660 MW機組潤滑油系統故障分析及處理

摘? 要：結合潤滑油系統故障常見現象進行分析，給出潤滑油系統故障處理方案及防范措施，對機組潤滑油系統故障排查及日常維護具有參考意義。

關鍵詞：潤滑油系統;常見故障特征;故障分析

1? ? 機組潤滑油系統正常運行條件及工作原理

機組潤滑油系統的作用是向各軸承、盤車裝置、聯軸器罩殼、噴油器、發電機等提供潤滑、冷卻、密封用油。機組潤滑油系統正常運行時，應滿足表1中的設計參數，若潤滑油系統在運行時超出設計參數范圍，設備應立即停止運行，排查故障原因，使設備滿足設計要求。機組潤滑油系統應定期保養，并對交流潤滑油泵、直流事故油泵、頂軸油泵進行聯啟試驗及低壓油聯鎖保護試驗。

機組潤滑油系統是為電機支撐軸和推力軸承提供潤滑作用以及為裝在前軸承座內的機械超速脫扣裝置提供壓力油。機組潤滑油系統主要設備包括主油泵、主油箱、油箱內油管路、冷油器、交流潤滑油泵、直流事故油泵、頂軸油泵、射油器、溢流閥等。潤滑油系統主要采用油渦升壓泵作為系統的供油裝置給主油泵供油，絕大部分的高壓油輸送至射油器，同時將另一部分高壓油經逆止閥送至冷油器，對機組潤滑系統供油。機組潤滑油可靠性主要取決于油渦升壓泵和主油泵匹配是否良好。

2? ? 機組潤滑油系統故障現象

潤滑油系統設備較多且油路復雜，任何設備的不良運行或損壞都會造成潤滑油系統的非正常工作。機組潤滑油系統在實際運行過程中，常見故障現象包括潤滑油壓過低、潤滑油溫過高、潤滑油泄漏等。

潤滑油壓過低是指潤滑油系統在運行狀態下油壓不能恒定在規定壓力范圍內。如果油壓不能在規定壓力范圍內，軸徑和軸瓦間不能建立正常的油膜，就會影響軸承正常運轉。潤滑油壓過低主要發生在系統啟動調試階段，產生故障的主要原因多為設計不合理、主油泵故障、潤滑油泄漏等。潤滑油壓過低的故障現象如表2所示。潤滑油溫過高會使油膜粘度降低，軸承的油膜承載能力下降，導致軸承間產生干摩擦，不能將軸承間產生的高溫帶走，損壞設備，加劇潤滑油惡化。因此，潤滑油溫應控制在設計溫度范圍內，通常冷油器故障及冷卻水異常是造成潤滑油溫度過高的主要因素。潤滑油泄漏是指各管路接口處墊片損傷老化導致潤滑油泄漏，影響潤滑油系統正常運行，而且還有可能引起火災，造成嚴重后果。

3? ? 機組潤滑油系統故障分析及處理

在實際生產中，造成機組潤滑油系統故障的因素較多，為了快速有效地查找出故障原因，建立故障檢查流程，下面對故障原因及處理逐一進行分析。

3.1? ? 驅動齒輪套配合緊力問題

由于主油泵驅動小齒輪為易損件，設備定期檢修過程中會更換新的小齒輪，而齒輪套通常因費用原因不能同時更換，造成齒輪套端部因配置固定螺釘而鉆了多個螺孔，同時，以往也出現過新軸與舊齒輪套配合存在間隙的現象，導致了驅動小齒輪軸與齒輪套之間配合緊力不足，汽輪機傳遞給主油泵的所有扭矩基本由單個平鍵承擔，且因為兩者緊力不足，造成傳遞過程中轉軸與齒輪套定位不穩，使得傳遞系統產生不穩定的交變應力，扭矩及徑向的工作不穩將對另一端的驅動小齒輪的工作狀態造成直接影響，并使得齒輪套出現軸向退讓。由于機組受力較大，因此將齒輪套更換為雙鍵槽配置，增加扭矩傳遞強度，確保齒輪套與驅動小軸的緊固配合。

3.2? ? 主油泵斜齒蝸桿受力不均問題

將主油泵拆開，檢查主油泵內部斜齒蝸桿的嚙合情況，發現部分斜齒在某個固定位置受力較緊，而主油泵蝸桿嚙合受力不均，將對驅動大小齒輪的受力形成周期性瞬間沖擊，造成潤滑油壓力不均。

經檢查發現，由于蝸桿是采用滑動摩擦傳動，在運行過程中會產生較高的熱量，容易使蝸桿齒面產生熱膨脹，使齒面產生磨損。傳統解決辦法是對蝸桿齒面進行補焊后進行機械加工修復，如需更換斜齒蝸桿，則應盡量選用原廠配件成對更換，注意公差配合。維修后檢查主油泵蝸桿彎曲和嚙合情況，確保無卡澀。

3.3? ? 驅動小齒輪軸承座變形問題

驅動小齒輪軸固定在其軸承座內部，而該軸承座緊固在主油泵殼體上，如果該軸承座出現變形，將直接影響到驅動小齒輪與大齒輪之間的嚙合狀況。而從以往的檢修情況看，由于要確保大小齒輪嚙合均勻，往往在調整位置配置楔形墊片才能滿足要求，所以該軸承座存在變形的可能。

驅動齒輪軸承座變形產生的原因主要是受力不均。首先去除軸承座表面油污，根據軸承座材質調和修復材料，然后將材料均勻涂抹在軸承座變形位置，填充結實，等材料固化后加熱修復材料表面加速材料固化，最后測量驅動軸支架與主油泵固定接觸面的平行度及垂直度，滿足設計要求。

3.4? ? 大小齒輪嚙合不合理問題

大小齒輪嚙合不良或嚙合載荷過大將直接導致主油泵運行響聲異常及齒輪損壞，且之前日常點檢中發現油泵運行中聲音較大，而由于大小齒輪傳動比較大，小齒輪更容易出現疲勞損壞。當嚙合齒輪出現崩齒損壞時，如果損壞的崩齒進入后續的嚙合區域，將直接對該區域造成嚴重損壞。所以，嚙合間隙的不合理可能是損壞的原因之一。

首先采用水平儀將小齒輪調至水平，由于齒面磨損不均，因此采用控制齒輪頂隙法排除齒輪磨損誤差。用0.02 mm的塞尺分別塞入嚙合尺兩端，通過調整斜墊鐵直到塞尺不能從兩端拉出為止，最后將墊鐵焊牢，保證大小齒輪嚙合面受力均勻。

3.5? ? 聯軸器對中不良問題

聯軸器的主要作用技術要求是保證兩軸線的同軸度，由于ALSTOM沒有提供主油泵聯軸器對中標準，以往的主油泵聯軸器對中依據是參考三臺機組中狀態較好的#1機組來設定的。而聯軸器對中不良，可能導致主油泵振動偏大以及齒輪嚙合狀況偏差，引起機械振動及機械密封失效。

對于機組的聯軸器對中測量主要采用外圓、斷面三表法，在聯軸器的端面上使用一塊百分表測量聯軸器的徑向跳動，使用另外兩塊百分表測量聯軸器的軸向跳動。對于徑向表聯軸器轉動一周后指針應回位;對于軸向表如聯軸器軸向無竄動量，指針也回位。該方法是通過水平方向和垂直方向的開口度和徑向偏移量來計算聯軸器的空間位置，判斷其同軸度的情況，并采取相應措施進行調整。

4? ? 機組潤滑油系統安裝及保養建議

潤滑油系統是機組的重要組成部分，若機組在運行過程中出現潤滑油系統問題，不僅會危害機組的穩定運行，而且查找事故原因也費時費力，因此應嚴格按照設計圖紙進行安裝，定期做好潤滑油系統的保養，消除設備潛在問題。

在安裝潤滑油系統主油泵的密封環和浮動軸瓦時，應嚴格按照設計圖紙進行。由于主油泵與基座是潤滑油泄漏的主要位置，安裝時應保證主油泵殼體、基座、墊片之間的間隙小于0.05 mm。若由于安裝問題導致潤滑油泄漏，后期維修時需將主油泵殼體、前軸承箱拆解，維修工作量大，影響生產效率。

受現場環境、機器運轉、設備安裝等因素影響，機組潤滑油系統主油泵、射油器在潮濕環境容易生銹，法蘭耐油橡膠墊片容易腐蝕損壞，從而引起潤滑油泄漏。因此，應對設備進行定期保養，避免設備生銹，檢查油系統各個管接頭是否緊固，橡膠墊片處有無漏油現象，并按保養手冊規定時間更換配件。

[參考文獻]

[1] 熊揚恒，謝誕梅，李曉磊，等.600 MW及以上等級超超臨界機組運行實績評估分析[J].熱力發電，2011，40（4）：1-4.

[2] 周福宏.韶關發電廠200 MW機組潤滑油系統存在問題與建議[J].廣東電力，1995（S1）：27-29.

[3] 劉建生.汽輪機、燃氣輪機潤滑油系統異常分析與處理[J].浙江電力，2016，35（7）：49-52.

[4] 李鈺冰.汽輪機潤滑油系統常見故障的特征及原因分析[J].武漢電力職業技術學院學報，2014，12（4）：45-49.

收稿日期：2020-06-29

作者簡介：黃煥（1977—），男，廣東河源人，助理工程師，研究方向：電力運行。