汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試中的主要問題與解決方法

孟慶波 楊少國 吳曙明

（山東齊魯電機(jī)制造有限公司，濟(jì)南 250010）

汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)在汽機(jī)的運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要保障。在運(yùn)行中，如果汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)工作異常，極易導(dǎo)致汽輪機(jī)燒瓦、大軸彎曲、轉(zhuǎn)子動(dòng)靜摩擦，甚至發(fā)生整機(jī)損壞的惡性事故。由于潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)故障而被迫停機(jī)的事情時(shí)有發(fā)生[1]。因此，對汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試中的問題應(yīng)引起足夠重視，找出真正的原因，采取合理的解決辦法，將問題解決在真正運(yùn)行之前。

1 潤滑油系統(tǒng)介紹

潤滑油系統(tǒng)的主要作用是向汽輪發(fā)電機(jī)組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油，同時(shí)為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)提供壓力油。該系統(tǒng)能滿足機(jī)組在啟動(dòng)、停機(jī)、正常運(yùn)行和事故工況下的汽輪發(fā)電機(jī)組的供油要求。

潤滑油系統(tǒng)由主油泵、冷油器、射油器、溢油閥、頂軸裝置、排煙裝置、油箱、高壓啟動(dòng)油泵、交流潤滑油泵、直流事故油泵、雙筒切換過濾器、盤車裝置、油位指示器以及連接管道、閥門及各種監(jiān)測儀表等構(gòu)成。

汽輪機(jī)油系統(tǒng)典型原理如圖1所示。由汽輪機(jī)主軸帶動(dòng)的主油泵的出口壓力油分成兩部分，其中，一部分供給調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保安系統(tǒng)，另一部分送到射油器進(jìn)口。射油器的出油也分為兩路，一路到主油泵進(jìn)口，另一路通過濾油器、冷油器后進(jìn)入供各軸承的潤滑油供油母管。系統(tǒng)中的回油靠自重經(jīng)濾網(wǎng)過濾后進(jìn)入油箱內(nèi)[2]。

圖1 典型潤滑油系統(tǒng)圖

2 運(yùn)行調(diào)試中的問題、直接原因及解決方法

我公司已為國內(nèi)外用戶供應(yīng)汽輪機(jī)100多臺套，本文針對這些汽輪機(jī)得潤滑油系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)試中出現(xiàn)問題進(jìn)行了篩選、總結(jié)，分析其形成的直接原因，并提出了現(xiàn)場解決方法。

2.1 1#射油器出口壓力低

案例：在某CC25-8.83/3.82/1.1型汽輪機(jī)項(xiàng)目運(yùn)行調(diào)試中，1#注油器出口0.03MPa,遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值0.15MPa。初步分析，認(rèn)為可能存在以下原因：第一，射油器入口壓力低，即主油泵出口壓力低；第二，射油器性能不滿足設(shè)計(jì)要求；第三，射油器入口管路存在部分堵塞。查看主油泵出口壓力表，顯示壓力1.95MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)閱射油器性能試驗(yàn)報(bào)告，射油器性能也滿足設(shè)計(jì)要求。檢查主油泵出口到1#射油器入口之間的管路，發(fā)現(xiàn)在1#注油器入口細(xì)油管與主管焊接處細(xì)管插入主管焊接，并未按相貫線焊接，造成管路不暢通，使進(jìn)油量減少。解決方法：將閥門與1#射油器之間的管路拆掉，重新焊接一段管路代替。本案例說明如圖1所示。

圖1 案例說明

2.2 主油泵出口壓力低

案例1：某C30-8.83/0.981型汽輪機(jī)項(xiàng)目，在停掉高壓啟動(dòng)泵改由機(jī)頭主油泵供油后,發(fā)現(xiàn)開機(jī)盤主油泵壓力為1.5～1.6MPa，明顯低于主油泵設(shè)計(jì)值2MPa。分析認(rèn)為可能存在以下原因：第一，主油泵入口壓力低，可能1#射油器出口壓力低或1#射油器出口至主油泵入口的管路堵塞；第二，主油泵性能不滿足設(shè)計(jì)要求；第三，主油泵出口或入口有泄漏。主油泵為成熟產(chǎn)品且供貨商信譽(yù)良好，所以先不針對第二條原因檢查。檢查1#射油器至主油泵入口的管路，未發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。拆解射油器，未發(fā)現(xiàn)射油器濾網(wǎng)損壞。打開前箱，用0.03mm塞尺檢查主油泵入口與前箱接口，不入。因主油泵出口有一管路給高壓油動(dòng)機(jī)供油，檢查高壓油動(dòng)機(jī)與前箱接口，塞尺很容易塞入，拆下高壓油動(dòng)機(jī)后發(fā)現(xiàn)前支撐面有一塊石棉橡膠板，安裝人員反饋高壓油動(dòng)機(jī)前、后支撐面不在同一水平面上，因此，在前支撐面增加了1mm橡膠板，造成后結(jié)合面與高壓油動(dòng)機(jī)之間存在間隙。這是造成漏油的主要原因。解決方法：拆除1mm石棉橡膠板，現(xiàn)場實(shí)測前支撐面與后支撐面偏差，重新配制銅墊片，安裝在前支撐面上。本案例說明如圖2所示。

圖2 案例1說明

案例2：某C70-8.83/0.98型汽輪機(jī)項(xiàng)目中，主油泵出口壓力1.8MPa，低于設(shè)計(jì)值2MPa。分析原因同案例1。經(jīng)檢查，1#射油器至主油泵入口的管路未堵塞，但1#射油器濾網(wǎng)破損。濾網(wǎng)破損后進(jìn)入噴嘴，導(dǎo)致出口壓力和流量都有所減少，造成給主油泵供油不足，因此，主油泵出口壓力低于設(shè)計(jì)值。解決方法：更換1#射油器濾網(wǎng)，沿油流方向檢查管路、主油泵、前軸承箱，清除濾網(wǎng)碎片。

2.3 潤滑油壓高

案例1：在某C142/N156-13.24/535/535/1.275項(xiàng)目中，啟動(dòng)交流泵打油循環(huán)，潤滑油母管壓力0.17MPa，高于設(shè)計(jì)值上限0.15MPa。分析可能存在的原因：第一，未按油系統(tǒng)原理圖布置管路；第二，軸承進(jìn)油口節(jié)流孔板孔徑過小，與系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力不匹配；第三，溢油閥未起作用?，F(xiàn)場檢查連接管路，均按油系統(tǒng)原理圖布置。調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)節(jié)螺母，潤滑油系統(tǒng)壓力沒有變化。停泵拆卸溢油閥，無卡塞現(xiàn)象，分析認(rèn)為潤滑油母管壓力過高超出了溢油閥的上限，即潤滑油壓力超過了調(diào)節(jié)彈簧能產(chǎn)生的最大壓力，不管怎樣調(diào)節(jié)，彈簧均已處于最大壓縮量。雖然加大軸承進(jìn)油口節(jié)流孔板孔徑，可以降低潤滑油母管壓力，但工作量較大，考慮采用現(xiàn)有0.17MPa的壓力進(jìn)行啟機(jī)試運(yùn)行，對機(jī)組潤滑影響并不大，也不會(huì)出現(xiàn)油擋甩油的現(xiàn)象，因此，最終采用0.17MPa的潤滑油母管壓力進(jìn)行啟機(jī)。

案例2：在某N30-8.83/535型汽輪機(jī)項(xiàng)目中，潤滑油母管壓力為0.15MPa，超過上限設(shè)計(jì)值0.13MPa?？赡艽嬖诘脑蛞姲咐?。經(jīng)檢查，油管路連接沒有問題，但溢油閥調(diào)節(jié)螺母處在行程最底端，此時(shí)溢流量最小。解決方法：向上調(diào)節(jié)螺母，使彈簧壓縮力減小，閥門開度變大，溢流量增大，潤滑油母管壓力減小，最終使其穩(wěn)定在0.12MPa。

2.4 盤車上部及后軸承箱后擋油環(huán)處冒煙

案例：在某項(xiàng)目中，后軸承箱后擋油環(huán)和盤車上部有油煙冒出。分析其原因是軸承箱內(nèi)負(fù)壓低，盤車大齒輪鼓風(fēng)將油煙帶起，從盤車裝置上部縫隙處、擋油環(huán)和轉(zhuǎn)子間隙處冒出。解決方法：調(diào)節(jié)排煙裝置手動(dòng)蝶閥加大排風(fēng)量，部分堵塞油箱上的空氣過濾器，使油箱和回油管內(nèi)的負(fù)壓增大，因后軸承箱與回油管道相連，故后軸承箱內(nèi)負(fù)壓相應(yīng)增大，油煙不再向外排處，問題解決。

2.5 盤車無法自動(dòng)投入

案例：在某項(xiàng)目中，試驗(yàn)盤車裝置時(shí)，可以手動(dòng)投入，但無法自動(dòng)投入。本項(xiàng)目采用JDZP7.5－A型電動(dòng)盤車，自動(dòng)投入時(shí)盤車工作原理，如圖3所示。當(dāng)電磁閥10得電時(shí)，壓力油經(jīng)電磁閥10、操作滑閥9進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸8，旋轉(zhuǎn)油缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)活塞6在壓力油7的作用下克服彈簧4阻力帶動(dòng)曲柄5和手柄旋轉(zhuǎn)，并推動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)齒輪1向下擺動(dòng)與汽輪機(jī)大齒輪17嚙合，此時(shí)手柄壓下行程開關(guān)SQ1，同時(shí)電磁閥斷電復(fù)位，觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)SQ2，這時(shí)啟動(dòng)電機(jī)（SQ1與SQ2邏輯“與”），盤車盤轉(zhuǎn)汽輪機(jī)軸系。文獻(xiàn)[3]給出了此種狀態(tài)下的可能原因，據(jù)此進(jìn)行排查：控制柜上的“嚙合位置”指示燈亮說明嚙合位置正確，SQ2已觸發(fā)，電磁閥動(dòng)作正常，壓力油無泄漏。根據(jù)供貨商提供的電器原理圖檢查控制柜接線，確認(rèn)邏輯控制正確。電機(jī)仍無法自動(dòng)啟動(dòng)，則有可能微動(dòng)開關(guān)SQ2損壞。換上新的微動(dòng)開關(guān)后，再次啟動(dòng)盤車裝置，投入正常。

圖3 自動(dòng)投入時(shí)盤車工作原理

3 深層原因分析及對策

深究潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試問題的原因，主要有以下幾個(gè)。一是安裝人員蠻干，責(zé)任意識差（如上述2.1案例、2.2案例1）。對策：用戶應(yīng)加強(qiáng)對安裝公司的約束，獎(jiǎng)罰并重，禁止蠻干亂干，避免造成設(shè)備損壞或者返工。二是運(yùn)行人員理論知識差（如上述2.3案例2、2.4案例）。對策：加強(qiáng)對運(yùn)行調(diào)試人員的培訓(xùn)，確保按照運(yùn)行規(guī)程、使用說明書操作。三是零件或元器件損壞（如上述2.5案例、2.2案例2）。雖然新機(jī)中零件或元器件損壞的可能性很小，但也應(yīng)引起重視，發(fā)生這些的原因可能是零件或元器件本身質(zhì)量不過關(guān)，也可能是這些在供貨商加安裝時(shí)磕碰所致。對策：制造單位加強(qiáng)進(jìn)、出廠貨物檢驗(yàn)，最大限度提高出廠合格率。

4 結(jié)語

汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)問題，可能是一個(gè)或多個(gè)原因?qū)е?，在針對原因的排查過程中應(yīng)根據(jù)檢查的方便性，現(xiàn)易后難，而不能一味地全面檢查，同時(shí)要根據(jù)處理問題成本的大小，采取合理的處理方法，而追求某個(gè)數(shù)值的絕對性。雖然各汽輪機(jī)廠家的潤滑油系統(tǒng)組成略有差異，但出現(xiàn)的問題應(yīng)與本文所闡述的問題具有相通性，相信本文提出的分析問題的思路、解決問題的方法、減少問題的對策，對于其他汽輪機(jī)生生產(chǎn)家或用戶具有借鑒意義。