汽輪機油系統(tǒng)分析

徐永生

摘 要：隨著我國工業(yè)水平的提高，對熱電廠中汽輪機油系統(tǒng)的要求也有所提高，在實際工作過程中需要對可能發(fā)生的故障進行解決?；诖?，本文分析了汽輪機油系統(tǒng)存在的故障，包括清潔度下降、軸頸及軸瓦非正常磨損和拉傷、汽輪機油系統(tǒng)漏油和汽輪機油系統(tǒng)軸承斷油燒瓦，并對故障的解決措施進行探究，包括控制汽輪機油系統(tǒng)清潔度、對汽輪機油系統(tǒng)軸頸及軸瓦進行監(jiān)測及診斷、預(yù)防油系統(tǒng)漏油和研究供油系統(tǒng)動態(tài)特性。

關(guān)鍵詞：汽輪機油系統(tǒng)；熱電廠；油污染

中圖分類號：TK263 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）18-0037-02

為了保證熱電廠中汽輪機組的穩(wěn)定運行，需要對汽輪機油系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進行分析，結(jié)合實際情況提出相應(yīng)的解決措施，保證熱電廠的正常工作。對汽輪機油系統(tǒng)的清潔度進行控制，監(jiān)測及診斷系統(tǒng)中的軸頸和軸瓦，應(yīng)用預(yù)防手段防止系統(tǒng)漏油，避免出現(xiàn)軸承斷油燒瓦的現(xiàn)象，實現(xiàn)對汽輪機油系統(tǒng)故障的有效分析，保證熱電廠的工作質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

1 汽輪機油系統(tǒng)存在的故障

1.1 汽輪機油系統(tǒng)清潔度下降

汽輪機油系統(tǒng)的清潔度關(guān)系到汽輪機內(nèi)部的正常工作，包括冷卻、潤滑、密封和調(diào)速等，汽輪機油系統(tǒng)清潔度下降會使得汽輪機組出現(xiàn)故障，造成熱電廠的經(jīng)濟損失。導(dǎo)致汽輪機油系統(tǒng)清潔度下降的因素主要包括以下幾點：

第一，設(shè)備清理不徹底。如果汽輪機油系統(tǒng)的設(shè)備在進行安裝前就不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，會對系統(tǒng)內(nèi)各配件的工作造成影響。沒有進行清理的設(shè)備存在銹渣等贓物，在汽輪機內(nèi)部形成阻塞，導(dǎo)致油管路無法發(fā)揮作用，進而使得汽輪機沒有辦法運行。

第二，制造廠商生產(chǎn)質(zhì)量不過關(guān)。質(zhì)量不過關(guān)的設(shè)備會存在許多問題，包括耐油防銹漆涂抹不均勻、設(shè)備中有雜物殘留等。沒有進行均勻涂抹的耐油防銹漆會導(dǎo)致管道與主油箱的內(nèi)壁生銹，形成氧化皮對汽輪機油系統(tǒng)清潔度造成影響，而雜物殘留會磨損設(shè)備，影響設(shè)備的正常運行。

1.2 汽輪機油系統(tǒng)軸頸及軸瓦非正常磨損和拉傷

汽輪機油系統(tǒng)會面臨油污染的問題，這是由軸頸與軸瓦非正常的磨損與拉傷所引起的，在機組容量越大的情況下，磨損程度越高，導(dǎo)致汽輪機組軸頸車削成槽，從而引發(fā)固體顆粒污染。為了提升企業(yè)的工作效率，汽輪機組的容量進行擴大，導(dǎo)致汽輪機組軸頸尺寸增大，此時增大的線速度會出現(xiàn)類似車削的情況，導(dǎo)致軸頸拉毛磨損，出現(xiàn)損失過大的故障，影響到汽輪機油系統(tǒng)的正常工作。大量的固體顆粒污染物會造成油污染，一熱電廠在檢修時發(fā)現(xiàn)最嚴(yán)重軸頸損傷已經(jīng)形成了較深的環(huán)狀溝槽，1.5mm深，2mm至3mm寬，顯示了軸頸容易受到固體顆粒污染物的劃傷。機組軸瓦同理，嚴(yán)重拉傷的軸瓦可能導(dǎo)致軸瓦超溫，導(dǎo)致汽輪機組無法正常運行甚至停機，從而對企業(yè)的工作進度造成影響，返廠大修涉及到大量資金的投入，造成熱電廠巨大的經(jīng)濟損失。

1.3 汽輪機油系統(tǒng)漏油

當(dāng)汽輪機油系統(tǒng)出現(xiàn)漏油的故障，不僅可能會對熱電廠的正常工作造成影響，還有可能引發(fā)火災(zāi)，威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。引發(fā)汽輪機油系統(tǒng)漏油的原因包括濾油器跑油、軸承箱漏油和高壓缸軸端漏氣等，其后果的嚴(yán)重性不言而喻，需要在投入工作之前對可能引發(fā)故障的原因進行排除。例如，太原第二熱電廠所使用的汽輪機組為200MW機組，在工作過程中出現(xiàn)了漏油的情況，經(jīng)過技術(shù)人員對故障的排查，發(fā)現(xiàn)是出力不足的排煙風(fēng)機導(dǎo)致軸承室的負(fù)壓值過低，且油擋間隙的數(shù)值偏大，導(dǎo)致軸承箱出現(xiàn)漏油的情況，使得機組不具有安全性，嚴(yán)重影響熱電廠的正常工作。

1.4 汽輪機油系統(tǒng)軸承斷油燒瓦

汽輪機油系統(tǒng)在實際運行的過程中有可能出現(xiàn)軸承斷油燒瓦的故障，這是由于油系統(tǒng)失壓和主油泵斷油等因素的干擾，造成熱電廠的巨大損失，屬于汽輪機油系統(tǒng)工作過程中的惡性事故。在國產(chǎn)機組中大多使用離心式主油泵，其供油系統(tǒng)的組成還包括兩個射油器，主油泵入口的供給由一個射油器完成，另一個射油器則負(fù)責(zé)整個油系統(tǒng)的供給，當(dāng)油泵供油不足時就會使得系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油壓過低，導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障，可能引發(fā)熱電廠內(nèi)機組停機，出現(xiàn)軸承斷油燒瓦的事故。在機組發(fā)生事故后，非正常的啟動和停止會導(dǎo)致汽輪機油系統(tǒng)的油壓出現(xiàn)劇烈波動的現(xiàn)象，裝置之間不能實現(xiàn)良好的動態(tài)切換，進而造成汽輪機油系統(tǒng)故障，影響到熱電廠的工作效率與工作質(zhì)量。

2 汽輪機油系統(tǒng)的解決措施

2.1 控制汽輪機油系統(tǒng)清潔度

設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)和安裝前沒有進行徹底清理會影響汽輪機油系統(tǒng)的清潔度，這種設(shè)備上的問題除了對生產(chǎn)廠商進行嚴(yán)格挑選，還可以加強對設(shè)備的清理力度，將設(shè)備進行解體并沖洗。汽輪機油系統(tǒng)所使用的設(shè)備包括多個組成部分，包括主油箱、主油泵、軸承箱和內(nèi)部管路等，使用白布進行清理，去除其中的雜物。在管道焊接前對其進行吹掃，使用空氣壓縮來完成這項工作，并在結(jié)束后擦拭干凈，確保沒有雜物殘留。在管材安裝前需要對其進行酸洗，這是為了避免出現(xiàn)二次污染的情況，經(jīng)過酸洗的管材可以接入到油系統(tǒng)之中，并且要盡量縮短酸洗到安裝的時間，避免因為長時間的等待導(dǎo)致管材被腐蝕。在管路安裝前需要對孔洞進行配置，包括取樣點所需要的孔洞、測溫所需要的孔洞和測壓所需要的孔洞等，使用螺栓堵住孔洞，防止管材中留有鐵屑，對汽輪機油系統(tǒng)的清潔度造成影響[1]。

2.2 對汽輪機油系統(tǒng)軸頸及軸瓦進行監(jiān)測及診斷

為了避免汽輪機油系統(tǒng)軸頸及軸瓦出現(xiàn)磨損及拉傷的故障，需要對其故障原因進行研究，以實際數(shù)據(jù)測量的方式找出威脅到汽輪機油系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵點，從而在根源對故障問題進行解決。例如，華電能源股份公司佳木斯熱電廠對影響到汽輪機油系統(tǒng)正常工作的顆粒進行測量，通過技術(shù)人員的測量與統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)對軸頸及軸瓦造成影響的固體顆粒直徑占油膜厚度的十分之一到二分之一，在一號機組進行實驗后，確定導(dǎo)致軸頸和軸瓦磨損、拉傷的原因正是這些固體顆粒?；跐櫥黧w動力學(xué)，污染物的含量越高，形成污染流的可能性也越大，污染流會影響油膜的動力承載特性，使得汽輪機油系統(tǒng)軸頸及軸瓦出現(xiàn)磨損和拉傷的情況，影響整個機組的平穩(wěn)運行。

要想實現(xiàn)對固體顆粒污染物的有效控制，就要對熱電廠內(nèi)不同汽輪機組的數(shù)據(jù)進行研究，包括潤滑油內(nèi)部顆粒直徑、軸承油膜厚度和污染流的形成概率等，不同容量的汽輪機組存在不同的數(shù)據(jù)關(guān)系，需要結(jié)合熱電廠的實際情況進行統(tǒng)計。在對熱電廠內(nèi)汽輪機組進行研究分析后，制定符合現(xiàn)實規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)，對固體顆粒污染物進行監(jiān)測和控制，避免其對軸頸和軸瓦造成影響，干擾汽輪機油系統(tǒng)的正常工作[2]。另外，借鑒國內(nèi)外的先進經(jīng)驗也十分重要，研究軸頸磨損與各個因素之間的關(guān)系，包括轉(zhuǎn)子扭振、轉(zhuǎn)子震動、溫度和潤滑油污染程度等，將先進的監(jiān)測經(jīng)驗在熱電廠進行實驗，獲得良好的效果后投入大批量使用，從而實現(xiàn)對汽輪機油系統(tǒng)軸頸及軸瓦的科學(xué)監(jiān)測，將其磨損和拉傷的故障概率控制在最低范圍內(nèi)，保證熱電廠的工作效率。

2.3 預(yù)防油系統(tǒng)漏油

面對汽輪機油系統(tǒng)漏油的故障問題，需要從預(yù)防的角度對故障進行處理，通過對故障原因的研究發(fā)現(xiàn)軸承箱漏油占汽輪機油系統(tǒng)漏油故障的比重較高，此外，由油管破裂引發(fā)的故障也在實際工作中較多發(fā)生，需要針對這些故障進行預(yù)防。想要實現(xiàn)對油系統(tǒng)漏油的有效預(yù)防，對系統(tǒng)進行監(jiān)測是其中一項解決措施，選用合理的監(jiān)測系統(tǒng)對汽輪機油系統(tǒng)進行監(jiān)測，在發(fā)生漏油事件時能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并補救，從而保證熱電廠的財產(chǎn)安全[3]。例如，華電能源股份公司佳木斯熱電廠為了對汽輪機油系統(tǒng)實施實時監(jiān)控，引入了具有先進性的監(jiān)測系統(tǒng)，利用內(nèi)部局域網(wǎng)將汽輪機油系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行整合和統(tǒng)計，并向相關(guān)的管理部門進行信息的傳遞，讓管理部門能夠?qū)ο到y(tǒng)的運行狀態(tài)充分了解，在發(fā)生漏油情況時發(fā)出警報進行提醒，從而實現(xiàn)對油系統(tǒng)漏油的預(yù)防。

當(dāng)汽輪機油系統(tǒng)漏油是在發(fā)電機內(nèi)發(fā)生時，即發(fā)生氫密封系統(tǒng)漏油，需要對與之相關(guān)的參數(shù)進行監(jiān)測，包括壓差閥運行情況、平衡閥靈敏度情況、油擋間隙情況和密封油箱內(nèi)的壓力情況等。通過實施監(jiān)測的方式對故障進行預(yù)防，并在參數(shù)出現(xiàn)異常時及時發(fā)現(xiàn)，技術(shù)人員選用合適的補救措施進行搶修，將油系統(tǒng)漏油引發(fā)的不良后果控制在最低范圍內(nèi)，避免因漏油引發(fā)火災(zāi)等大型事故，保證熱電廠的正常工作，實現(xiàn)對熱電廠經(jīng)濟效益的有效保障，也對熱電廠內(nèi)人員的生命財產(chǎn)安全起到保護的作用。

2.4 研究供油系統(tǒng)動態(tài)特性

面對汽輪機油系統(tǒng)出現(xiàn)的軸承斷油燒瓦事故，想要解決就要從供油系統(tǒng)的動態(tài)特性入手，實施仿真研究，提出具有實際意義的解決措施。國內(nèi)200MW機組供油系統(tǒng)的組成包括主油泵、射油器和高壓啟動油泵等，300MW和600MW機組潤滑油系統(tǒng)包括主油泵、射油器和交流油泵等，使用DEH系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)，前者的供油系統(tǒng)是調(diào)節(jié)油與潤滑油共用的，后者則是將兩個系統(tǒng)進行分開使用。通過對供油系統(tǒng)模型的建立來實現(xiàn)對其動態(tài)特性的研究，將啟動運動過程、停止運動過程和非正常運動過程下的動態(tài)特性進行模擬仿真，以判斷匹配性的方式對供油系統(tǒng)的動態(tài)特性進行研究，完善供油系統(tǒng)的設(shè)計，從而實現(xiàn)對汽輪機油系統(tǒng)的完善[4]。

例如，華電能源股份公司佳木斯熱電廠的技術(shù)人員在對供油系統(tǒng)的動態(tài)特性進行測試時，針對調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行動態(tài)特性模擬試驗，在汽輪機甩負(fù)荷后，得到動態(tài)飛速轉(zhuǎn)速超出其額定轉(zhuǎn)速5%，符合其不超過額定轉(zhuǎn)速8%的要求，并且與實時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)保持一致，說明熱電廠內(nèi)使用的汽輪機油系統(tǒng)符合標(biāo)準(zhǔn)，能夠正常且安全的運行。通過對供油系統(tǒng)的動態(tài)特性進行研究，監(jiān)測供油元件的運行參數(shù)，與仿真系統(tǒng)中的運行參數(shù)進行比較，及時排查異常參數(shù)，找出故障發(fā)生的關(guān)鍵點，采取措施對故障進行解決，讓汽輪機油系統(tǒng)能夠在足夠安全的環(huán)境下運行，避免重大事故的發(fā)生，實現(xiàn)對熱電廠利益的保護，幫助技術(shù)人員對汽輪機油系統(tǒng)進行維護，提升經(jīng)濟性和安全性。

3 結(jié)語

綜上所述，面對汽輪機油系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，通過有效的解決措施保證熱電廠的正常工作，及時發(fā)現(xiàn)故障并對故障進行排除，減少因維修造成的經(jīng)濟損失，保證汽輪機油系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。吸收國內(nèi)外先進的經(jīng)驗，從汽輪機油系統(tǒng)的特點出發(fā)，將故障發(fā)生的可能性控制在最低，根除熱電廠的安全隱患，實現(xiàn)對熱電廠經(jīng)濟效益的保障，推動我國工業(yè)的進步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[4]陳榮青.火力發(fā)電廠汽輪機常見故障及檢修方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，（02）：135.