淺析SGT5—4000F型單軸燃氣聯合循環機組潤滑油循環

尚恒

【摘 要】本文通過對馬來西亞康諾橋項目的單軸燃氣聯合循環機組在安裝與調試過程中所進行的潤滑油循環工作介紹，進而對西門子的SGT5-4000F這一類型燃氣輪機在安裝調試過程中所需要進行的潤滑油循環、密封油循環、頂軸油循環工作進行學習和分析，同時根據該類型單軸燃氣聯合循環機組的潤滑油循環經驗總結，可以為今后單軸燃氣聯合循環的潤滑油循環工作提供一定的借鑒作用。

【關鍵詞】潤滑油循環 SGT5-4000F 聯合循環

· 【Abstract】The article is via the introduction of the lube oil flushing work during the installation and commissioning phase in Connaught Bridge Power Plant at Malaysia to study and analyze lube oil & seal oil & lifting oil flushing work of the SGT5-4000F single shaft combine cycle gas turbine unit. And it will provide a source of reference to the lube oil flushing work for the other single shaft combine cycle gas turbine unit project which is according to the summary of experience by this project.

【Keywords】Lube oil flushing； SGT5-4000F； Combine cycle

馬來西亞康諾橋384.7MW聯合循環電站地處馬來西亞吉隆坡市西南32公里的巴生谷（Klang Valley），位于已建馬來西亞康諾橋電廠（Connaught Bridge Power Station）內，是原電廠的擴建項目。本項目主要工作內容為單臺套384.7MW的聯合循環燃氣電站及其輔助設備的設計，供貨，安裝，調試及試運行。

馬來西亞康諾橋項目采用的是西門子F級單軸聯合循環機組，其中燃氣輪機為SGT5-4000F型，發電機為SGen5‐2000H型，汽輪機為SST5‐3000型。本項目的SGT5-4000F型燃氣輪機具有高效能，低發電消耗，大修間隔長以及易于維修等特點。通過優化蒸汽流向和冷卻系統可使該型號燃氣輪機在聯合循環發電中達到最高的效率。該型號的燃氣輪機是一種非常成熟的機組，具有非常成熟的設計理念。

1潤滑油循環介紹

由于本項目采用的是單軸聯合循環機組，因此在潤滑油箱的設置上為燃氣輪機、發電機、汽輪機共用一個潤滑油箱的方式。再加上機組本體頂軸油系統和發電機密封油系統也是從潤滑油箱中取油，本項目潤滑油系統是一個非常龐大而復雜的系統。潤滑油系統主要由潤滑油油箱、頂軸油供油泵、潤滑油供油泵和緊急潤滑油供油泵、油冷卻器、油凈化裝置、供油管、回油管等組成。

潤滑油循環是為了機組在首次啟動前，清除所有可能進入潤滑油系統內、外部的有害物質，如焊渣、鐵銹、砂土、纖維、碎布、木屑等雜物，進而保證所有推力和徑向軸承以及各軸承的油封不受這些有害物質的損傷。

2 潤滑油循環準備工作

整個潤滑油循環工作根據沖洗的階段分為兩個階段：安裝階段潤滑油循環和調試階段潤滑油循環。安裝階段潤滑油循環根據沖洗目的不同又可以分為三個階段：外部管道油循環，帶軸承座油循環和帶軸承油循環。調試階段潤滑油循環最主要的目的是再次驗證安裝階段潤滑油循環是否滿足要求。

根據西門子對潤滑油的要求，潤滑油應選取32號或46號以及其它等同牌號的透平油，潤滑油的準備油量按110%的最大油箱容量考慮。

在潤滑油循環工作開始之前，要滿足5個條件：（1）所有油管道系統包括臨時管道已用壓縮空氣進行吹掃；（2）所有相關的油管道系統包括臨時管道已全部安裝完成；（2）潤滑油箱完成注油工作，油箱處于正常液位；（3）潤滑油模塊帶電完成并具備啟動條件；（4）已對潤滑油系統的所有接口進行全面檢查，確認無滲漏；（5）已對事故放油閥進行檢查，確認無內漏。

3 潤滑油循環方案

潤滑油循環通常可采用兩種方案，一種是常規油循環，一種高速油循環。這兩種方案都可以達到很好的沖洗效果，需要根據每個項目的不同情況綜合考慮后選取最適合的方案。

常規油循環只需要利用潤滑油模塊上的2臺潤滑油供油泵同時啟動達到正常運行的2倍流量進行潤滑油循環，通過潤滑油高速流動帶走管壁上的松散雜質。一般最低要求流速在3米/秒以上，潤滑油溫度要求不低于20℃且不超過75℃，同時為了保證更好的沖洗效果，要控制管道的問題也不低于50℃。

高速油循環則需要通過外加設備來滿足油循環，需要一個額外的沖洗裝置，該裝置要設有濾網和潤滑油泵，自帶的潤滑油泵流量要超過潤滑油模塊正常油量的2倍以上。

對比這兩種循環方案可以發現，常規油循環方案就地取材，具有操作簡單，施工成本低等優點。而高速油循環方案由于采用了外加泵，流速更高，沖洗效果更好，可以縮短完成潤滑油循環的周期。本項目采用的是常規油循環方案。

4 潤滑油循環流程

潤滑油循環整個流程需要分幾個階段進行。首先進行外部管道油循環，這是一個最重要的階段。啟動2臺潤滑油供油泵，通過雙聯過濾器的一路進行母管潤滑油循環，雙聯過濾器內不安裝濾網。此階段的目的是為了沖洗潤滑油管內的焊渣以及安裝過程中的大顆粒雜質、絮狀物等。此時油質較差，因此這一階段只沖洗潤滑油外部管道系統。

為了加快油循環的進度，可以安排人員在油循環時用木棒、橡膠錘等非金屬物，適當力度有序的敲擊管線，尤其是管道在現場安裝時進行過焊接和彎曲的位置。油溫的變化有助于移除管線內的雜質，因此還可以采用油循環油溫交變進行，開機前將油溫加熱至50℃到75℃之間，以每沖洗4-6小時后，將油溫降至30℃到45℃之間，沖洗2到3小時后再升溫沖洗，如此交替循環。同時在潤滑油油循環時還可以用大流量外接板式濾油機連接潤滑油模塊油箱進行自循環，來縮短油凈化時間。

當潤滑油母管油循環一段時間后，進行潤滑油支管油循環，循環過程最好從燃氣輪機端通過發電機再到汽輪機端，同時盡可能使得在每條管線流速最大化，這樣可以加速清潔過程。在油循環過程中，為防止臨時管道抖動和漏油，臨時軟管線路應該加緊固定，并定時檢查固定軟管的夾鉗。要經常巡視油箱油位以保證有充足的潤滑油，并檢查所有的軸承座出口來防止管道內出現潤滑油倒流、溢流現象。

當潤滑油外部管道油循環一段時間后，對油箱內的潤滑油進行取樣，必須要送到有資質的實驗室進行分析。分析結果獲得之前，繼續潤滑油油循環。若化驗結果符合ISO4406清潔度20/17/14要求時，可以進行帶軸承座油循環。

帶軸承座油循環的過程與外部管道油循環稍有區別，此時汽輪機需要安裝西門子特別提供的沖洗塊以防止潤滑油進入汽機軸承，燃機軸承也需要加裝臨時堵板以防止潤滑油進入燃機軸承，發電機不需要做特別的措施。此時潤滑油循環只能啟動一臺潤滑油供油泵。因為帶軸承座油循環時需要在每個軸承進口處的節流閥位置安裝濾網，該濾網精度符合ISO4783標準，0.2mmx0.14mm，只能承受正常流量的沖擊。安裝濾網后，潤滑油供油泵的運行方式改為每臺每半個小時切換啟動，一般再循環3到4天就可以滿足要求。對于濾網的檢查，每12個小時定期檢查一次，濾網取出后，要清洗干凈，妥善保管。檢查濾網時，每個軸承入口濾網中的顆粒物不允許有大于250微米的硬顆粒，也不允許在125微米到250微米之間的顆粒物數超過5個。如果超過這個驗收標準就繼續進行潤滑油循環直到滿足這個驗收標準，滿足驗收標準后可以進行帶軸承油循環。

帶軸承油循環時需要拆除汽輪機的沖洗塊和燃氣輪機軸承臨時堵板，油循環的運行方式改為4個小時為1個運行周期，先運行潤滑油供油泵1個小時，接著運行緊急潤滑油供油泵1個小時，再運行另一臺潤滑油泵1個小時，最后運行緊急潤滑油供油泵1個小時后開始檢查油循環結果。帶軸承油循環的合格標準和帶軸承座油循環的合格標準是一樣的。但是合格一次后，還需要繼續進行一個4小時的運行周期，再次檢查濾網清潔度。如果連續兩次都滿足要求才可以認為油循環合格。如果有一次不合格就要繼續油循環工作，直到連續兩次的檢查結果都滿足合格標準。

帶軸承油循環合格后，對各軸承入口節流閥位置的濾網進行清理，同時對潤滑油模塊上的雙聯過濾器和油凈化裝置進行清理。清理完成后，進行最后一個調試階段潤滑油循環。該循環過程與驗收標準和帶軸承油循環過程一致，循環合格后拆除各軸承入口節流閥位置的濾網，并復裝永久的節流閥調節潤滑油對各軸承的供油量，至此潤滑油循環的整個過程結束。

5 潤滑油循環結束

潤滑油循環結束后，關閉潤滑油供油泵，打開所有的油管道的閥門，盡可能的使油全部從油管道系統排入到潤滑油箱。靜止一段時間后檢查潤滑油箱油位，通過外接濾油裝置補充注入潤滑油至正常運行油位，該裝置上的濾網要求小于等于10微米。潤滑油注入完成后應再次從油箱取樣化驗顆粒度結果，應符合ISO4406清潔度20/17/14要求。同時更換所有潤滑油模塊上的濾芯，潤滑油系統投入運行后，全面檢查系統無泄漏。在運行工作準備就緒時，要注意防止潤滑油受到二次污染。整理所有的潤滑油循環過程的記錄和試驗表格，成卷冊存檔。整個潤滑油循環過程一般耗時在4周到8周之間。

6結語

SGT5-4000F型燃氣輪機是西門子一種非常成熟的F型機組，在國內燃機市場上也有不少這種機型。潤滑油循環的周期時間直接決定后期調試的進度，只有潤滑油循環合格后才能調試潤滑油模塊，密封油模塊，頂軸油模塊以及HCO（液壓間隙優化）模塊，進而才能啟動機組盤車裝置。一般燃機在潤滑油循環結束后的2周內就可以進行燃機首次點火，因此潤滑油循環時間的長短對機組的調試工期至關重要。

本文通過對SGT5-4000F型燃氣輪機在安裝調試工程中潤滑油循環工作的分析，得出此類型燃氣輪機的潤滑油循環經驗總結，對今后同類型或相類似的燃氣輪機的各種油循環工作具有一定的借鑒作用。該型號機組在國內外市場的占有率還是相當高的，隨著中國“一帶一路”海外市場的開拓思路，將會越來越多的接觸該型號燃氣輪機，國內對該機型的潤滑油循環經驗將更加成熟完善。

參考文獻：

[1] Siemens， Steam Turbine Information Manual - Flushing and Cleaning Lube Oil System.