工業汽輪機油系統的優化設計及使用

摘 要：針對工業汽輪機組運行中油系統穩定性差的問題，把潤滑油系統和控制油系統分開，對油站進行了重新的優化設計。優化后，汽輪機組運行中，油壓穩定，油壓可調性提高。保證了汽輪機組運行的可靠性和穩定性，提高了工業生產的經濟性。

關鍵詞：油系統穩定性；集中供油系統；分開供油系統；優化設計；使用

前言

我司生產的工業汽輪機組，在機組運行中，油系統油壓存在不穩定性。經分析總結，目前采用的集中供油油系統存在一些缺點，從而導致了油壓不穩定等一系列問題。因此，就這一問題，我司對汽輪機組油系統進行了優化設計，最后采用了獨立供油系統，成功解決了一些問題。以下是對集中供油系統和獨立供油系統進行的分析總結。

1 概述

汽輪機油系統為汽輪機組提供控制用油和潤滑用油。控制油是供給汽輪機調節和保安系統的用油。潤滑油是供給機組各軸承潤滑的用油。

目前本公司汽輪機油系統采用控制油、潤滑油分別由不同油泵供油方式。這種分開供油系統比以前采用的集中供油系統（即控制油、潤滑油由同一油泵供油的方式）有優勢。

原采用的集中供油系統由油箱、油泵、主油泵、抽油煙機、冷油器、雙筒濾油器、儀表、閥門及管道等組成。其最大的特點是控制油和潤滑油由同一油泵供油。交流輔助油泵從油箱吸油，出油經過濾油器后，分成兩路：一部分直接作為控制油供汽輪機控制系統使用；另一部分經過可調節式節流止回閥減壓后，作為潤滑油供汽輪機潤滑系統使用。汽輪機控制油入口處設有蓄能器，其作用是在控制油油壓波動時，穩定油壓。潤滑油經過減壓后，進入冷油器，冷卻后的潤滑油被送到汽輪機作潤滑用。通過對過去使用的集中供油系統進行分析，發現存在一些問題：（1）系統中只有單泵供油，出現突發事故時，沒有備用泵，因此系統可靠性不高；（2）單泵供油，泵的功率要相對大，大功率泵震動及噪音較大，能耗高，經濟性差；（3）集中供油，潤滑油系統和控制油系統油壓相互影響大，導致油壓可調性差，油壓穩定性差。

2 優化及使用

針對原集中供油系統存在的一系列問題，我司對油系統重新優化設計，最終采用了分開供油系統。下面就分開供油系統的設計及使用作介紹。

如圖1所示，分開供油系統由油箱、交流控制油泵、直流事故油泵、交流啟動油泵、主油泵、抽油煙機、冷油器、控制油雙筒濾油器、潤滑油雙筒濾油器、儀表、閥門及管道等組成。其最大的特點是控制油和潤滑油由不同的油泵供油。它包括兩個獨立系統：控制油系統和潤滑油系統。兩個獨立系統共用公共油箱。

2.1 控制油系統

控制油系統由電動交流控制油泵（2臺，互為備用）、控制油雙筒濾油器、蓄能器、管路、閥門、儀表及公共油箱等設備組成。電動交流控制油泵的工作過程：電動交流控制油泵為容積泵，啟動前必須將控制油回路上的所有閥門打開，保證油路暢通，以確保不會因過壓而損壞油泵。每一臺電動控制油泵出口設有引壓管，連接到公共油站儀表測量裝置的壓力表。工作人員可就地觀察各油泵出口油壓力。控制油系統充壓時，對回路過壓閥進行整定。在汽輪機啟動、運行到停機的整個過程，控制油由電動交流控制油泵供給，電動交流控制油泵出口的高壓油經過控制油雙筒濾油器過濾后向控制油回路供油。當電動控制油泵發生故障時，另一臺電動控制油泵將自動投入。油泵的相互切換可能引起的油壓波動，由布置在控制油油路上的蓄能器補償，以保證控制油壓穩定在允許范圍內。另外，當汽輪機處于停機和盤車狀態時，控制油回路不投入，只需保證潤滑油回路正常工作，以保證汽輪機盤車設備和各軸承的潤滑用油。

2.2 潤滑油系統

潤滑油系統由主油泵、交流啟動油泵、直流事故油泵、冷油器、潤滑油雙筒濾油器、管路、閥門、儀表及公共油箱等設備組成。交流啟動油泵、主油泵和直流事故油泵的使用：交流啟動油泵為離心泵，在啟動前必須將油泵出口閥門關閉。啟動后逐漸打開，按照汽輪機油系統圖壓力、流量的要求，通過改變閥碟的開度限制油泵流量，保證流量在泵允許的工作范圍內，防止負荷過大而損壞油泵電機。電動啟動油泵出口設有引壓管，連接到公共油站儀表測量裝置的壓力表。工作人員可就地觀察各油泵出口油壓力。潤滑油系統啟動后，對回路過壓閥進行整定。潤滑油系統啟動后，對可調式節流止回閥進行調試。通過改變閥碟的開度，節流減壓，調整進入汽輪機軸承的潤滑油油壓。交流啟動油泵、主油泵和直流事故油泵在不同的階段為潤滑油系統提供潤滑用油。汽輪機起動期間潤滑油由交流啟動油泵提供。主油泵安裝在汽輪機組齒輪箱的低速軸端。當汽輪機接近額定轉速時，主油泵出口油壓力達到要求后，通過人工，關停交流啟動油泵。主油泵出口的壓力油經過冷油器冷卻后，由可調式節流止回閥減壓，再經過潤滑油雙筒濾油器過濾后向潤滑油回路供油。當潤滑油系統出現故障，主油泵油壓降低到限制值時，交流啟動油泵將自動投入。當交流啟動油泵仍無法控制油壓下降時應采取緊急停機處理。當廠用電中斷或各潤滑油泵無法供油時，直流事故油泵向潤滑油回路供油，以保證汽輪機安全停機期間的用油。

控制油系統和潤滑油系統兩回路共用的公共油箱，內部空間有三個可拆卸的濾網，把回油端與油泵吸油端隔開，使回油得以過濾，以防回油帶回的固體顆粒物進入油泵。油箱側面設油位計一個，可就地觀測油箱油位。還設有油位測量裝置，由傳感器通過電流信號把油位傳到控制室。油箱側面最低處設兩個排污口，作清潔排污用。設一個事故放油口，用于緊急放油。油箱頂面設補油口一個，油箱還配備抽油煙機。用來抽除油箱內產生的油煙及氣體，使得油箱內產生微小的負壓。

3 結束語

與集中供油系統比較，分開供油系統具有以下優點：（1）該系統運行比原單泵系統可靠。（2）平穩、噪聲低和震動小。（3）控制油和潤滑油壓力調整方便，油壓穩定。（4）交流潤滑油啟動油泵和主油泵切換平穩。（5）節省能源，能耗低。通過對汽輪機組油系統進行優化設計，我司采用了獨立供油系統，最終成功解決了油壓不穩定、油壓可調性差、噪音震動大等問題。保證了機組的可靠性和穩定性，提高了汽輪機組的經濟性。

參考文獻

[1]趙常興.汽輪機組技術手冊[M].中國電力出版社.

[2]中華人民共和國機械工業部.JB/T 6695-1993.汽輪機潤滑油系統技術條件[S].1993.

作者簡介：梁錦照（1987-），男，廣東省江門人，廣州廣重企業集團有限公司助理工程師，主要從事熱能動力設備設計方面的工作。