火電廠600MW機組汽輪機油系統(tǒng)常見故障及處理措施

張春鵬

國能蚌埠發(fā)電有限公司 安徽 蚌埠 233000

引言

火電是我國電力系統(tǒng)生產(chǎn)的重要能源結(jié)構(gòu)，而汽輪機則是火電提供的旋轉(zhuǎn)動力裝置，此裝置的作用主要是實現(xiàn)蒸汽能向機械能的有效轉(zhuǎn)化。在汽輪機運行過程中，汽輪機油系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，若是火電汽輪機油系統(tǒng)穩(wěn)定度有所不足，可能會由引發(fā)汽輪機運行故障。因此，掌握良好的汽輪機油系統(tǒng)故障分析能力，科學(xué)實施油系統(tǒng)檢修維護，可及時化解汽輪機組故障問題，降低油系統(tǒng)問題對汽輪機造成的損害，也可保障火電廠生產(chǎn)運行持續(xù)開展，實現(xiàn)電能資源穩(wěn)定輸送，通過經(jīng)濟及社會效益同步提升推動火電廠的長效發(fā)展。

1 火電廠600MW機組機油系統(tǒng)的常見故障

1.1 油溫非正常升高

潤滑油的作用是潤滑軸承與冷卻軸承，若汽輪機組運行時，潤滑油溫度過高會導(dǎo)致油膜承載能力下降，會增大潤滑油及軸承面間的摩擦效應(yīng)，進而對汽輪機組造成傷害。長期摩擦下還會降低潤滑油質(zhì)量，使設(shè)備難以保持穩(wěn)定與安全運行。在汽輪機組運行中，潤滑油溫度異常升高的出現(xiàn)率較高，若是冷油器利用不當(dāng)，可能會出現(xiàn)難以及時開展高溫回油冷卻的現(xiàn)象。此問題的發(fā)生主要是由于汽輪機運行過程中，冷油器內(nèi)部存在污漬所致，一旦積累的污垢過多，可能使管路被堵塞，進而導(dǎo)致設(shè)備制冷功能下降。同時，若潤滑油系統(tǒng)的設(shè)計與規(guī)定要求不相符，也可能因受熱面積不足而導(dǎo)致氣體排出后溫度難以及時下降。設(shè)備受熱面積越小，潤滑油溫度越高，而汽輪機運行過程中無法自動設(shè)置循環(huán)冷卻水溫度，便會出現(xiàn)油溫過高現(xiàn)象。此外，夏季時節(jié)氣溫較高，也可能造成油溫非正常升高，但此現(xiàn)象并非主要原因。

1.2 油壓過高或過低

油壓是支持汽輪機組系統(tǒng)運行的重要參數(shù)，是軸承之間油膜構(gòu)建的動力基礎(chǔ)，若是汽輪機組運行時油壓控制不當(dāng)，可能出現(xiàn)油壓設(shè)定與機組關(guān)鍵參數(shù)不相契合的現(xiàn)象，易引發(fā)汽輪機組故障問題[1]。火電廠600MW機組汽輪機運行過程中，油壓不穩(wěn)定情況較為常見。若油壓設(shè)置較低，會導(dǎo)致軸承之間油膜無法正常構(gòu)建，干燥情況下軸承之間相互摩擦?xí)?dǎo)致軸承受損。而若潤滑油壓力較大時，則可能由于油液滲漏而引發(fā)火災(zāi)，從而使汽輪機設(shè)備嚴重受損或引發(fā)安全事故。汽輪機運行時，油壓不穩(wěn)定問題的誘發(fā)原因較多，首先，汽輪機組設(shè)計不合理，可能出現(xiàn)油泵性能與裝置應(yīng)用要求不一致的問題。其次，油泵出口處所設(shè)置的逆止閥面積過大或過小，會使汽輪機組運行時出現(xiàn)油壓忽高忽低現(xiàn)象，會導(dǎo)致油泵中生成氣體進而降低潤滑系統(tǒng)應(yīng)用的有效性。

1.3 油質(zhì)不達標

通過分析發(fā)現(xiàn)，火電廠600MW機組汽輪機組系統(tǒng)出現(xiàn)故障的其中一個重要原因是機油質(zhì)量不符合標準。不合格油液當(dāng)中固體雜質(zhì)含量過多，且存在大量的水分，遠遠高于汽輪機正常承受范圍。在水分較多的情況下，會導(dǎo)致汽輪機油液出現(xiàn)乳化反應(yīng)現(xiàn)象。例如潤滑油中水分過大，會因乳化反應(yīng)而導(dǎo)致其潤滑性能下降，或是使汽輪機軸瓦油膜受損，因轉(zhuǎn)子頸及軸瓦之間摩擦力過大而導(dǎo)致軸瓦毀壞。同時，潤滑油乳化還會導(dǎo)致調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)零件遭到銹蝕，會降低零件運轉(zhuǎn)的靈敏度，這會降低汽輪機油系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，從而產(chǎn)生機組運行安全隱患。油質(zhì)中水含量過高導(dǎo)致油水融合是誘發(fā)油質(zhì)乳化反應(yīng)的主要原因，同時油溫過高也會促進油及空氣之間的反應(yīng)，進而降低油液質(zhì)量。火電廠600MW機組汽輪機油系統(tǒng)的冷油器存在漏油點、汽輪機軸封氣密性不強，均是導(dǎo)致水汽向油系統(tǒng)中進入的重要誘因，且油液應(yīng)用過程中未充分過濾，導(dǎo)對油液水分過多，也會因油質(zhì)量與規(guī)定不符而引發(fā)系統(tǒng)故障問題。

1.4 油系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量不合格

汽輪機油系統(tǒng)的運行工藝相對復(fù)雜，且涵蓋多種類型的設(shè)備，若是設(shè)備質(zhì)量不合格，會導(dǎo)致火電廠600MW機組汽輪機油系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)電故障。例如，600MW機組汽輪機主油箱的內(nèi)壁油漆存在脫落現(xiàn)象，可能會降低油箱內(nèi)部油液的品質(zhì)，進而會導(dǎo)致軸頸及軸瓦受損，在汽車輪機投產(chǎn)運行的過程中，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電故障反復(fù)。同時，若是600MW汽輪機組油箱之上所安裝的放油閥質(zhì)量與規(guī)定標準不符，則可能會引發(fā)油箱泄漏問題，這也會導(dǎo)致汽輪機油系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題。造成汽輪機油系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量不合格的主要原因是火電廠未做到設(shè)備供應(yīng)商的嚴格篩選，引進設(shè)備前分析論證不全面、質(zhì)量檢查不徹底，并且在汽輪機油系統(tǒng)設(shè)備引入之后未做到有效管護，日常維修、定期維護工作均未有效開展，未能及時性、妥善性化解油系統(tǒng)的質(zhì)量隱患，從而導(dǎo)致汽輪機油系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

1.5 技術(shù)措施應(yīng)用不合理

火電廠汽輪機組油系統(tǒng)的故障發(fā)生，除了與油溫、油壓、油質(zhì)量、油系統(tǒng)設(shè)備存在直接關(guān)聯(lián)之外，安裝技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)也可能誘發(fā)油系統(tǒng)故障問題。如果火電廠600MW機組汽輪機組裝建設(shè)的過程中，油系統(tǒng)安裝環(huán)節(jié)若未采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施進行軸封供汽系統(tǒng)調(diào)節(jié)，可能導(dǎo)致軸封母管存在壓力過大的現(xiàn)象，會由于壓力作用而使軸封氣密性受到影響，從而導(dǎo)致外部水汽進入油系統(tǒng)內(nèi)部，使油與水混合而出現(xiàn)乳化問題[2]。若是故障較為嚴重，則會使汽輪機難以維持正常運行。除此之外，汽輪機油系統(tǒng)安裝時，若部分結(jié)構(gòu)連接不夠緊密，可能會出現(xiàn)漏油問題，不僅會影響油系統(tǒng)正常運行，還可能因油液滲漏而引發(fā)火災(zāi)事故。同時，汽輪機機頭內(nèi)部蒸汽管及油管道布設(shè)時，若技術(shù)措施應(yīng)用不當(dāng)，可能會出現(xiàn)設(shè)置過于密集的現(xiàn)象，運行時會影響散熱效果，導(dǎo)致溫度升高，在機頭自身不具備良好隔熱性能的前提下，可能會因溫度過高而導(dǎo)致火災(zāi)事故。

2 火電廠600MW機組汽輪機油系統(tǒng)故障的處理措施

2.1 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計并加強系統(tǒng)管理、減少油溫過高問題

2.1.1 監(jiān)測機組運行性能。為降低汽輪機油系統(tǒng)故障發(fā)生率，保障火電廠600MW機組汽輪機的高效與安全運行，要做到汽輪機設(shè)計的合理優(yōu)化與科學(xué)利用，通過降低維修成本而提高火電廠的經(jīng)濟效益。設(shè)計汽輪機組時，需要合理設(shè)置各項參數(shù)，確保參數(shù)符合汽輪機運行要求。同時，600MW機組汽輪機運行的過程中，需要采取有效的監(jiān)測，全過程監(jiān)督汽輪機運行過程，重點分析油系統(tǒng)運行參數(shù)是否控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，及時發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常變動情況，并針對性實施有效的處理，以防止由于參數(shù)過高或過低現(xiàn)象而引發(fā)油系統(tǒng)故障。

2.1.2 及時清潔機系統(tǒng)管道。由于600MW機組汽輪機運行時，可能會因潤滑油污漬沉積而導(dǎo)致管道堵塞，導(dǎo)致油液溫度異常升高問題，火電廠應(yīng)安排專門人員負責(zé)定期清洗油儲罐，并且要做好輸油管道的清潔，通過清洗管道，不僅能防止管道被堵塞，減少油系統(tǒng)故障率，還能有效降低雜質(zhì)污染汽輪機閥體及軸承。油系統(tǒng)清洗工作應(yīng)于每次檢修工作結(jié)束后進行，應(yīng)采取整體油液循環(huán)方式，同時也可在油系統(tǒng)中加裝過濾裝置。針對一些儲油系統(tǒng)或輸送系統(tǒng)，雖然對汽輪機污染度較小，但也應(yīng)對過濾裝置進行定期清洗或及時更換，以防止雜質(zhì)進入而影響汽輪機油系統(tǒng)安全運行。

2.2 應(yīng)用儲能裝置與有效排氣、合理控制油壓

600MW機組汽輪機運行時，油系統(tǒng)中潤滑油壓力需要較長的恢復(fù)時間，會因跳閘而導(dǎo)致設(shè)備脫開，為此，應(yīng)降低潤滑油壓力下降速度，延長油壓下降的持續(xù)時間。可將儲能裝置安裝于油管之上，進而為停機時向油管持續(xù)供壓提供動力支持。儲能裝置安裝時，要合理確定其容量值，結(jié)合油系統(tǒng)應(yīng)用需求選用適宜的儲能裝置，提升儲能器及油系統(tǒng)之間配合度，防止油壓過低導(dǎo)致汽輪機油系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)跳閘問題。安裝好儲能裝置之后，需要定期檢測系統(tǒng)，通過油壓大小、持續(xù)時間分析，為汽輪機油系統(tǒng)安全運行提供保障[3]。與此同時，汽輪機油系統(tǒng)備用油泵在設(shè)置油壓時，通常需要較長的時間，這是由于逆止閥安裝后，會因空氣在油泵中聚集而導(dǎo)致油壓升高，因此，需要在逆止閥上設(shè)置直徑不超過3.5mm的排氣孔，以使空氣能夠快速排出，進而降低油泵壓力，為備用油泵的高效運行提供保障。

2.3 控制機油含水量、防止油液過度乳化

由于油液乳化的主要原因是油系統(tǒng)內(nèi)部水分含量過多或高溫導(dǎo)致油液及空氣發(fā)生反應(yīng)。為此，600MW機組汽輪機油系統(tǒng)運行時，需要加強油液之中水分含量的嚴格控制，并避免油箱中有外部水汽進入，重點是防止冷卻水漏入油箱，并防止軸封出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。為有效控制油液乳化問題，火電廠工作人員需要定期檢查冷卻水壓力值，要確保這一壓力始終處于油液壓力之上，以防止因油液壓力過大導(dǎo)致冷卻水向油箱中滲入。同時，還要定期檢測汽輪機軸封的性能情況，對密閉性不佳的油封進行修理或更換。

2.4 加強設(shè)備采購安裝質(zhì)量控制、減少故障隱患

2.4.1 嚴格把控油系統(tǒng)設(shè)備采購大關(guān)。由于汽輪機油系統(tǒng)的各種設(shè)備質(zhì)量情況，是影響600MW機組汽輪機運行的關(guān)鍵，因而在設(shè)備選擇與應(yīng)用時要加強質(zhì)量把控，防止由于設(shè)備質(zhì)量不合格引發(fā)發(fā)電故障。火電廠需要加大設(shè)備采購管理力度，要嚴格篩選油系統(tǒng)中各類設(shè)備供應(yīng)商，通過嚴格的資質(zhì)檢查、性能檢測、技術(shù)論證，確保所引進設(shè)備的性能、質(zhì)量均符合火電廠600MW機組汽輪機的運行要求。在設(shè)備引進之后，應(yīng)安排專人負責(zé)檢測設(shè)備運行狀況，分析設(shè)備質(zhì)量性能，且需選擇適合地點存儲與安裝各種設(shè)備[4]。檢測時若發(fā)現(xiàn)設(shè)備質(zhì)量與要求不符，應(yīng)立即要求供應(yīng)商處理或更換，并且后期設(shè)備應(yīng)用過程中，要確保檢修工作定期開展，以便及時發(fā)現(xiàn)與妥善處理設(shè)備隱患，保障油系統(tǒng)的應(yīng)用安全。

2.4.2 做好油系統(tǒng)設(shè)備安裝調(diào)試。由于技術(shù)措施應(yīng)用的科學(xué)性與合理性，會影響到汽輪機組油系統(tǒng)的運行安全，因而安裝汽輪機組油系統(tǒng)設(shè)備之時，需要加強技術(shù)工藝控制，防止由于技術(shù)應(yīng)用原因引發(fā)油系統(tǒng)故障。安裝設(shè)備前，要做好安裝現(xiàn)場的全面清理，采用化學(xué)制劑對油管道內(nèi)部進行全面清潔，并且要做好各個設(shè)備安裝前的運行檢測與安裝調(diào)試。安裝過程中，要選用適合的安裝技術(shù)，合理控制電流大小，避免因電流過高而對油系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生較大的沖擊力，從而燒毀變壓器，或是導(dǎo)致變壓器高壓側(cè)出出匝路短路問題。通過科學(xué)安裝與合理調(diào)試，降低汽輪機油系統(tǒng)運行事故的發(fā)生率。

2.5 引入先進技術(shù)手段、加強日程檢修維護

汽輪機運行中，需要加強技術(shù)控制，保障油系統(tǒng)維護工作高質(zhì)量開展，并提升油務(wù)管理實施成效。向油系統(tǒng)中投放油料之前，要在油質(zhì)嚴格檢測的基礎(chǔ)上，做好油料循環(huán)系統(tǒng)的清潔，且要對油液采取過濾措施，通過先進技術(shù)工藝引進保障各道工序開展的規(guī)范性。循環(huán)運行過程中，需要結(jié)合油系統(tǒng)設(shè)備布局設(shè)置循環(huán)時的劃分段數(shù)，應(yīng)將過濾裝置安裝在油系統(tǒng)中，以有效濾出油質(zhì)中的雜質(zhì)。同時要控制好油溫，不斷敲擊管道，以保障油管清洗的徹底性。機頭內(nèi)管道設(shè)置時，要合理設(shè)置布設(shè)密度，防止管線過于密集導(dǎo)致機頭內(nèi)溫度過高。

3 結(jié)束語

作為火電廠生產(chǎn)運行重要結(jié)構(gòu)的汽輪機，是影響電力生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。由于油系統(tǒng)故障發(fā)生率相對較高，為保障600MW機組汽輪機油系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，降低安全事故發(fā)生概率，需要明確汽輪機油系統(tǒng)易出現(xiàn)的故障問題。在油系統(tǒng)運行管理過程中，應(yīng)實時監(jiān)測油系統(tǒng)運行狀況、及時清潔系統(tǒng)管道，防止油溫異常升高。且要通過安裝儲能裝置及在逆止閥上開孔保障油壓的穩(wěn)定性。還要控制好油液含水量，防止油液乳化，并加強采購安裝控制、引入先進技術(shù)、做好日常檢修維護，通過油系統(tǒng)安全運行保障火電廠600MW機組汽輪機功能正常發(fā)揮，持續(xù)穩(wěn)定為社會生產(chǎn)生活提供電力能源。