某大型汽輪機(jī)組頂軸油系統(tǒng)的改造

郭桂霞

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

1 引言

汽輪機(jī)組在啟機(jī)和停機(jī)時(shí)為避免轉(zhuǎn)子彎曲要進(jìn)行盤車，為降低盤車力矩，防止軸承磨損，大型汽輪機(jī)組必須配有頂軸油系統(tǒng)。某大型汽輪機(jī)組頂軸油系統(tǒng)在運(yùn)行期間暴露出以下問題：（1）頂軸系統(tǒng)在調(diào)節(jié)時(shí)壓力不穩(wěn)；（2）系統(tǒng)泄油嚴(yán)重：（3）潤(rùn)滑油系統(tǒng)不投入，機(jī)組無法做頂軸系統(tǒng)試驗(yàn)。針對(duì)上述情況，用戶要求需對(duì)頂軸油系統(tǒng)進(jìn)行重新改造設(shè)計(jì)。

2 改造前汽輪機(jī)頂軸油系統(tǒng)原理

圖1

改造前汽輪機(jī)頂軸油系統(tǒng)如圖1 所示。該系統(tǒng)為母管制系統(tǒng)，有兩臺(tái)頂軸油泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用，來自冷油器的低壓油供給油泵組A 或B，油泵打出高壓油進(jìn)入頂軸母管，為防系統(tǒng)超壓，母管上設(shè)有溢流閥，各軸承頂起油壓由各支管上的節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)整。該汽輪機(jī)組頂軸系統(tǒng)后兩個(gè)軸承為橢圓軸承，頂軸油囊開在軸承正底部；前兩個(gè)軸承為可傾瓦軸承，下半兩瓦塊在45°方向上各開有一個(gè)油囊，在軸承箱內(nèi)兩個(gè)支管上分別安有節(jié)流閥，用來調(diào)節(jié)壓力，使節(jié)流閥后兩瓦塊進(jìn)油壓力基本相等。

3 頂軸油系統(tǒng)的分析及改造

改造后系統(tǒng)如圖2，根據(jù)原系統(tǒng)的存在的問題，新系統(tǒng)的改動(dòng)主要從以下幾方面入手。

圖2

3.1 把箱內(nèi)節(jié)流閥移到箱外

因加工、安裝等誤差的存在，可傾瓦軸承將轉(zhuǎn)子頂起時(shí)，同一軸承的兩瓦塊所需壓力不一定相等，故原系統(tǒng)在軸承箱內(nèi)兩個(gè)下半瓦塊支管上安有兩個(gè)節(jié)流閥a，并要求設(shè)備在廠內(nèi)總裝時(shí)，軸承箱合蓋前，調(diào)整節(jié)流閥a 使每?jī)蓧K瓦閥后壓力基本相等。實(shí)際上廠內(nèi)不具備頂軸試驗(yàn)的條件，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，節(jié)流閥a 被扣在軸承箱內(nèi)無法調(diào)整，只能直接通過各軸承總支管上的節(jié)流閥b 調(diào)節(jié)供油壓力，在頂轉(zhuǎn)子時(shí)就有可能存在轉(zhuǎn)子頂偏或頂不起的情況，給汽輪發(fā)電機(jī)組帶來不安全隱患。經(jīng)改造后將箱內(nèi)支管上的兩節(jié)流閥通過集塊安裝在軸承箱外。如圖3，引入集塊中的油通過e 孔分別進(jìn)入兩個(gè)節(jié)流閥中，通過節(jié)流閥的油由f 孔分別經(jīng)過各自支管進(jìn)入兩個(gè)瓦塊的油囊中。改造后節(jié)流閥安裝集中，用戶可在箱外隨時(shí)調(diào)整使用節(jié)流閥，從而消除此環(huán)節(jié)對(duì)頂軸油系統(tǒng)壓力造成不穩(wěn)定的因素。

圖3

3.2 在各頂軸油泵組出口加溢流閥

該溢流閥整定值在21MPa（b），正常運(yùn)行時(shí)使該溢流閥一直處于溢流狀態(tài)，有效解決原頂軸系統(tǒng)油壓不穩(wěn)定問題。

3.3 泄油問題的解決

頂軸油系統(tǒng)為高壓油系統(tǒng)，泄油問題已是經(jīng)久話題，也是引起油壓不穩(wěn)的主要原因。此次改造也從多方面入手：（a）頂軸油系統(tǒng)儀表閥門采用雙一次焊接閥門（原系統(tǒng)為一次門單閥結(jié)構(gòu)）；（b）供油高壓管路一律采用套焊結(jié)構(gòu)（原系統(tǒng)部分高壓管路為對(duì)焊結(jié)構(gòu)）；（c）供油裝置采用集裝底盤結(jié)構(gòu)（原系統(tǒng)各泵為分裝結(jié)構(gòu)）；（d）頂軸油泵泄油及溢流閥溢流管等采用集中油管處理。（e）系統(tǒng)中各元件按2 倍工作壓力設(shè)計(jì)選型。通過以上措施，有效解決了系統(tǒng)泄油問題。

3.4 增設(shè)單獨(dú)的頂軸試驗(yàn)系統(tǒng)

其主要設(shè)計(jì)思路為：（a）建立合理的油循環(huán)。原頂軸油系統(tǒng)中，來自冷油器中的油從頂軸油泵輸入到頂軸集管，高壓油通過集管上各支管將轉(zhuǎn)子頂起，油從軸承端部泄到軸承箱內(nèi)，再通過軸承箱的回油套管流回主油箱。主油箱中油經(jīng)潤(rùn)滑油泵輸出到冷油器，完成頂軸油系統(tǒng)的油循環(huán)。為建立頂軸試驗(yàn)系統(tǒng)的油循環(huán)，我們?cè)诨赜涂偺坠艿乃焦芏蔚撞吭鲇蠨N200的支管，并安有截止閥，此閥在機(jī)組運(yùn)行時(shí)一定保持常閉狀態(tài)，該支管將油引回檢修油箱，檢修油箱將油輸入到圖2中的油泵組C，形成新的油循環(huán)。（b）建立頂軸油泵入口油壓。在頂軸試驗(yàn)系統(tǒng)中沒有輸油泵，而該頂軸油泵沒有吸油能力，入口壓力要求不低于0.02MPa（g）。為建立油壓，系統(tǒng)要求檢修油箱底高出頂軸油泵入口至少3m，利用能量守恒使勢(shì)能轉(zhuǎn)換為壓力能。通過此種改造解決了在潤(rùn)滑油系統(tǒng)不投入、沒有輸油泵情況下仍能進(jìn)行頂軸試驗(yàn)。

4 結(jié)論

該汽輪機(jī)組改造后已順利起機(jī)發(fā)電，原頂軸油系統(tǒng)暴露問題已基本解決。其實(shí)，現(xiàn)階段大多數(shù)機(jī)組頂軸油系統(tǒng)普遍存在和該機(jī)組同樣的問題，給電廠起機(jī)頂起帶來困難，我公司經(jīng)常派人到電廠處理，但是使用原系統(tǒng)根本解決不了問題，這些已經(jīng)成為頂軸系統(tǒng)老大難問題。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，提高了機(jī)組頂軸調(diào)試的工作效率，節(jié)省了大量的人力與資金，降低了公司的生產(chǎn)成本，并為公司贏得好的聲望。

［1］陶鼎文.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊(cè)（第二卷）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.