共用型TRT機組潤滑油系統優化改造

李成裕

一、概況

給高爐配套的GT60·D×2共用型高爐煤氣爐頂余壓發電機組（簡稱共用型TRT），共用型TRT的八大系統包括TRT透平主機系統、高低壓發配電系統、大型閥門系統、液壓伺服控制系統、潤滑油系統、氮氣密封系統、冷卻水系統、自動化控制系統，以及TRT主控樓、TRT廠房、煤氣管道、支架和操作平臺。潤滑油系統主要承擔透平機、發電機的軸瓦和盤車裝置的潤滑。

二、共用型TRT機組潤滑油系統組成

潤滑油系統由高位油箱、潤滑油站、主油泵和連接管道組成。

高位油箱與潤滑油管連接，其儲油量足以保證機組停機而輔助油泵因停電不能啟動時機組各潤滑點的短時間潤滑供油。

潤滑油站由主油箱、噴油器、輔助油泵、循環油泵、雙筒濾油器、冷卻器、調壓器、各種閥門、儀器儀表和管道組成。輔助油泵為SNH440R54U12.1W2型螺桿泵，流量68m3/h，配用電機功率30kW；油站循環油泵3GR42×4AW2（潤滑油循環過濾），流量43m3/h，配用電機功率4kW。

主油泵為離心泵，安裝與透平主機主軸前端，由主軸帶動旋轉，是機組正常運行時潤滑油的動力源。

當輔助油泵啟動時，出口油一路經R19回到主油箱中調節輔助油泵出口壓力。另一路經止回閥R18后分三路流動，一路經冷卻器R12、濾油器R8、調壓器R5后分支一路供給各潤滑點，帶走機械摩擦產生的熱量，經窺視孔集中到回油管后回主油箱，另一支路為其流量的一小部分經截止閥R1從高位油箱腹部進入，充滿后從其頂部節流孔板組R45進入管道經窺視孔進入回油管；另一路經R39進入噴油器，這股油從噴油器噴嘴高速噴出，進入噴管，為噴油器噴油；第三路經節流閥R36回主油箱，調節系統額定壓力。

三、潤滑油系統運行中異常現象及對策

1.潤滑油系統運行中異常現象

輔助油泵啟動后，泵出口壓力升高到0.85MPa，管道劇烈振動，壓力表被振脫落，停機處理壓力表。

2.故障原因分析

調出潤滑油壓力曲線，調壓器后油壓0.23MPa，最遠點壓力0.16MPa，均為正常，經分析管道劇烈振動，是由于泵出口壓力過高造成，必須將油壓調下來。

根據油系統設置，在調壓閥前，有一支路油管由閥門R36控制回油箱流量，啟動輔助油泵，將該閥門逐步開大，將調壓閥前壓力調至0.45MPa，此時潤滑系統穩定運行。做好開機準備，引煤氣進入透平機，主軸逐漸升速，當轉速到2500r/min時，調壓閥前壓力升至0.55MPa，管道振動加大，立即將輔助油泵停下，調壓閥前壓力0.42MPa，隨著轉速升到3000r/min時，調壓閥前壓力穩定在0.46MPa，機組并網發電。

機組運行2h后，發現油箱溫度逐漸上升，直至52℃才穩定住，此時的環境溫度才12℃，如果夏季高溫期間，潤滑油溫肯定不能滿足軸瓦潤滑的要求。

經分析油溫升高的原因，主要是由于經閥門R36控制支路回油箱的這部分潤滑油流量大且沒有經過冷卻，循環后熱量上升，引起油箱溫度上升。要解決油溫問題，必須將支路油管回油箱的這部分潤滑油進行冷卻。

3.解決故障的對策

解決油壓過高的方案有兩個：方案一，將主油泵葉輪直徑切削，降低油泵揚程，同時輔助油泵相應更換流量相近的螺桿泵。方案二，不采用閥門R36分流回油箱油量，而是從冷卻器后調壓閥前的管路上碰接一根不銹鋼管將潤滑油分流一部分回油箱，降低壓力。考慮到方案一，操作不方便，投資較大，并且在系統需要增大供油量、油泵運行時間長供油能力下降等情況下，調節余地小等因素，所以采用方案二。

根據現場管道分布，從冷卻器后油管碰接一根Φ57×3.5mm不銹鋼管安裝閥門R50連接到油箱，這樣多余的潤滑油冷卻后回油箱。油路改造后，啟動輔助油泵，逐步打開閥門R50，將調壓閥前壓力調至0.45MPa，透平機組升速，當轉速到2500r/min時，調壓閥前壓力升至0.55MPa，輔助油泵停下，油壓0.43MPa，轉速升到3000r/min時，調壓閥前壓力穩定在0.46MPa，機組并網發電。運行2h后，油箱的溫度穩定在38℃，解決了夏季高溫引起油溫的問題。

四、潤滑油系統優化運行的啟示

1.機組軸承供油不可調的缺陷

機組軸承供油管路安裝孔板，控制供油流量。當氣溫高引起油溫升高，需要調大潤滑油流量，只能更換孔板，必須停機處理，操作上很不方便。如將孔板更換為節流閥，調節油量非常方便，避免孔板更換時開停機振動對機組軸瓦和煤氣密封裝置產生不良影響。

2.調壓閥前油壓要穩定

由于R50閥門沒有調節流量功能，在潤滑油濾芯堵塞、開機升速過程中，都會引起潤滑油壓力上升，管道振動，對機組穩定運行造成影響。為了穩定油壓，閥門R50并聯一調壓閥R51，正常運行時閥門R50關閉，調整調壓閥R51，使濾油器前壓力穩定在0.5MPa左右。

3.轉速升到主油泵能替代輔助油泵工作時，輔助油泵應自動停機

機組啟動前，由輔助油泵供油進行潤滑，機組啟動后，隨著轉速升高，主油泵開始工作，當主軸轉速升到2500～2700r/min時，主油泵能替代輔助油泵工作，這時如果沒有及時停下輔助油泵，過高的壓力會引起管道振動，對系統的穩定產生較大影響。因此在主油泵能替代輔助油泵工作時，設定輔助油泵自動停泵。

4.油箱低油位連鎖停泵的必要性

TRT機組的潤滑油系統在設計中一般只設置油箱低油位連鎖停機。這在運行過程中如果油管的薄弱部位發生破裂時，潤滑油從破裂處噴出，油箱低油位連鎖停機，在主油泵供油油壓低于聯鎖值時，輔助油泵自動啟動，造成油箱的油不斷地油泵被抽出，如不及時到現場將油泵停下，當油箱里的油被抽空后，因油壓連鎖，兩臺輔助油泵就會都啟動起來，劇烈振動而損壞，導致設備事故。如果沒有備用油泵，TRT機組就無法正常開起來，造成巨大損失。因此油箱低油位連鎖停泵，能減少油的泄漏，減少補充油，節約油費，保證管路修復后，及時開機發電。

高爐煤氣余壓透平發電機機組是高轉速、軸振動小的旋轉設備，潤滑油系統作為機組的組成部分，它的安全、穩定運行至關重要。