汽輪機調節油系統的運行

林園忠　王恒　和健

【摘 要】本文介紹了汽輪機調節油系統的功能和組成，運行方式及其參數設計，并對系統運行過程中產生的異常情況進行了原因分析，同時，本文還介紹了汽輪機調節油系統的運行原則以及在事故工況下的運行情況。

【關鍵詞】汽輪機調節油系統；執行機構；運行；脫扣

0 前言

汽輪機調節油系統（GFR）向控制汽輪機進汽閥閥位的伺服執行機構和汽輪機超速保護控制器（OPC）及自動停機脫扣裝置（AST）提供高壓動力油。本系統能滿足汽輪機在各種運行工況下對高壓動力油的需求，包括油量、油壓和油溫的需求。汽輪機調節油系統是一個單元系統，也是一個閉環流動的油系統，閥門執行機構、超速保護控制器和自動停機脫扣裝置的排油回流到儲油箱中。

1 汽輪機調節油系統介紹

汽輪機調節油系統設計成能向控制汽輪機進汽閥閥位的伺服執行機構、汽輪機超速控制器和自動停機脫扣裝置提供油溫、油壓穩定和油質合格的高壓動力油。本系統的油量可隨需求而變，有兩臺相同輸油能力的供油泵，每臺泵的容量為 100%，系統所使用的動力油為三芳基磷酸脂型抗燃油。本系統設置的油冷卻器其油側壓力高于水側壓力，這可避免發生冷卻水泄漏到動力油中，免除污染油質。

汽輪機調節油系統，又稱EH 高壓油系統，是一套集裝成一個單元的供油系統。該系統由儲油箱、供油泵、蓄壓器、油冷卻器、油質調理器、過濾器、各種閥門、表計和其他配件及管線構成。EH系統是DEH中的一個重要部分，它以高壓抗燃油為介質，主要由供油系統、執行機構和危急遮斷系統三大部分組成，完成DEH指令信號到汽輪機閥門的轉換。

2 汽輪機調節油系統運行方式及其設計參數

2.1 正常運行

在汽輪發電機起動和正常運行期間，調節油系統向汽輪機進汽閥的執行機構、調節油試驗模塊、超速保護控制器（OPC）和自動脫扣裝置（AST）提供壓力油，允許汽機進汽閥門正常動作。

系統設有二臺各為 100%容量的供油泵，在正常運行時只需一臺泵運行供油。當系統油壓下降到設定值時，處于備用狀態的供油泵自動啟動投運。

供油泵投運后，從儲油箱吸油，并通過其出口壓力油管線將動力油供給用戶。每臺供油泵吸油管線中設有一只濾徑為140μm的過濾器。供油泵出口壓力油管線中設有二只帶差壓開關且濾芯為3μm 的過濾器。正常運行時一臺運行一臺備用，當過濾器的差壓升高到690kPa 時，差壓開關動作觸發報警，警示運行人員：過濾器已變臟，必須調換。

系統運行時，供油壓力是通過供油泵的調壓裝置調整的。油泵出口母管壓力設定值約為13.8MPa。

供油泵出口側母管上所設置的一只泄壓閥用于保護系統，避免超壓。當系統壓力繼續升高到15.8～16.2MPa 時，泄壓閥動作，將多余的油排到儲油箱。

回油在進入儲油箱之前流經管殼式油冷卻器。二臺油冷卻器可一臺運行，也可二臺同時運行。在正常運行工況，一臺運行，一臺備用。回油在油冷卻器內被常規島閉式冷卻水系統提供的冷卻水冷卻，油溫維持在43～54℃。

運行中要關注油質變化，監視油質調理器的工作情況，確保油質在規定的許可范圍內。

正常運行參數：供油壓力 14.8MPa（2000psig）；供油溫度 43～54℃

2.2 特殊穩態運行

當汽輪機脫扣時，系統仍保持運行。

2.3 特殊瞬態運行

當供油壓力下降到設定值時，備用供油泵投運。在備用供油泵頂替運行供油泵過程中，系統油壓由高壓蓄壓器補償調整。

當汽輪機超速和脫扣時，超速保護控制器（OPC）和自動脫扣裝置（AST）油壓失去，使所有的汽機進汽閥門關閉。

2.4 啟動和正常停運

在機組起動前，至少應提前二小時啟動供油泵，如果調節油溫度低于21℃，則要投運油箱中的電加熱器，將調節油加熱到35℃，以降低油的粘度，改善油的流動性能。

正常停運（短期）時，要手動停運處于運行中的供油泵。投運油箱內的電加熱器，以維持油箱內的溫度在48℃。

如果為了維修而需要較長時間停運供油系統，則必須手動停運運行泵和油箱內的電加熱器（如果電加熱器處于運行中）。

長時間停運后，系統再次投運前，必須進行油質分析，確認油質合格。

3 汽輪機調節油系統運行異常原因分析

3.1 調節油油溫升高

調節油系統的正常工作油溫為43～54℃，當油溫升高至57～60℃時，溫度開關將發出報警。

油溫過高排除環境因素之外，主要是由于系統內泄造成的。此時，油泵的電流會增大。造成系統內泄過大的原因主要有以下幾種：

1）安全閥泄漏。安全閥的溢流壓力應高于泵出口壓力2.5～3.0MPa，如果兩者的差值過小，會造成安全閥溢流。此時安全閥的回油管會發熱。

2）溢油閥卡澀或安全油壓過低。當油動機上溢油閥動作后發生卡澀會造成泄漏，當泄漏大時油動機無法開啟，當泄漏小時造成內泄。此時，該油動機的回油管溫度升高。當安全系統發生故障出現泄漏時，安全油壓降低，會使一個或數個溢油閥關不嚴造成油動機內泄。

3.2 抗燃油酸值升高

抗燃油酸值升高會導致抗燃油產生沉淀、氣泡和空氣間隔等問題。影響抗燃油酸值的因素有很多，其中主要因素為局部過熱和含水量過高。

因為調節油系統工作在汽輪機上，伴隨著高溫高壓蒸汽，難免有部分元件或管道處于高溫環境中，溫度增加使抗燃油氧化過快，氧化會使抗燃油酸度增加，顏色變深。所以我們應注意：調節油系統元件特別是管道應遠離高溫區域；增加通風，降低環境溫度；增加抗燃油的流動，盡量避免死油腔。

由于冷油器的設計為油側壓力高于水側壓力，這可避免冷卻水泄漏至調節油中，因此抗燃油中的水分多數是由于油箱結露產生的。水在抗燃油中會發生水解，水解會產生磷酸，磷酸又是水解的催化劑。所以，大量的水分會使抗燃油酸值升高。

3.3 調節油油壓波動

調節油油壓波動是指在機組正常工作的情況下（非閥門大幅度調整），調節油壓上下波動范圍大于1.0MPa。

出現調劑油壓波動現象主要是由于泵的調節裝置動作不靈活造成的。調節裝置分為兩部分：調節閥和推動機構。調節閥裝在泵的上部，感受泵出口壓力變化并轉化成推動機構的推力，其上的調整螺釘用于設定系統壓力。

3.4 油管振動

調節油油管路特別是靠近油動機部分發生高頻振蕩，振幅達0.5mm以上，稱之為調節油油管振動。油管振動會引起接頭或管夾松動，造成泄漏，嚴重時會發生管路斷裂。

引起油管振動的原因主要有以下幾個方面：第一，機組振動。油動機與閥門本體相連，當機組振動較大時，勢必造成油動機振動大，與之相連的油管振動也必然大；第二，管夾固定不好。如果管夾固定不好，會使油管發生振動；第三，伺服閥故障，產生振蕩信號，引起油管振動。

4 調節油系統運行原則

4.1 啟動操作

汽機調節油系統有二路供油回路，每一路有一臺供油泵。機組正常運行時投一路供油回路，另一供油回路就作為備用。每臺供油泵在主控室設有TL操作開關，只要儲油箱油位高于351mm，就可通過手動操作主控室TL開關來啟動供油泵。

運行中，如果調節油油壓低于10.8MPa，而儲油箱油位高于351mm，主控室TL開關在“備用”位置，則備用的供油泵將自動啟動，同時在主控室中發出EH油壓低報警。

4.2 停運操作

當選定的一路供油回路在運行中，備用供油泵自投，這時只要調節油油壓不低于10.8MPa，允許通過手動操作主控室TL 開關來停止原來運行的供油泵。

如果儲油箱油位降到低于305mm，則閉鎖油泵啟動。

4.3 故障或事故情況下的操作

4.3.1 在主油箱溫度/液位不正常的情況下，在主控室的報警窗上發出成組報警

在供油濾網差壓高的情況下，在主控室的報警窗上發出成組報警。

在供油泵故障情況下，在主控室的報警窗上發出成組報警。

4.3.2 調節油母管壓力低

如果汽機調節油系統不能正常運行，當油壓低于10.8MPa 時，在主控室中發報警信號，并自動投備用油泵。如果備用油泵不能啟動或油壓不能保持，當油壓低于9.31MPa 時，汽機保護系統（GSE）動作使汽機脫扣。

4.3.3 動力源故障

失去控制氣源時，EH 油冷卻器的冷卻水出口氣動調節閥將全開，保證油冷卻器的冷卻水供給。

110V交流電源來自二路不同的電源系統，供油泵A/B的控制分別接在這二路電源上，運行泵所在電源段故障，將導致運行泵跳閘，備用泵所在電源段故障，將導致備用泵不能自動切換。

失去48V DC電源，主控室報警窗上的信號不能顯示，同時，報警窗顯示48V DC喪失報警信號。

供油泵380V 的交流電源來自LGA 和LGB 系統。LGA電源失去，10 秒后A泵跳閘；LGB 電源失去，10 秒后B 泵跳閘。

5 結束語

汽輪機調節油系統是汽輪機重要的輔助系統，本系統向控制汽輪機進汽閥閥位的伺服執行機構和汽輪機超速保護控制器（OPC）及自動停機脫扣裝置（AST）提供高壓動力油，本系統的安全穩定運行是汽輪機機組安全穩定運行的關鍵。

【參考文獻】

[1]汽輪機調節油系統手冊[Z].

[2]EH液壓控制系統專用資料[Z].

[3]邏輯圖冊[Z].

[4]定值手冊[Z].

[責任編輯：曹明明]