汽輪機潤滑油系統運行調試中的主要問題與解決方法

孟慶波 楊少國 吳曙明

（山東齊魯電機制造有限公司，濟南 250010）

汽輪機的潤滑油系統在汽機的運行中發揮著至關重要的作用，是汽輪機安全運行的重要保障。在運行中，如果汽輪機的潤滑油系統工作異常，極易導致汽輪機燒瓦、大軸彎曲、轉子動靜摩擦，甚至發生整機損壞的惡性事故。由于潤滑油系統出現故障而被迫停機的事情時有發生[1]。因此，對汽輪機潤滑油系統運行調試中的問題應引起足夠重視，找出真正的原因，采取合理的解決辦法，將問題解決在真正運行之前。

1 潤滑油系統介紹

潤滑油系統的主要作用是向汽輪發電機組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油，同時為調節系統的機械超速保護系統提供壓力油。該系統能滿足機組在啟動、停機、正常運行和事故工況下的汽輪發電機組的供油要求。

潤滑油系統由主油泵、冷油器、射油器、溢油閥、頂軸裝置、排煙裝置、油箱、高壓啟動油泵、交流潤滑油泵、直流事故油泵、雙筒切換過濾器、盤車裝置、油位指示器以及連接管道、閥門及各種監測儀表等構成。

汽輪機油系統典型原理如圖1所示。由汽輪機主軸帶動的主油泵的出口壓力油分成兩部分，其中，一部分供給調節系統和保安系統，另一部分送到射油器進口。射油器的出油也分為兩路，一路到主油泵進口，另一路通過濾油器、冷油器后進入供各軸承的潤滑油供油母管。系統中的回油靠自重經濾網過濾后進入油箱內[2]。

圖1 典型潤滑油系統圖

2 運行調試中的問題、直接原因及解決方法

我公司已為國內外用戶供應汽輪機100多臺套，本文針對這些汽輪機得潤滑油系統在運行調試中出現問題進行了篩選、總結，分析其形成的直接原因，并提出了現場解決方法。

2.1 1#射油器出口壓力低

案例：在某CC25-8.83/3.82/1.1型汽輪機項目運行調試中，1#注油器出口0.03MPa,遠低于設計值0.15MPa。初步分析，認為可能存在以下原因：第一，射油器入口壓力低，即主油泵出口壓力低；第二，射油器性能不滿足設計要求；第三，射油器入口管路存在部分堵塞。查看主油泵出口壓力表，顯示壓力1.95MPa，滿足設計要求。調閱射油器性能試驗報告，射油器性能也滿足設計要求。檢查主油泵出口到1#射油器入口之間的管路，發現在1#注油器入口細油管與主管焊接處細管插入主管焊接，并未按相貫線焊接，造成管路不暢通，使進油量減少。解決方法：將閥門與1#射油器之間的管路拆掉，重新焊接一段管路代替。本案例說明如圖1所示。

圖1 案例說明

2.2 主油泵出口壓力低

案例1：某C30-8.83/0.981型汽輪機項目，在停掉高壓啟動泵改由機頭主油泵供油后,發現開機盤主油泵壓力為1.5～1.6MPa，明顯低于主油泵設計值2MPa。分析認為可能存在以下原因：第一，主油泵入口壓力低，可能1#射油器出口壓力低或1#射油器出口至主油泵入口的管路堵塞；第二，主油泵性能不滿足設計要求；第三，主油泵出口或入口有泄漏。主油泵為成熟產品且供貨商信譽良好，所以先不針對第二條原因檢查。檢查1#射油器至主油泵入口的管路，未發現堵塞現象。拆解射油器，未發現射油器濾網損壞。打開前箱，用0.03mm塞尺檢查主油泵入口與前箱接口，不入。因主油泵出口有一管路給高壓油動機供油，檢查高壓油動機與前箱接口，塞尺很容易塞入，拆下高壓油動機后發現前支撐面有一塊石棉橡膠板，安裝人員反饋高壓油動機前、后支撐面不在同一水平面上，因此，在前支撐面增加了1mm橡膠板，造成后結合面與高壓油動機之間存在間隙。這是造成漏油的主要原因。解決方法：拆除1mm石棉橡膠板，現場實測前支撐面與后支撐面偏差，重新配制銅墊片，安裝在前支撐面上。本案例說明如圖2所示。

圖2 案例1說明

案例2：某C70-8.83/0.98型汽輪機項目中，主油泵出口壓力1.8MPa，低于設計值2MPa。分析原因同案例1。經檢查，1#射油器至主油泵入口的管路未堵塞，但1#射油器濾網破損。濾網破損后進入噴嘴，導致出口壓力和流量都有所減少，造成給主油泵供油不足，因此，主油泵出口壓力低于設計值。解決方法：更換1#射油器濾網，沿油流方向檢查管路、主油泵、前軸承箱，清除濾網碎片。

2.3 潤滑油壓高

案例1：在某C142/N156-13.24/535/535/1.275項目中，啟動交流泵打油循環，潤滑油母管壓力0.17MPa，高于設計值上限0.15MPa。分析可能存在的原因：第一，未按油系統原理圖布置管路；第二，軸承進油口節流孔板孔徑過小，與系統設計壓力不匹配；第三，溢油閥未起作用。現場檢查連接管路，均按油系統原理圖布置。調節溢流閥調節螺母，潤滑油系統壓力沒有變化。停泵拆卸溢油閥，無卡塞現象，分析認為潤滑油母管壓力過高超出了溢油閥的上限，即潤滑油壓力超過了調節彈簧能產生的最大壓力，不管怎樣調節，彈簧均已處于最大壓縮量。雖然加大軸承進油口節流孔板孔徑，可以降低潤滑油母管壓力，但工作量較大，考慮采用現有0.17MPa的壓力進行啟機試運行，對機組潤滑影響并不大，也不會出現油擋甩油的現象，因此，最終采用0.17MPa的潤滑油母管壓力進行啟機。

案例2：在某N30-8.83/535型汽輪機項目中，潤滑油母管壓力為0.15MPa，超過上限設計值0.13MPa。可能存在的原因見案例1。經檢查，油管路連接沒有問題，但溢油閥調節螺母處在行程最底端，此時溢流量最小。解決方法：向上調節螺母，使彈簧壓縮力減小，閥門開度變大，溢流量增大，潤滑油母管壓力減小，最終使其穩定在0.12MPa。

2.4 盤車上部及后軸承箱后擋油環處冒煙

案例：在某項目中，后軸承箱后擋油環和盤車上部有油煙冒出。分析其原因是軸承箱內負壓低，盤車大齒輪鼓風將油煙帶起，從盤車裝置上部縫隙處、擋油環和轉子間隙處冒出。解決方法：調節排煙裝置手動蝶閥加大排風量，部分堵塞油箱上的空氣過濾器，使油箱和回油管內的負壓增大，因后軸承箱與回油管道相連，故后軸承箱內負壓相應增大，油煙不再向外排處，問題解決。

2.5 盤車無法自動投入

案例：在某項目中，試驗盤車裝置時，可以手動投入，但無法自動投入。本項目采用JDZP7.5－A型電動盤車，自動投入時盤車工作原理，如圖3所示。當電磁閥10得電時，壓力油經電磁閥10、操作滑閥9進入旋轉油缸8，旋轉油缸內的旋轉活塞6在壓力油7的作用下克服彈簧4阻力帶動曲柄5和手柄旋轉，并推動連桿機構使擺動齒輪1向下擺動與汽輪機大齒輪17嚙合，此時手柄壓下行程開關SQ1，同時電磁閥斷電復位，觸發微動開關SQ2，這時啟動電機（SQ1與SQ2邏輯“與”），盤車盤轉汽輪機軸系。文獻[3]給出了此種狀態下的可能原因，據此進行排查：控制柜上的“嚙合位置”指示燈亮說明嚙合位置正確，SQ2已觸發，電磁閥動作正常，壓力油無泄漏。根據供貨商提供的電器原理圖檢查控制柜接線，確認邏輯控制正確。電機仍無法自動啟動，則有可能微動開關SQ2損壞。換上新的微動開關后，再次啟動盤車裝置，投入正常。

圖3 自動投入時盤車工作原理

3 深層原因分析及對策

深究潤滑油系統運行調試問題的原因，主要有以下幾個。一是安裝人員蠻干，責任意識差（如上述2.1案例、2.2案例1）。對策：用戶應加強對安裝公司的約束，獎罰并重，禁止蠻干亂干，避免造成設備損壞或者返工。二是運行人員理論知識差（如上述2.3案例2、2.4案例）。對策：加強對運行調試人員的培訓，確保按照運行規程、使用說明書操作。三是零件或元器件損壞（如上述2.5案例、2.2案例2）。雖然新機中零件或元器件損壞的可能性很小，但也應引起重視，發生這些的原因可能是零件或元器件本身質量不過關，也可能是這些在供貨商加安裝時磕碰所致。對策：制造單位加強進、出廠貨物檢驗，最大限度提高出廠合格率。

4 結語

汽輪機潤滑油系統出現問題，可能是一個或多個原因導致，在針對原因的排查過程中應根據檢查的方便性，現易后難，而不能一味地全面檢查，同時要根據處理問題成本的大小，采取合理的處理方法，而追求某個數值的絕對性。雖然各汽輪機廠家的潤滑油系統組成略有差異，但出現的問題應與本文所闡述的問題具有相通性，相信本文提出的分析問題的思路、解決問題的方法、減少問題的對策，對于其他汽輪機生生產家或用戶具有借鑒意義。