汽輪機潤滑油系統壓力異常問題分析

李正平　周松

（湖北省電力建設第二工程公司，湖北武漢　430030）

汽輪機潤滑油系統壓力異常問題分析

李正平周松

（湖北省電力建設第二工程公司，湖北武漢430030）

主要介紹東汽廠和上汽廠2種機型在調試運行階段分別出現的潤滑油系統壓力低的問題，通過實地檢修發現最終原因，并闡述汽輪機潤滑油系統在安裝和調試運行階段應注意的事項。

汽輪發電機組；潤滑油系統；壓力低

汽輪發電機組正常運行時，潤滑油的壓力是機組運行控制的重要參數之一。潤滑油壓低或者高均會造成一系列的不良后果，尤其是潤滑油壓低，會導致各軸瓦供油量不足，油膜不能建立或者油膜不穩定，必將造成軸瓦瓦溫升高、回油溫度升高甚至軸承振動增大等。如果汽輪發電機組長期在此惡劣工況下運行，必將對機組本身造成損傷，如軸瓦磨損、轉子軸頸損傷等。所以遇到此類問題，通常會進行停機消缺，從而降低機組經濟效益。

現就筆者參與調試運行過程中，遇到的幾種典型的潤滑油壓低的事件進行分析，并提出處理方法及結果。

1　某電廠300MW東汽廠汽輪機組潤滑油低事件

1.1系統簡介

某電廠1號機為東方汽輪機廠生產的N300-16.7/ 537/537-8型汽輪機，潤滑油系統設備及管道均為東汽廠配套供貨。汽輪機的潤滑油系統采用主油泵-射油器供油方式。主油泵由汽輪機主軸直接驅動，其出口壓力油驅動2臺射油器投入工作（見圖1）。一臺射油器向主油泵供油，另一臺射油器向汽輪機潤滑油系統供油。潤滑油系統主要用于向汽輪發電機組各軸承及盤車裝置提供潤滑油，同時向保安部套和頂軸油系統提供油源。另外，還為發電機氫密封系統提供備用壓力油源，并向汽輪發電機組轉子聯軸器提供冷卻油。系統工質為ISO VG32汽輪機油。

圖1　某電廠1號機汽輪機的潤滑油系統圖

1.2機組調試中遇到的問題

該機組在單體調試階段，汽輪機沖轉前，潤滑油系統僅僅啟動交流潤滑油泵時，將軸承潤滑油壓調整為0.13MPa（潤滑油壓正常值為0.12～0.15MPa）。整套啟動階段，當汽輪機沖轉至3 000r/min時，射油器投入工作，潤滑油壓為0.12MPa。接著停運交流潤滑油泵，并投入備用，潤滑油壓降低至0.09MPa。隨即交流潤滑油泵被聯鎖啟動后，潤滑油壓恢復至正常值。

1.3原因分析

由于潤滑油壓低問題原因未找到，所以機組并未進行其他調試工作，而保持3 000r/min查原因。根據經驗，從以下幾個方面進行分析：①系統內設備零部件漏裝，如溢流閥等，或油循環時臨時堵板等未拆除；②溢流閥故障，開度過大或者控制開度的彈簧失效；③交流潤滑油泵或者是直流潤滑油泵出口逆止閥故障，發生回座不到位；④潤滑油泵或主油泵的出力不足；⑤潤滑油系統油路不通暢；⑥射油器不能正常工作；⑦潤滑油系統中存在泄漏點［1］。

1.4排查鑒定

根據以上這些原因，現場根據具體情況進行逐一排查，具體如下。

①由于在交流潤滑油泵或直流潤滑油泵啟動時，潤滑油系統壓力能夠調整至正常值，滿足機組運行。故此項原因基本上可以排除。

②汽輪發電機組維持3 000r/min運行時，現場派人將溢流閥調整至完全關閉狀態，發現潤滑油壓至少小幅度增加，沒有明顯改觀，故完全可以排除溢流閥故障。

③機組維持在3 000r/min運行，分別啟動交流潤滑油泵和直流潤滑油泵，并停運另外一臺油泵，潤滑油壓能維持在正常值，故可以判斷2臺油泵的出口逆止閥均沒有問題。

④啟動交流潤滑油泵和直流潤滑油泵，潤滑油系統壓力能達到正常運行值，故說明油泵不存在問題。而根據觀察前軸承箱處的主油泵進口和出口壓力表，都在設計值正常范圍內，同時在前軸承箱處，未聽到沒有任何金屬摩擦聲，并且發現主油泵頂部排氣孔排油量也正常，故可以排除主油泵故障。

⑤現場通過觀察各軸承箱玻璃視窗和回油視窗，發現回油量都很大，故可以排除進油管油路不暢。

⑥當機組維持在3 000rpm運行時，主油泵入口壓力在設計值范圍內，可判斷#1射油器工作正常；而當交流潤滑油泵停運，#2射油器單獨工作時，潤滑油母管壓力降至0.09MPa，可初步判斷#2射油器工作存在一定問題。但是，由于機組正處于運行狀態，無法檢查油箱內部的射油器油管路，故安排在停機后進行檢查確認。

⑦由于啟動交流和直流潤滑油泵時，潤滑油系統壓力能達到正常值，說明潤滑油進油母管不存在泄漏問題。另外，根據潤滑油系統圖（見圖1）進行分析，發現2#射油器的吸入口處的高壓進油管向油箱內泄漏，則會導致射油器吸入口油壓低，射油器吸力不足，從而導致潤滑油母管壓力壓低。但是，由于機組處于運行狀態，此故障無法排除，必須等機組停機后，進行進一步核實。

1.5問題處理

根據上述分析，最終決定進行停機檢查。直至汽缸完全冷卻后，潤滑油系統停運，將潤滑油倒油至貯存油箱。隨即進入油箱內部，進行仔細的檢查。首先檢查溢流閥、油泵出口逆止閥，發現沒有問題，符合以上的判斷。接著，重點對油箱內部管道及2#射油器進行檢查。檢查發現2#射油器入口處法蘭墊片破損，從而導致射油器工作不正常，致使潤滑油系統供油不足，潤滑油壓偏低。由此可以再次確認以上的分析判斷是完全正確的。最后，更換2#射油器入口法蘭墊片。問題處理完畢后，再次對汽輪機進行沖轉，轉速達到3 000r/min，交流潤滑油泵停用后，潤滑油系統壓力一直穩定在0.13MPa。

2　某電廠600MW上汽廠汽輪機組潤滑油低事件

圖2　某電廠2號機汽輪機的潤滑油系統圖

2.1設備簡介

某電廠2號機為上海汽輪機廠生產的N622-16.67/538/538型汽輪機，潤滑油系統設備及管道全部為汽輪機廠家配套供貨。汽輪機潤滑油系統同樣采用主油泵-射油器供油方式。主油泵由汽輪機主軸直接驅動，其出口壓力油驅動射油器投入工作。與東方300MW機組油系統的區別在于，油箱內部只有一個射油器（見圖2）。主油泵出口同時向兩路供油，一路向射油器供油，另外一路向保安油、發電機密封油（備用）提供壓力油。系統工質為ISO VG46汽輪機油。

2.2機組調試中遇到的問題

該機組在分部試運階段，交流潤滑油泵和直流潤滑油泵運行時，潤滑油壓為0.12MPa（潤滑油壓正常值為0.10～0.15MPa），符合設計要求。機組整套啟動階段，當汽輪機沖轉至3 000r/min時，主油泵開始驅動射油器工作，系統壓力仍為0.12MPa。接著停運交流潤滑油泵。并投入備用。但是，潤滑油壓下降至0.08MPa，隨即聯鎖啟動交流潤滑油泵。

2.3原因分析

該機組所碰到問題與前一問題基本相同，但是由于系統差異，分析判斷的方法也有所區別。根據以上現象及系統特點，從以下幾個方面入手：①潤滑油系統油路不暢；②潤滑油泵、主油泵出力不足；③射油器出口逆止閥卡澀；④射油器不能正常工作［2］。

2.4排查鑒定

同樣根據以上所列原因，逐一進行排查分析。

①機組維持在3 000r/min，交流潤滑油泵運行時，觀察各軸承箱的玻璃視窗，發現各軸瓦回油量都很大。另外，將進油濾網旁路打開，潤滑油壓并無任何變化。故排除潤滑油系統油路不暢及潤滑油進油濾網堵塞現象。

②單獨運行交流潤滑油泵或直流潤滑油泵時，潤滑油壓均在機組設計值內，故表明交流和直流油泵均不存在問題。在汽輪機轉子轉速為3 000r/min時，查看前軸承箱左側的主油泵進口和出口壓力表，發現壓力值同樣也在機組設計值范圍內，同時也未聽到沒有任何金屬摩擦聲，而且發現主油泵頂部排氣孔排油也正常，故也可以排除主油泵故障。

③如果射油器的出口逆止閥卡澀，以至于沒有完全打開，就會導致出口管道產生節流現象，從而造成各軸瓦供油不足。故決定停機后，對射油器進行解體檢查。

④射油器的入口逆止板發生卡澀，或者射油器進口和出口油管路有泄漏，也同樣會導致射油器不能吸入足夠的潤滑油，不能向軸承提供足量的潤滑油。故此也可能是系統潤滑油壓低的主要原因。

2.5問題處理

在機組停機后，打開油箱人孔蓋，進入油箱內部，主要檢查射油器相關管路及相關部件。最后，檢查發現射油器的出口逆止門的頂針斷裂，造成逆止門門芯不能自由活動，從而導致潤滑油系統供油不足，油壓偏低。

由此，可以驗證以上的分析的正確性。射油器出口逆止閥卡澀就是導致潤滑油壓低的原因。在機組重新更換了出口逆止門頂針后，再次啟機沖轉到3 000r/min，穩定一段時間后，停用交流潤滑油泵，潤滑油壓一直穩定在0.12MPa。

3　結論

上述2例潤滑油系統問題是筆者在調試運行過程中遇到的比較典型的事件，同時潤滑油系統還會遇到各種各樣的問題，導致耗費大量的人力、物力來檢查處理。為了避免以上現象的發生，筆者提出以下幾點建議。

①在設備安裝前，嚴格、仔細檢查設備是否有缺陷。一是各潤滑油泵出口逆止門、射油器出口逆止門、溢流閥都需拆開檢查，保證嚴密性和靈活性。二是在油箱進油前，需對內部各管道焊縫、法蘭處墊片仔細檢查，避免泄漏現象發生。

②在安裝過程中，應對安裝質量、工藝應有嚴格的要求。嚴格按照電力行業規范、廠家圖紙，編寫作業指導書和施工工藝卡，同時安裝人員應嚴格執行，并嚴格實行質檢制度。一是套裝油管路一定要進行著色檢查，特別是內部進油管道。一旦發生泄漏，必將會造成機組停機，甚至燒瓦等嚴重事故的發生。二是安裝前，必須對管道內部進行認真的清理。既能減少后期油循環的工作量，又能減少油系統內殘余的雜質等，從而保證機組運行的安全。三是嚴格按照施工工序卡和技術規范進行驗收，特別是隱蔽工程一定要在多方見證下，才能進行封閉。

③安裝人員需要進行定期培訓，從而熟悉技術規范，并增強自身技術能力。開工前和安裝過程中，還應進行技術交底，以提高安裝人員整體素質。

［1］翟德雙，戴峰.600MW汽輪機潤滑油壓力低的分析與處理［J］.華東電力，2008（2）：31-33.

［2］張勝華.汽輪機潤滑油壓力低的原因分析［J］.黑河科技，2002（4）：19.

Analysis of Abnormal Pressure of Steam Turbine Lubricating Oil System

Li ZhengpingZhou Song
（Hubei Electric Power Construction Second Engineering Company，Wuhan Hubei 430030）

This paper mainly introduced low pressure of lubricating oil system of DFSTW and SAIC factory two mod?els appear in the commissioning phase，through the field overhaul found the final cause，and the matters that should be paid attention to during the installation and commissioning of turbine lubricating oil system were described.

steam turbine generator unit；lubricating oil system；pressure low

TK263.8

A

1003-5168（2016）08-0071-03

2016-07-21

李正平（1982-），男，工程師，研究方向：電廠熱機專業安裝和調試，項目管理；周松（1986-），男，助理工程師，研究方向：電廠汽機安裝和調試。