汽輪機軸承潤滑油流量的調整

張海豐，林茂盛，段海洲，潘俊生

（遼寧東科電力有限公司，遼寧沈陽 110179）

0 引言

火力發電廠的汽輪機設計有汽輪機潤滑油系統。汽輪機潤滑油系統的主要任務是向汽輪發電機組的各軸承（包括支撐軸承和推力軸承）提供合格的潤滑、冷卻油。汽輪發電機組正常運行時，潤滑油在軸承中形成穩定的油膜，以維持轉子的良好旋轉；同時由于轉子的熱傳導、表面摩擦會產生相當大的熱量，需要一部分潤滑油來進行換熱。另外，潤滑油還為發電機密封油系統提供穩定可靠的油源。

某國外火力發電廠新建2×660 MW 超超臨界燃煤工程2#機組采用的汽輪機為上海電氣集團股份有限公司上海汽輪機廠（STP）生產的超超臨界、一次中間再熱、單抽、四缸四排汽、凝汽式汽輪機，型號為：N660-27/600/610。該汽輪發電機組潤滑油系統主要由油箱模塊、主油泵（2×100%交流離心泵）、危急油泵（1×100%直流離心泵）、冷油器（2×100%）、換向閥、潤滑油過濾器、頂軸油泵（3×50%交流葉片泵）、頂軸油過濾器、油煙凈化排放裝置等設備及其控制裝置、連接管道、附件等組成。正常運行時，主油泵直接從油箱吸油并輸送至供油管路，潤滑油供油經冷油器、過濾器、節流閥等供至軸承，每個軸承的供油壓力和流量可以通過節流閥調整。在主油泵故障情況下，直接由緊急事故油泵供給潤滑油，作為緊急停機時的潤滑油提供裝置（圖1）。

圖1 潤滑油系統示意

1 潤滑油量的調整方法

汽輪機每個軸承的要求油量各不相同，汽輪機廠家提供的軸承進油可調式節流閥型號也不相同。根據汽輪機廠家提供的相關資料并針對汽輪機潤滑油系統的實際情況，制訂了汽輪機軸承潤滑油量的調整方法。即在靜態情況下，通過對軸承潤滑油進油可調式節流閥的調整，確保每個軸承的潤滑油流量滿足相關要求。

1.1 油量調整前的條件檢查

汽輪機軸承潤滑油量調整前應先對潤滑油系統進行條件檢查：①汽輪機潤滑油系統安裝完畢；②潤滑油系統沖洗完畢，潤滑油的油質達到要求；③潤滑油系統的所有潤滑油泵送電完成，可以隨時啟動；④潤滑油系統的濾網等檢查和清理完畢；⑤潤滑油系統的所有監控儀表校驗完畢，具備投入條件；⑥潤滑油的油溫達到要求（最低35 ℃）；⑦汽輪機潤滑油箱的油位在正常范圍內。

1.2 靜態調整過程

首先逐個全開各個軸承的進油可調式節流閥，記錄閥門的位置。然后再逐個全關各個軸承的進油可調式節流閥，并記錄閥門的位置，這樣就得到了閥門的全行程數據。記錄完畢后依據以下步驟進行軸承潤滑油流量的調整。

步驟1：將所有軸承的進油可調式節流閥開啟至全行程1/2的位置，并記錄節流閥的行程數據。

步驟2：啟動一臺交流潤滑油泵，記錄各個軸承進油可調式節流閥前后的油壓。

步驟3：通過每個可調式節流閥的閥門特性曲線，計算出各個軸承的當前進油量，并與軸承的要求進油量進行比對。如果油量未達到要求，則利用節流閥前后記錄的壓差，參考閥門特性曲線，核算出可調式節流閥需要調整的行程。

步驟4：利用上一步驟中核算出的行程，對各個軸承的可調式節流閥進行重新的調整。

步驟5：調整完畢后再次核算軸承的進油量，如果進油量仍舊未達到設計要求，則重新進行步驟3 和步驟4，直到調整結果滿足要求。

步驟6：調整完畢，待汽輪機沖轉完成后再依據各軸承的溫度變化進行細調。

2 潤滑油量的調整經過

在2020 年5 月14 日至2020 年5 月15日期間，啟動汽輪機交流潤滑油泵，對汽輪機各個軸承的潤滑油量進行調整。

2.1 可調式節流閥的全行程

在檢查汽輪機潤滑油系統具備流量調整條件后，開始進行汽輪機各個軸承的潤滑油流量調整工作。首先逐個全開和全關軸承的入口可調式節流閥，記錄節流閥的全行程。由表1 可知，除測量誤差外，閥門的全行程基本與設計的行程一致。

表1 汽輪機軸承入口可調式節流閥全行程測量mm

2.2 第一次潤滑油量調整

將汽輪機軸承的入口可調式節流閥行程均調整至全行程的1/2 左右。啟動一臺交流潤滑油泵，觀察記錄相關參數，并利用節流閥前后的壓力值計算出節流閥的壓差，利用壓差和節流閥的流量特性曲線計算出進入軸承的當前流量。具體參數見表2，其中1 bar 等于0.1 MPa。

表2 汽輪機軸承流量第一次調整記錄

2.3 第二次潤滑油量調整

從第一次調整（開啟至全行程的1/2 左右）的結果不難發現，大部分軸承的實際計算流量大于要求的流量很多，因此需要對節流閥進行調整。利用計算出的節流閥前后壓差和節流閥特性曲線，重新進行了計算，并重新調整了各軸承入口可調式節流閥的實際行程。調整后的記錄參數見表3。

從表3 的調整結果數據來看，汽輪機各軸承的潤滑油流量已經基本接近設計要求值，并能滿足各軸承的潤滑油量要求。

表3 汽輪機各軸承流量第二次調整記錄

3 潤滑油量的調整結果分析

汽輪機軸承潤滑油量調整完畢后，需要進行汽輪機沖轉并分析軸承的溫度，以確定軸承潤滑油量是否需要進行細調。在汽輪機后來的沖轉以及帶負荷過程中，記錄了各軸承的溫度（表4）。

從表4 的數據來看，所有軸承的溫度均在汽輪機廠家設計的正常范圍內（115 ℃為溫度高報警），這說明軸承的潤滑油量滿足要求。

表4 汽輪機軸承溫度記錄 ℃

4 結論

汽輪機潤滑油系統的可靠和穩定運行是防止汽輪機軸瓦磨損的重要保障，其系統的設計、安裝調試以及設備的性能至關重要，因此汽輪機軸承潤滑油流量調整是汽輪機潤滑油系統調試工作的重要環節。通過對該類型汽輪機潤滑油系統油量調整的關鍵技術要點以及實際運行數據分析，確保潤滑油量調整的結果滿足機組安全和穩定運行要求，并為其他同類型機組的相關調試工作提供借鑒。