50MW汽輪機一次調(diào)速油壓低的原因分析與處理

徐甲慶

（邯鋼集團邯寶鋼鐵有限公司 能源中心，河北 邯鄲 056015）

邯鋼西區(qū)熱電廠1#2#3#發(fā)電機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠制造生產(chǎn)的50MW機組，該機組型號為CC50/N60—8.83/2.17/0.98，型式為高溫高壓單缸沖動抽汽凝汽式，額定功率為50MW，最大純凝功率能夠達到60MW。每臺機組設置一個自動主汽門和4個高壓調(diào)速汽門。該汽輪發(fā)電機組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用低壓透平油數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，它是由數(shù)字電控裝置和機械液壓部分組成。該汽輪機控制系統(tǒng)液壓部分所用的油源由主機潤滑系統(tǒng)提供，也就是說潤滑油系統(tǒng)的主要作用除了向汽輪發(fā)電機組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油外，同時還為調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油。自投入運行以來，3#汽輪機曾經(jīng)出現(xiàn)過一次，在正常停機之后，再次重新開機的時候，調(diào)速油壓低導致無法開機的問題。檢修人員和技術人員通過認真分析判斷，查找原因，成功處理了該問題，保證了汽輪機的安全穩(wěn)定正常運行[1-3]。

1 調(diào)速油系統(tǒng)介紹

該汽輪發(fā)電機組的調(diào)速系統(tǒng)采用低壓透平油數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，它是由數(shù)字電控裝置和機械液壓部分組成。該汽輪機控制系統(tǒng)液壓部分所用的油源由主機潤滑系統(tǒng)提供，也就是說潤滑油系統(tǒng)的主要作用除了向汽輪發(fā)電機組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油外，同時還為調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油。也就是調(diào)速油系統(tǒng)和潤滑油系統(tǒng)共用一個主油箱。在正常運行情況下，潤滑油壓為0.118±0.0196Mpa，調(diào)速油壓為1.96Mpa，主油泵入口油壓為0.098Mpa，主油泵出口油壓為1.96Mpa。

在汽輪機啟動沖轉(zhuǎn)的時候，啟動高壓啟動油泵向調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油，并通過射油器Ⅰ向主油泵入口供油，通過射油器Ⅱ向機組提供潤滑油。隨著汽輪機轉(zhuǎn)速的不斷升高，主油泵出口壓力和流量也隨之升高。大約在2930r/min時，主油泵出口壓力將達到1.86Mpa左右，此時主油泵出口壓力和流量已經(jīng)能夠滿足機組所需要的全部用油。定速后，就可以將高壓啟動油泵停止。

汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油壓就叫做調(diào)速油壓。在汽輪機正常運行時，危急遮斷器滑閥處于上支點位置，上部作用著的壓力油即為掛閘油。滑閥下部作用著的壓力油即為附加保安油。自動主汽門自動關閉器下部作用著的壓力油就叫保安油壓。在汽輪機正常運行的時候，調(diào)速油壓、附加保安油壓、掛閘油壓和保安油壓相等，都是1.96Mpa。

曾經(jīng)有一次3#汽輪機在正常停機之后，再次重新開機的時候，高壓啟動油泵啟動之后調(diào)速油壓只有0.5Mpa，再看其它的附加保安油壓、掛閘油壓和保安油壓都是0.5Mpa。危急遮斷器滑閥無法進行掛閘，自動主汽門無法開啟，汽輪發(fā)電機組無法進行沖轉(zhuǎn)開機。

2 汽輪機調(diào)速油壓低的原因分析與處理

汽輪機在啟動沖轉(zhuǎn)以前，造成調(diào)速油壓低起不來的原因，主要有以下幾個方面的原因[4]。

3.1 高壓啟動油泵設備本身出力的原因

高壓啟動油泵內(nèi)有空氣或者油溫過高汽輪機組在啟動過程中,主油泵尚不能正常供油,這時,壓力油由調(diào)速油泵供給。為了防止產(chǎn)生的壓力油經(jīng)離心式主油泵倒流回油箱,在主油泵出口設有一個逆止閥,以阻止油倒流。但是,在啟動升速過程中,若泵中的油沒有流動,則原存空氣不能排出,泵所做的功轉(zhuǎn)化成熱能使油溫升高,生成油煙,當汽輪機達到全速后,停用調(diào)速油泵,主油泵開始工作時,使主油泵不能產(chǎn)生油壓,造成油系統(tǒng)失壓。進油管中積有空氣,在調(diào)速油泵停運,主油泵開始工作,大量油流經(jīng)主油泵時,進油管中的空氣便進入主油泵,使主油泵打空斷油。主油泵泵殼上有放空氣孔,同時也是放油孔,不斷有油經(jīng)孔流出,使泵內(nèi)溫度不會升高過多,在此應注意,若放氣孔太大或油泵軸套間隙太大,主油泵在工作時一直有大量油流出,會影響到油壓;若放油孔被堵塞,則主油泵在工作前不能把泵中的空氣排出,主油泵就不能正常工作,調(diào)速油泵停止供油后,主油泵也不能供油,調(diào)速油壓便無法形成。

為了驗證高壓啟動油泵出力是否有問題，在高壓油泵運行的過程中，逐漸關閉高壓啟動油泵的出口閥門，高壓油泵出口閥門前的壓力表逐漸上升，并且最終達到1.96Mpa，說明高壓啟動油泵設備本身出力沒有問題，可以排除高壓啟動油泵設備本身出力的原因。

3.2 高壓啟動油泵出口止回閥由于卡澀處于關閉狀態(tài)

調(diào)速油泵出口逆止閥關閉不嚴調(diào)速油泵正常運行時,調(diào)速油泵出口逆止閥被打開供調(diào)速油壓。機組在全速時,調(diào)速油泵停運,主油泵將投入正常運行,調(diào)速油泵出口逆止門回落關閉,若此時逆止門回落關閉不嚴,主油泵所打出的油有一部分將從逆止門返回油箱,造成調(diào)速油壓降低

汽輪機組在啟動時,若調(diào)速油泵油壓高于主油泵出口油壓,調(diào)速油泵在運行時油壓將三通逆止閥推至主油泵處,當汽輪機轉(zhuǎn)速到3000r/min時,停止調(diào)速油泵的運行,主油泵油壓又將三通逆止閥推至原位,由主油泵供調(diào)速油壓。若此時三通逆止閥卡澀不及時回到原位,將導致主油泵出口油壓出不去,使調(diào)速油壓劇降。

但是經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，高壓啟動油泵出口止回閥前壓力表和調(diào)速油壓一樣都是0.5Mpa，這說明出口止回閥沒有卡澀處于半開半關或者完全關閉的狀態(tài)。所以高壓啟動油泵出口止回閥由于卡澀沒有完全打開或者處于關閉狀態(tài)，造成調(diào)速油壓低的原因也可以排除。

3.3 調(diào)速油系統(tǒng)管道存在泄油的地方

調(diào)速系統(tǒng)油壓低還有一個原因就是調(diào)速油系統(tǒng)管道存在泄漏的地方，導致調(diào)速系統(tǒng)油壓低。例如管道接頭、焊口出現(xiàn)斷裂等等。但是這樣的話，那就需要需要等到汽輪機汽缸溫度降到120℃以下，停盤車和交流潤滑油泵以后，將汽輪機前箱蓋打開，才能對汽輪機調(diào)速油系統(tǒng)的各個管道進行檢查，這樣的話至少需要等3天以后才能開始進行。

3.4 主油泵出口止回閥由于卡澀處于完全打開狀態(tài)

在主油泵出口設置有一個止回閥，在汽輪機停機和高壓啟動油泵也停運的時候，主油泵出口止回閥應該是處于自然關閉狀態(tài)。汽輪機在啟動沖轉(zhuǎn)的時候，高壓啟動油泵啟動后主油泵出口止回閥仍然處于關閉狀態(tài)。當汽輪機轉(zhuǎn)速達到3000r/min定速，高壓啟動油泵停止后，主油泵出口止回閥隨即打開，主油泵開始向潤滑系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)提供用油。

在汽輪機啟動沖轉(zhuǎn)的時候，如果說主油泵出口止回閥由于卡澀處于完全打開的狀態(tài)，那么高壓啟動油泵啟動后，調(diào)速系統(tǒng)的油就會通過主油泵泄走回到主油箱，因而造成調(diào)速油壓低。

在汽輪機前箱附近，一共有10個經(jīng)汽輪機前箱引出的壓力表，其中就有主油泵出口油壓和調(diào)速油壓。經(jīng)過認真的研究汽輪機潤滑油系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)圖可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機主油泵出口油壓在主油泵出口止回閥之前，調(diào)速油壓在主油泵出口止回閥之后。如果在汽輪機啟動沖轉(zhuǎn)的時候，如果說主油泵出口止回閥由于卡澀處于完全打開的狀態(tài)，那么高壓啟動油泵啟動后，調(diào)速系統(tǒng)的油通過主油泵泄走回到主油箱，此時，主油泵出口油壓就會和調(diào)速油壓相等一致[5-8]。

經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，在這次調(diào)速系統(tǒng)油壓低的時候，發(fā)現(xiàn)調(diào)速油壓和主油泵出口油壓確實是一樣，都是0.5Mpa。所以根據(jù)這個現(xiàn)象，最終就可以肯定的確認就是由于主油泵出口止回閥卡澀處于打開的狀態(tài)，調(diào)速系統(tǒng)的油通過主油泵泄走回到主油箱，因而造成調(diào)速油壓低[9]。

3.5 處理方法

在確認這次調(diào)速油壓低起不來，是由于主油泵出口止回閥卡澀的原因造成的以后，那么處理主油泵出口逆止閥卡澀，就不需要再打開前箱。因為在汽輪機前箱的底部主油泵出口止回閥出正好有一個檢修手孔，只要打開這個手孔就能夠處理。

在打開收口后，發(fā)現(xiàn)主油泵出口逆止閥閥瓣果然在卡澀在最大開啟的位置。用東西輕松的一桶閥瓣就恢復關閉狀態(tài)，然后又將閥瓣的最大外圓處進行了打磨，確保閥瓣不會再在最大開啟的位置卡澀。處理完畢后，啟動高壓啟動油泵調(diào)速油壓恢復至正常1.96Mpa，其它油壓也全部正常，汽輪機正常沖轉(zhuǎn)開機。

后來在下一次的停機檢修中，又再次對主油泵出口止回閥進行了徹底的檢查和打磨靈活處理，徹底消除了主油泵出口止回閥卡澀的隱患[10-13]。

4 結語

汽輪機在啟動沖轉(zhuǎn)以前，造成調(diào)速油壓低起不來的原因雖然有多方面，但是經(jīng)過查閱有關資料，主油泵出口止回閥卡澀是一個比較常見的原因，尤其是投運的新機組。3#汽輪機經(jīng)過這次處理之后，至今運行良好，一直沒有再出現(xiàn)過調(diào)速油壓低無法開機的情況。實踐證明，這次的原因分析和處理是正確的。