控制集成塊在汽輪機頂軸油系統中的應用

摘要：陡河發電廠汽輪機頂軸油系統中，由于主油路進入各軸瓦的逆止閥使用時間較長，經常出現滲漏現象，且油管路振動摩擦現象嚴重、可靠性差。控制集成塊是隨著DEH系統的發展而逐漸被廣泛的應用起來的，具有外觀簡潔美觀、可靠性高的特點。將控制集成塊應用于頂軸油系統中，可以徹底解決漏油等缺陷，提高系統的可靠性，為機組安全穩定運行提供保障。

關鍵詞：汽輪機；頂軸油系統；控制集成塊；逆止閥

1 原頂軸油逆止閥使用中出現的問題

陡河發電廠三、四期汽輪機為哈爾濱汽輪機廠生產的國產200MW機組，機組原廠所配套的頂軸油系統承擔著機組起停過程中為汽輪機#1-#7瓦供頂軸油的任務，頂軸油逆止閥在運行中經常發生滲油、內漏等缺陷，這將直接影響機組潤滑油油壓的穩定性，導致機組振動增大，軸瓦潤滑效果變差，給機組安全運行帶來重大的安全隱患。

圖1為陡河發電廠三、四期頂軸油系統圖，潤滑油來油經頂軸油泵打入頂軸油母管聯箱，分別流經截止閥、逆止閥后進入汽輪機的7個軸瓦，各支路上的截止閥、逆止閥以及壓力表分散布置在8mm的管路上。機組在正常運行時，頂軸油系統停止運行，容易造成軸瓦烏金部分脫落，軸瓦表面出現裂紋，脫胎、發黑現象，甚至導致軸瓦損壞。機組在運行中，連接管路固定不穩產生共振，各油管之間碰磨現象嚴重，維護中需要經常檢查更換管卡和防磨墊。

圖2為原頂軸油直通立式逆止閥結構圖，在機組起停過程中，頂軸油從上口克服彈簧力將閥芯頂開，自下口流出，進入軸瓦將轉子頂起，當機組運行頂軸油泵停止后，受軸瓦內潤滑油壓力的驅使，油會倒流至逆止門閥瓣下部，此時閥瓣在其下部油壓和彈簧力的作用下將緊壓在閥座上，逆止閥關閉。由于此閥采用上進下出型式，彈簧長時間使用發生老化變形，失去彈力，閥瓣在自身重量的作用下會處于自然開啟狀態，加之密封面老化，閥桿磨損間隙過大導致閥桿歪斜卡澀，無法起到止回作用。

2 控制集成塊簡介

隨著DEH系統的引入，結構簡單、可靠性更高的控制集成塊開始得到了廣泛的應用，它代替了傳統上的錯綜復雜的管路連接方式，以自身的塊體作為連接體，具有結構緊湊，安裝方便、外觀整齊、維護保養容易等諸多優點。所以將控制集成塊引入到頂軸油系統中，并配置新型式的插裝閥，將徹底解決內漏、外漏缺陷，有效的緩解油管振動和摩擦。

3 陡河發電廠頂軸油控制集成塊改造方案及結構

將原頂軸油來油聯箱、各軸瓦逆止閥、截止閥、壓力表及相連管路拆除，如圖3虛線部分，更換為控制集成塊型式，外部結構如圖4。新塊包括一個來油管接頭、7個管接頭與一個回油管接頭與系統相連，塊體采用不銹鋼2Cr13，配以插裝閥、安全閥、壓力表等組件。頂軸油集成塊組裝完畢后分別做單向閥、節流閥的泄漏試驗、18Mpa耐壓試驗以及安全閥的校準試驗，合格后進行安裝調試。

控制集成塊內部流道如圖5所示，頂軸油來油從塊下部供給，來油管與塊內的母管油道直接相通，母管油道是塊內的貫通孔，一端接有安全閥，另一端配置工藝堵頭。母管油道與7個分支油道相連，分別通往#1-#7軸瓦，在各油道上分別配有插裝式節流閥、逆止閥和壓力表。頂軸油泵壓力油進入頂軸油控制集成塊組件，經各節流閥、單向閥調節軸承油壓，以調整各軸承的頂起高度，防止各軸承之間的相互影響。其中節流閥用來調節去頂軸油的流量，從而調節頂軸油壓，逆止閥防止機組運行時軸承中壓力油泄走。安全閥用以限制油泵來油壓，并防止供油系統中油壓超過最大允許值，陡河發電廠頂軸油壓為8Mpa，安全閥整定壓力為10Mpa。

新型的逆止閥為直角式插裝閥，如圖6左，該閥采用鋼制閥套和閥芯，當逆止閥旋入塊上對應的開孔后，閥套內的閥芯被其上部的彈簧緊壓在下閥口上，當頂軸油泵開啟，只要密封圈2完好，該閥門的內泄量就極小，僅為每分鐘5滴。圖6右側所示為節流閥，它含有一個針形閥芯用于調整進入各軸瓦的油量，通過旋轉門芯來控制節流口的大小，具有調壓穩定，緩解油壓沖擊的特點。

4 頂軸油控制集成塊試驗方法

頂軸油控制集成塊組件在安裝前，應進行沖洗、密封性試驗及安全閥的整定。

耐壓試驗：將頂軸油控制集成塊接入試驗平臺，關閉所有節流閥。

(a)調節透平油供油裝置壓力至3.0±0.5MPa，穩壓5分鐘，檢查系統無外泄。

(b)調節透平油供油裝置壓力至5.0±0.5MPa，穩壓5分鐘，檢查系統無外泄。

(c)調節透平油供油裝置壓力至10.0±0.5MPa，穩壓5分鐘，檢查系統無外泄。

(d)調節透平油供油裝置壓力至15.0±0.5MPa，穩壓5分鐘，檢查系統無外泄。

(e)調節透平油供油裝置壓力至18.0±0.5MPa，穩壓3分鐘，檢查系統無外泄。

調節安全閥整定試驗：調整安全閥調整螺母，將安全閥壓力設定為10.0±0.5Mpa。

油壓調節試驗：保持各節流閥關閉，將系統油壓設定為8Mpa，分別將#1~#7節流閥逐個緩慢開啟，使各軸承分路油壓達到8Mpa，逆時針調節節流閥調節桿時，軸承油壓上升；反之，則下降，各軸承油壓調整好后，將節流閥調節桿上的螺母擰緊。

5 改造效果分析

頂軸油控制集成塊改造后具有結構緊湊，外形美觀的特點，徹底解決了以前系統的內漏、外漏等問題，有效的緩解了油管振動、摩擦現象。圖7為改造前后現場對比照片，從照片上可以看出，改造前設備上油跡斑斑，油管布置紛亂復雜，改造后設備清潔亮麗，油管布置整齊有序，符合6s管理理念，而更重要的是，保證了機組在起停過程中能夠提供可靠的頂軸油壓，保證機組正常運行時轉子和軸瓦的安全運行，提高了機組運行的可靠性。

6 結束語

陡河發電廠頂軸油集成塊到現在已使用了一年多的時間，運行情況穩定，在頂軸油系統工作時能向各軸瓦提供穩定的頂軸油壓，未發生內漏、外漏等缺陷。頂軸油控制集成塊已被部分汽輪機生產廠家在新機組配套生產中逐步采用，在各種類型機組頂軸油系統改造中有著廣泛的推廣應用價值。

參考文獻

[1]黃志堅.《圖解液壓元件使用與維修》.中國電力出版社.2008.1

[2]王益群，高殿榮.《液壓工程師技術手冊》.建筑工業出版社.2010.1

[3]李壯云，葛宜遠.《液壓元件與系統》.機械工業出版社.2010.1

作者簡介

李德利：男，1960年2月出生，工程師，現任河北唐山陡河發電廠檢修分公司副經理，從事電力設備檢修管理工作20多年。

李洋：男，1990年11月出生，天津理工大學自動化與能源工程學院電氣工程及自動化專業2009級在校生。

李竹：女，1984年11月出生，助理工程師，現任河北唐山陡河發電廠設備部汽機點檢員，從事汽機設備技術管理工作4年。