑油系統的組成及在電廠中的應用

胡 爽

（遼寧電力控制技術有限公司 遼寧 沈陽 110000）

1 潤滑油系統功能簡介

汽輪機是將蒸汽的能量轉換為機械功的旋轉式動力機械。汽輪機油系統的重要作用是向汽輪機組的軸承供潤滑油，減少摩擦損失，其油液可以將因摩擦產生的熱量及由轉子傳來的熱量帶走，調速系統和保護裝置也是由汽輪機油系統供給穩定充足的壓力油，并在機組盤車時向盤車裝置和頂軸裝置供油。

2 潤滑油系統的工作介質

潤滑油系統中使用的油必須是高質量、均質的精煉礦物油。此外，它不得含有任何影響潤滑性能的其它雜質，潤滑油牌號為32L-TSA/GB11120-2011。

汽輪機油的清潔度等級為NAS7級。

3 汽輪機油系統的原理及主要部件

如圖1所示離心式主油泵由汽輪機主軸直接帶動，由主油泵打出的油分成三路，一路去調節系統一路去保安部套，另外一路通向1#射油器和2#射油器入口。兩臺射油器并聯工作，其中1#射油器向主油泵入口供油，2#射油器向機組潤滑油系統供油，在潤滑油系統設置一臺雙筒過濾器、兩臺冷油器、一臺溢油閥溢油閥能夠調節潤滑油壓其溢流將流回油箱內，機組各軸承的潤滑油流量靠改變節流孔板的孔徑來調節，使軸承運行正常，軸承的排油由回油母管匯集后流回油箱。調節系統油動機的排油則流回到主油泵入口處，當機組甩負荷時，主油泵的流量瞬間急劇增加（甩負荷時汽輪機主軸轉速迅速升高），如果這時不把油動機排油引到主油泵入口，則向主油泵供油的1#射油器的供油壓力會因為主油泵入口流量急劇增加而下降，當供油壓力降低到該處透平油的飽和油蒸汽壓力時，主油泵入口將產生汽蝕，使主油泵不能正常工作，也就不能提供足夠的壓力油來滿足調節系統快速動作的需要。

在主油泵尚未正常運行時，由高壓啟動油泵給1#和2#射油器的入口供油，以保證射油器的正常工作，在機組啟動過程中它還將向調節系統提供壓力油，當機組的轉速接近額定轉速3000r/min時，主油泵出口壓力緩慢升高，當升到至比高壓啟動油泵的出口壓力略高時，位于主油泵出口逆止閥便能自動打開，此時主油泵與高壓啟動油泵并聯工作，一旦機組達到額定轉速后，主油泵就投入運行，高壓啟動油泵手動停止，此時射油器的工作油源由主油泵提供，機組正常運行時，主油泵入口由1#射油器供給，主油泵出口的油供給1#射油器和2#射油器入口，2#射油器出口的油經過雙筒濾油器、冷油器后到各個軸瓦進行潤滑和冷卻。頂軸油裝置連接在冷油器出口的管路上，中間安裝截止閥。

圖1 潤滑油系統原理圖

4 主要組成部件的功能:

4.1 主油泵

主油泵是汽輪機組的重要部套之一，它除了不斷地供給機組各軸承的潤滑油外，還是調節系統調整信號的傳遞媒介和操縱機構的動力源。主油泵隨著汽輪機運行而不間斷的工作，其出口油壓要求保證在額定范圍內（1.96±0.05MPa），不能有較大變化，主油泵的設計參數是Q=3000L/min，額定壓力為1.96MPa。主油泵的出入油口均向下，通過軸承箱的腔室與外部油管道連接，出入口的法蘭面同時也起到支撐泵的作用，用螺栓緊固在軸承箱底部的凸臺上。泵葉輪為雙吸離心式，其葉片的進口部分設計成空間扭曲形狀，其余部分是直的，這使得主油泵有良好的運行性能，葉輪的主體部分材質是鑄鋼，泵殼材質是灰鑄鐵。泵軸支撐在兩個滑動軸承上，軸承的潤滑油引自汽輪機軸承供油母管，泵軸通過齒形聯軸器與危機遮斷器連接，危機遮斷器連接在汽輪機高壓轉子頂部。

重要的連接部件泵軸設計成雙層結構，外層為空心軸支撐在支撐軸承上，中間的抗震軸和齒形聯軸器相連。抗震軸向一根柔軟的懸臂梁，運行時能起到抗震的作用且可以吸收由于對中不好引起的偏差，從而使主油泵的運轉更平穩。

主油泵安裝在汽輪機高壓轉子前端短軸上，泵輪直接由汽輪機軸帶動，它供油量大，出口壓頭穩定，軸向推力小，且對負荷的適應性好。

4.2 射油器

射油器通常是在油系統中兩臺并聯工作，1號射油器額定出口壓力為0.15MPa，流量為2300L/min，向主油泵的入口供油，2號射油器向機組各軸承提供潤滑油，出口壓力為0.35MPa，流量為1700L/min，射油器是傳遞能量效率較低的一種部件，但是射油器的本身沒有運動部件，工作性能穩定可靠，又便于檢修，因而射油器在汽輪機油系統中運用非常安全。

射油器的組成部分為噴嘴、喉管入口段、吸入室和擴散管，主油泵來的高壓油經過噴嘴射出來時，流速增加，這股射流將吸入室內的油帶走使吸入室形成低壓腔室，繼而將油箱里的油吸入，由于射流的作用，工作油流與被吸入油流在喉管內進行動量交換，工作油流速速度降低，被吸入油流速度增大，到喉管出口兩者速度趨向一致，混合油流通過擴散管將動能轉化為壓力能，這樣射油器就把小流量的高壓油變成大流量的低壓油。

4.3 啟動油泵

高壓啟動油泵的作用是在主油泵尚未正常運行時向潤滑油系統供油，在啟動過程中它還將向調節系統供油，主油泵正常運行之后，手動停止。這三臺油泵主要起到輔助運行作用。

交流啟動油泵用于機組啟動前打油循環和在停機或盤車時向各軸承提供潤滑油，交流潤滑油泵的另一個重要功能當系統控制程序通過壓力開關監測到系統壓力下降到0.05MPa時，自動啟動穩定潤滑油壓力，以保證潤滑油壓力能夠保持系統的正常運行。

直流事故油泵的作用是當潤滑油系統壓力從0.05MP下降至0.03MPa時，高壓啟動油泵和交流潤滑油泵都不能正常投入工作時，或者當電廠的廠用交流電停電投入使用，并且當系統壓力將至0.03MP的同時，停電動盤車改手動盤車。

我公司選用的是離心式油泵組，泵、聯軸器、電動機、泵座組裝后供貨。高壓啟動油泵的額定出口壓力比主油泵的額定出口壓力稍低，一般是1.9MPa，交流泵和直流泵的出口壓力一般是0.35MPa和0.32MPa。

4.4 溢油閥

汽輪機油系統中的供油裝置，如主油泵、高壓啟動油泵、射油器等只是按照額定工況設計的，提供額定工況下的額定油壓、流量，但是在機組啟動和達到額定工況運行的過程中潤滑系統的用油量是有變化的，由于啟動過程的耗油量小于額定工況，這將引起潤滑油壓升高，溢油閥的作用是穩定汽輪機油系統中的潤滑油壓穩定保持在軸承的供油壓力范圍內，并能自動調整潤滑油壓，在大油站試驗臺做試驗時的設定值是閥前壓力0.118MPa（機組潤滑油壓力），通過閥的流量為400L/min，記錄調節螺栓的H值以便于現場調節確認。

[1] 東北電業管理局生產部，沈陽東電動力調節保護技術研究所.汽輪機調節及保護系統[M].沈陽：東北大學出版社，1995：94-108.

[2] 華東六省一市電機工程（電力）學會，汽輪機設備及其系統[M].北京：中國電力出版社，2014：98-120.