50MW汽輪機(jī)一次調(diào)速油壓低的原因分析與處理

徐甲慶

（邯鋼集團(tuán)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(jī)組汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠制造生產(chǎn)的50MW機(jī)組，該機(jī)組型號為CC50/N60—8.83/2.17/0.98，型式為高溫高壓單缸沖動(dòng)抽汽凝汽式，額定功率為50MW，最大純凝功率能夠達(dá)到60MW。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一個(gè)自動(dòng)主汽門和4個(gè)高壓調(diào)速汽門。該汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)械液壓部分組成。該汽輪機(jī)控制系統(tǒng)液壓部分所用的油源由主機(jī)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(jī)組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油外，同時(shí)還為調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油。自投入運(yùn)行以來，3#汽輪機(jī)曾經(jīng)出現(xiàn)過一次，在正常停機(jī)之后，再次重新開機(jī)的時(shí)候，調(diào)速油壓低導(dǎo)致無法開機(jī)的問題。檢修人員和技術(shù)人員通過認(rèn)真分析判斷，查找原因，成功處理了該問題，保證了汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定正常運(yùn)行[1-3]。

1 調(diào)速油系統(tǒng)介紹

該汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)械液壓部分組成。該汽輪機(jī)控制系統(tǒng)液壓部分所用的油源由主機(jī)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(jī)組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油外，同時(shí)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(gè)主油箱。在正常運(yùn)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(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)的時(shí)候，啟動(dòng)高壓啟動(dòng)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(jī)組提供潤滑油。隨著汽輪機(jī)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(shí)，主油泵出口壓力將達(dá)到1.86Mpa左右，此時(shí)主油泵出口壓力和流量已經(jīng)能夠滿足機(jī)組所需要的全部用油。定速后，就可以將高壓啟動(dòng)油泵停止。

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油壓就叫做調(diào)速油壓。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，危急遮斷器滑閥處于上支點(diǎn)位置，上部作用著的壓力油即為掛閘油?；y下部作用著的壓力油即為附加保安油。自動(dòng)主汽門自動(dòng)關(guān)閉器下部作用著的壓力油就叫保安油壓。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行的時(shí)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(jī)在正常停機(jī)之后，再次重新開機(jī)的時(shí)候，高壓啟動(dòng)油泵啟動(dòng)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(jìn)行掛閘，自動(dòng)主汽門無法開啟，汽輪發(fā)電機(jī)組無法進(jìn)行沖轉(zhuǎn)開機(jī)。

2 汽輪機(jī)調(diào)速油壓低的原因分析與處理

汽輪機(jī)在啟動(dòng)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(gè)方面的原因[4]。

3.1 高壓啟動(dòng)油泵設(shè)備本身出力的原因

高壓啟動(dòng)油泵內(nèi)有空氣或者油溫過高汽輪機(jī)組在啟動(dòng)過程中,主油泵尚不能正常供油,這時(shí),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(shè)有一個(gè)逆止閥,以阻止油倒流。但是,在啟動(dòng)升速過程中,若泵中的油沒有流動(dòng),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(dāng)汽輪機(jī)達(dá)到全速后,停用調(diào)速油泵,主油泵開始工作時(shí),使主油泵不能產(chǎn)生油壓,造成油系統(tǒng)失壓。進(jìn)油管中積有空氣,在調(diào)速油泵停運(yùn),主油泵開始工作,大量油流經(jīng)主油泵時(shí),進(jìn)油管中的空氣便進(jìn)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(shí)也是放油孔,不斷有油經(jīng)孔流出,使泵內(nèi)溫度不會(huì)升高過多,在此應(yīng)注意,若放氣孔太大或油泵軸套間隙太大,主油泵在工作時(shí)一直有大量油流出,會(huì)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(yàn)證高壓啟動(dòng)油泵出力是否有問題，在高壓油泵運(yùn)行的過程中，逐漸關(guān)閉高壓啟動(dòng)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(dá)到1.96Mpa，說明高壓啟動(dòng)油泵設(shè)備本身出力沒有問題，可以排除高壓啟動(dòng)油泵設(shè)備本身出力的原因。

3.2 高壓啟動(dòng)油泵出口止回閥由于卡澀處于關(guān)閉狀態(tài)

調(diào)速油泵出口逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)調(diào)速油泵正常運(yùn)行時(shí),調(diào)速油泵出口逆止閥被打開供調(diào)速油壓。機(jī)組在全速時(shí),調(diào)速油泵停運(yùn),主油泵將投入正常運(yùn)行,調(diào)速油泵出口逆止門回落關(guān)閉,若此時(shí)逆止門回落關(guān)閉不嚴(yán),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(jī)組在啟動(dòng)時(shí),若調(diào)速油泵油壓高于主油泵出口油壓,調(diào)速油泵在運(yùn)行時(shí)油壓將三通逆止閥推至主油泵處,當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到3000r/min時(shí),停止調(diào)速油泵的運(yùn)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(shí)三通逆止閥卡澀不及時(shí)回到原位,將導(dǎo)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(dòng)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(guān)或者完全關(guān)閉的狀態(tài)。所以高壓啟動(dòng)油泵出口止回閥由于卡澀沒有完全打開或者處于關(guān)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(gè)原因就是調(diào)速油系統(tǒng)管道存在泄漏的地方，導(dǎo)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(jī)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(jī)前箱蓋打開，才能對汽輪機(jī)調(diào)速油系統(tǒng)的各個(gè)管道進(jìn)行檢查，這樣的話至少需要等3天以后才能開始進(jìn)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(shè)置有一個(gè)止回閥，在汽輪機(jī)停機(jī)和高壓啟動(dòng)油泵也停運(yùn)的時(shí)候，主油泵出口止回閥應(yīng)該是處于自然關(guān)閉狀態(tài)。汽輪機(jī)在啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)的時(shí)候，高壓啟動(dòng)油泵啟動(dòng)后主油泵出口止回閥仍然處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000r/min定速，高壓啟動(dòng)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(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)的時(shí)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(dòng)油泵啟動(dòng)后，調(diào)速系統(tǒng)的油就會(huì)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(jī)前箱附近，一共有10個(gè)經(jīng)汽輪機(jī)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(rèn)真的研究汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)圖可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)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(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)的時(shí)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(dòng)油泵啟動(dòng)后，調(diào)速系統(tǒng)的油通過主油泵泄走回到主油箱，此時(shí)，主油泵出口油壓就會(huì)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(shí)候，發(fā)現(xiàn)調(diào)速油壓和主油泵出口油壓確實(shí)是一樣，都是0.5Mpa。所以根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，最終就可以肯定的確認(rèn)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(rèn)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?yàn)樵谄啓C(jī)前箱的底部主油泵出口止回閥出正好有一個(gè)檢修手孔，只要打開這個(gè)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(fù)關(guān)閉狀態(tài)，然后又將閥瓣的最大外圓處進(jìn)行了打磨，確保閥瓣不會(huì)再在最大開啟的位置卡澀。處理完畢后，啟動(dòng)高壓啟動(dòng)油泵調(diào)速油壓恢復(fù)至正常1.96Mpa，其它油壓也全部正常，汽輪機(jī)正常沖轉(zhuǎn)開機(jī)。

后來在下一次的停機(jī)檢修中，又再次對主油泵出口止回閥進(jìn)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(jié)語

汽輪機(jī)在啟動(dòng)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(guān)資料，主油泵出口止回閥卡澀是一個(gè)比較常見的原因，尤其是投運(yùn)的新機(jī)組。3#汽輪機(jī)經(jīng)過這次處理之后，至今運(yùn)行良好，一直沒有再出現(xiàn)過調(diào)速油壓低無法開機(jī)的情況。實(shí)踐證明，這次的原因分析和處理是正確的。