浅析汽轮发电机组润滑油压低原因及对策
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发布者:lunwenchina
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时间:2020年4月20日 09:56
季建宇
(江苏华电扬州发电有限公司 江苏 扬州 225002 )摘 要:汽轮发电机组启动运行时,发生润滑油压低,会引起机组保护动作造成停机,也容易发生设备损坏,通过检查润滑油系统设备,找出引起润滑油压低的原因,并进行检修和更换,提高机组运行可靠性。
关键词:压力;密封环;叶片;止回板
1.前言
哈尔滨汽轮机厂生产的引进型 N330-16.7/537/537 机组,为亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、反动、冷凝式机组,与汽轮机相配套的润滑油系统,主要由润滑主油箱、主油泵、交流润滑油泵、高压备用油泵、注油器、直流事故油泵、溢流阀、油烟分离装置和净化系统等组成。正常运行时,由汽轮机带动主油泵旋转,系统的全部所需油量都由主油泵和注油器提供。主油泵的出口压力油先进入润滑油主油箱,然后经油箱内油管路分为两路:一路向汽轮机机械超速危急遮断装置供油,同时向发电机高压备用密封油提供油;另一路作为注油器的喷射动力油。注油器的出油分为三路:
一路主油泵进口油;二路经冷油器送至各径向轴承,推力轴承以及盘车装置的润滑油;三路发电机低压备用密封油源。
2.机组故障表现:
机组启动至 2040r/min 时,润滑油压一直保持在 0.11MPa ,当转速继续上升至 2400r/min 时,润滑油压缓慢下升至 0.07MPa 左右,由于润滑油压低,直流油泵联锁启动(润滑油压低于 0.07MPa ,直流油泵启动),提高润滑油压,转速继续上升至 2800r/min ,润滑油压缓慢上升,转速至 3000r/min ,润滑油压达到 0.18MPa ,停运直流油泵和交流油泵,润滑油压至 0.12MPa 左右,恢复正常。
3.原因分析:
3.1 汽轮机转速升高,润滑油温度升高,润滑油粘度下降,汽轮机轴承所需要的润滑油量少有提高。
3.2 主油泵密封环间隙大,汽轮机转速升高后,油泵密封环侧泄漏量增大。
3.3 汽轮机转速在 2400r/min 左右时,主油泵出口压力与交流润滑油泵出口压力差值很小,射油器止逆板开始反复动作,注油器出口逆止门一旦打开,主油泵出口流量剧增,由于流量突然主油泵出口流量增大,出口压力下降则又导致注油器出口逆止门回关,交流润滑油泵运行工况发生变化,进入不稳定运行工作区,使润滑油压发生大幅度变化。当主机转速升至 2300rpm 以上时,通过了注油器出口逆止门动作瞬间后油压又趣于稳定,主油泵与交流油泵并列运行。
3.4 该机组在注油器扩压管后装有可调逆止阀,它在注油器工作时,可以防止油从系统倒流回注油器而进入油箱,在混合室吸油孔的上方,装有一个可上下自由移动的逆止板,当注油器和主油泵正常工作时,混合室中是负压,逆止板被顶起,油箱中的油可通过 8个吸油孔吸入混合室中,而在机组启停过程中交流润滑油泵工作时,逆止板落下,阻止系统中的油经吸油孔倒流回油箱。但从实际情况看我厂 #1 、 2 机组注油器后的调压逆止阀性能不好,多次出现开机过程中润滑油压大幅下降,导致机组跳闸、直流润滑油泵联动、机组中速暖机不能正常进行。随着开机过程中机组转速上升,注油器出口逆止门开启的瞬间,由于主油泵出口压力下降,又造成该逆止门回关,在此过程中可能造成注油器出口逆止门频繁动作,出现频跳、抖动等现象,从实际运行情况看,该逆止门性能不好,活动不灵活、工作特性差,且在此过程中该门不能够完全回座,从而使交流润滑油泵出口油由注油器倒流回油箱,引起润滑油压的大幅度下降,造成直流油泵联动,机组跳闸。
3.5 交流润滑油泵出口压力低,油泵出口压力在保证值下限,远小于机组投产时交流润滑油泵出口压力的数值,当主油泵转速上升时,注油器开始工作时,需要大量油,润滑油泵不能满足系统要求。
4现场实施:
利用机组检修期间,对机组润滑油系统进行排查,分别对主油泵、交流润滑泵、注油器、逆止阀检修。
4.1 主油泵为卧式离心泵,安装在汽轮机前轴承箱内,与汽轮机短轴相联,随汽轮机一起旋转,油泵轴端和口环密封采用密封环密封。机组停运后,解体主油泵,揭主油泵上盖,测量叶轮轴向间隙,待汽轮机转子吊出后,测量密封环与叶轮和轴径向间隙,发现密封环与轴径向间隙前侧 0.52 毫米,后侧 0.46 毫米(厂家控制径向间隙为 0.18--0.32 毫米),远远大于厂家控制间隙,润滑油系统充油时,润滑油会从此处泄漏,此次检修更换此处两套密封环,间隙为 0.25 毫米和 0.28 毫米,间隙控制在厂家标准值以内。
4.2 交流润滑油泵为立式离心泵,安装在主油箱上,由交流电动机带动。解体交流润滑油泵,检查油泵叶轮及配合间隙,发现叶轮出油口比较光亮,不同于叶片内部现象,叶片出油背面有冲刷痕迹,叶轮前后盖板内侧也有冲刷痕迹,由此现象说明叶轮出油口变大,油泵的特性发生了变化,油泵出口压力降低,此次检修更换油泵叶轮。
4.3 注油器安装在主油箱内,又称为射油器,主油箱内安装两台注油器,分别写有: “ Ⅰ 号、 Ⅱ 号”。其中“ Ⅰ 号”表示供油注油器,“ Ⅱ 号”表示供润滑油注油器。 Ⅰ 号供油注油器在机组正常运行时,为主油泵进口提供充足的油源,以主油泵出口压力油为其动力油,压力为 1.98 MPa (表压),经过喷嘴,喷射出的压力油带动混合室的油一起进入扩压管,注油器的出口压力为 0.21MPa (表压)。 Ⅱ 号供润滑油注油器在机组正常运行时,为汽轮发电机组各轴承和盘车装置提供润滑油,它的动力油仍是由主油泵出口提供,其压力为1.98MPa (表压),同样经过喷嘴,喷射出的压力油带动混合室的油一起进入扩压管,注油器的出口压力为 0.28MPa (表压)。这些参数工厂出厂前已对射油器进行了性能试验及调整,在现场一般不需要对供油射油器、润滑油射油器进行调整。解体检查 Ⅱ 号供润滑油注油器时,发现注油器进油混合室中的止回板与座之间有冲刷痕迹,止回板导向柱上拉毛痕迹,说明注油器在启动过程中,止回板有卡涩现象,止回板与座之间冲刷痕迹,说明注油器不工作时,此处有泄漏现象,注油器清理过程中,对导向柱进行去拉毛,精磨,保证导向柱表面光洁,止回板和座的密封面进行磨削,去除痕印,作色检查,密封面不断线。
4.4 检查主油箱润滑油管道上止回阀,没有发现异常。
5实施效果:
汽轮机组检修结束,交流润滑油泵启动,油压比检修前高0.04MPa ,汽轮机组启动,转速到 2040r/min 时,润滑油压几乎保持不变,汽轮机转速继续升高,转速升至 2400r/min 后,润滑油压开始下降,随着转速升高润滑油压缓慢下降,最终润滑油压下降至0.11MPa ,汽轮机转速继续升高,润滑油压开始上升,汽轮机转速到3000r/min 时,润滑油压达到 0.20MPa ,停用交流润滑油泵,润滑油压稳定在 0.13MPa 。通过对主油泵、交流润滑油泵、注油器等设备检查和修理,消除了汽轮机启动时,润滑油压低故障。 ■参考文献[1] 哈尔滨汽轮机厂《 330MW 汽轮机油系统说明书》 .
[2] 郭延秋《大型火电机组检修实用技术丛书汽轮机分册》 .
作者简介:季建宇( 1968 年生),男,动力工程师 / 技师,一直从事汽轮机检修与维护。