頂軸油系統對汽輪機組運行的影響

李小凱

摘要： 本文著重分析了國電霍州二期發電廠600MW機組和江蘇鑌鑫特鋼綜合利用節能項目40MW機組汽輪機調試過程中頂軸油系統在投運時的異常情況，并指出問題產生的原因。

關鍵詞：頂軸油 高度 轉速 振動 影響

1、國電霍州二期發電廠汽輪發電機組由東方汽輪機廠生產的汽輪機。該機組汽輪機型號NZK600-24.2/566/566超臨界、中間再熱、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機。本機通流部分由高/中、低壓缸組成。高/中壓缸為雙層缸結構，高壓部分1+7級，中壓部為6級；低壓缸為4 × 6壓力級。高/中、低轉子均采用整鍛結構，剛性連接。為了減少機組在盤車啟動時的力矩，配有高壓頂軸裝置。該系統由兩臺頂軸油泵（出口油壓8～12MPa）、濾網、過壓閥、及管道和儀表組成位于汽機房零米， 油源由潤滑油冷油器后（入口油壓0.2MPa）接入。每個軸承所需的頂軸油壓由油壓分配器上的控制閥控制， 分別向軸承下瓦頂軸油孔供入高壓頂軸油，以保證轉子被高壓油頂起足夠的高度（頂起高度大于0.06～0.10mm）。各泵出口裝設逆止閥以防汽輪發電機在運轉時的油流入系統。

2012年5月18日19：28，汽機第一次定速3000r/min檢查各項指標正常，在打閘停機惰走過程中，當轉速將至40r/min時，突然快速下降到0轉速，而整個惰走時間只有38分鐘。經過分析，認為頂軸油壓調整的太大，大軸頂起高度太高（0.085mm），緩慢一點點降油壓觀察，最終各參數趨于穩定，整個機組惰走時間達到47分鐘，問題解決。

2、江蘇鑌鑫特鋼綜合利用節能項目40MW機組，汽輪機為青島捷能汽輪機集團股份有限公司生產的N40-8.8型凝汽式汽輪機。

2.2調試過程

2015年03月04日潤滑油系統、頂軸油及盤車系統進行調試。

啟動潤滑油泵及頂軸油泵，調整頂軸油總管壓力至16.5MPa，分別調整各軸承前的頂軸節流閥，使軸頸頂起。

2015年03月08日汽輪機沖轉過程中，轉速≥210r/min聯鎖停頂軸油泵（廠家說明書要求），在頂軸油泵停止瞬間，汽機振動明顯有一個跳動的現象，汽輪機后軸X方向從最初13um跳動47um，其他各軸也有一個明顯的跳動過程。

經過分析，決定將頂軸油泵轉速停聯鎖≥210r/min提高到≥240r/min，再次啟動，汽機振動跳動現象消失。

3.問題分析

頂軸油系統通過調整各軸瓦分配裝置，調節各軸承進油壓力，因高、中、低壓汽輪機轉子、發電機轉子重量不同，因需要不同的壓力，才能得到基本相同的油膜厚度，當頂起油泵已啟動，而軸尚未頂起瞬間，頂起油的壓力瞬時會升高。但軸被頂起，排油暢通之后，油壓即下降而保持某一穩定值。這時軸瓦內已能自動形成并保持完整的潤滑油膜。當汽機轉速達到一定轉速后，軸承油膜的厚度和均勻性及完整性都會受到較大影響，所以對轉子的穩定性產生不穩定因素對轉子振動產生較大影響。

4.結束語

通過對以上兩個實例問題的分析，可以看出頂軸油系統對汽輪機組的順利啟、停和安全運行起到至關重要的作用，通過優化頂軸油系統各參數有利于減小或避免由此帶來的影響，加強對頂軸油系統的管理，確保汽輪機組安全性，創造更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

【1】 吳季來，汽輪機設備及系統【M】.北京：中國電力出版社，2006

【2】 陳勝軍，劉金生，高鵬里.百萬千瓦級汽輪機頂軸油系統異常原因的分析與處理【C】.第二屆全國火力發電廠汽輪機專業技術交流研討會，2008

【3】 李錄平.汽輪機組故障診斷技術 [M] .北京： 中國電力出版社，2002.