高壓油頂起裝置的程序優化

黃華

摘 要：當機組啟動或停機過程中，發電機低速轉動。通過高壓油頂起裝置，在推力瓦和鏡板間隙注入高壓油來改善半干摩擦的危險狀況。文章通過對高壓油控制程序進行優化，增加高壓油泄流壓力到達邏輯判斷，保證高壓油頂起判斷邏輯正確，避免推力瓦面、鏡板半干摩擦，甚至燒瓦等事故的發生。

關鍵詞：高壓油頂起；程序優化；泄流壓力；推力瓦

1 概述

對水輪發電機組，由于推力軸承負荷較大，在機組轉速較低時（一般發生在機組啟動及停機過程中），推力瓦與鏡板間油膜偏薄，摩擦較大，容易出現半干摩擦的危險情況[1]。因此，在開停機過程中，利用高壓油泵向推力瓦與鏡板之間注入高壓油從而形成油膜，以防止瓦面與鏡板之間非潤滑轉動造成磨損。

某企業安裝有4臺600MW的水輪發電機組，在設備調試檢查過程中，發現高壓油頂起裝置用于控制的壓力整定值不確定且控制程序存在漏洞，給機組正常運行埋下隱患。該企業通過對高壓油頂起裝置進行程序優化，并利用機組檢修機會進行實施，經試驗驗證效果良好，供參考。

2 動作流程

該企業高壓油頂起裝置正常動作流程如下：在機組開機過程中由于推力瓦與鏡板之間沒有油膜，當高壓油泵運行時，潤滑油壓力首先上升至拱起壓力，在高油壓下推力瓦與鏡板之間形成空隙，高壓潤滑油沿著空隙泄油，壓力逐漸降至泄流壓力，此時推力瓦與鏡板之間形成油膜，在機組轉動時起潤滑作用。在停機過程中，由于機組轉動，在推力瓦與鏡板之間已經形成油膜，油泵運行時，潤滑油壓只能上升至泄流壓力，當機組轉速降低時，高壓油使推力瓦與鏡板之間繼續保持油膜，起到潤滑保護作用，所以在機組開停機過程中，高壓油頂起完成對機組正常運行是非常關鍵的條件。

3 存在問題

3.1 高壓油頂起裝置用于控制的三個壓力定值不明確

高壓油頂起裝置在控制中涉及到三個壓力值：拱起壓力、泄流壓力最大值、泄流壓力最小值。在檢查過程中發現，廠家在供貨時未對以上三個壓力定值進行明確，導致在檢修消缺時無法對壓力開關進行明確整定，對機組安全穩定運行帶來隱患。

3.2 高壓油控制程序存在漏洞

高壓油頂起裝置控制程序對“泄流壓力保持”的判斷如圖1所示，對“高壓油頂起完成”的判斷如圖2所示：開機時，投入高壓油泵，若油泵運轉良好，則在最快時間內（約1-2s內）達到拱起壓力，在推力瓦與鏡板之間形成油膜，然后泄流回歸穩定壓力，穩定壓力應在泄流壓力最大值和泄流壓力最小值之間，以下簡稱“泄流壓力區間”，此時油膜以建立。停機時，由于油膜已建立，若壓力穩定在泄流壓力區間，則認為高壓油頂起完成。

以上程序段存在以下隱患：

（1）開機時，投入高壓油頂起裝置，油泵運轉良好，壓力持續上升，在達到泄流壓力區間時，“高壓油頂起完成”信號瞬間動作，然而此時高壓油拱起壓力尚未到達，此后若高壓油壓力持續上升，達到拱起壓力，然后泄流，則該情況對機組影響較小。

（2）開機時，投入高壓油頂起裝置，油泵運轉良好，壓力持續上升，在達到泄流壓力區間時，“高壓油頂起完成”信號瞬間動作，然而此時高壓油拱起壓力尚未到達，此后若高壓油壓力由于某種原因不再持續上升，達不到拱起壓力，則不能在推力瓦與鏡板之間形成油膜，起不到應有的潤滑保護作用，該情況可能造成瓦面、鏡板干摩擦，甚至燒瓦等事故發生[2]。

4 問題處理

4.1 壓力定值明確

壓力定值可通過理論計算得出，但由于其他因素的干擾，一般與現場實際情況有一定差異，在實際應用中都以現場調試為準，可以保證機組安全運行。通過現場調試試驗，架設行程百分表觀測轉子頂起的實際高度，對比高壓油油壓曲線，對拱起壓力、泄流壓力最大值、泄流壓力最小值進行明確。在高壓油頂起時，油膜建立的實際高度約為0.05～0.10mm。通過試驗驗證，高壓油頂起裝置整定值為：拱起壓力18MPa、泄流壓力最大值14MPa、泄流壓力最小值6MPa。

4.2 程序優化

程序優化后，將拱起壓力信號引入高壓油頂起完成的邏輯判斷中。在開機過程中，高壓油油壓必須達到拱起壓力且壓力降至泄流壓力區間內才會完成頂起完成的邏輯判斷。具體的邏輯圖見圖3。另外在程序中增加泄流壓力到達邏輯判斷，在關機過程中，若兩臺油泵已完成啟動，且高壓油油壓在泄流壓力區間內，即認為泄流壓力已到達。具體的邏輯圖見圖4。

4.3 泄流壓力到達報警增加

在監控數據庫中，增加泄流壓力到達的點位，并將其配置成變位報警，在停機過程中，方便運行人員通過觀察泄流壓力是否到達。

5 結束語

通過以上問題處理，徹底解決了高壓油頂起裝置壓力定值不明確、程序存在安全隱患的情況，提高了設備可靠性，確保了機組安全穩定運行，可為其他企業類似問題的解決提供參考。

參考文獻

[1]肖先照，王建剛，魏玉國.響水澗推力軸承高壓油頂起裝置設計[J].設計與研究，2015：1-2.

[2]楊建華.高壓油頂起裝置在大型水輪發電機組上的應用[J].大電機技術，1985：20-24.