百萬千瓦級汽輪機頂軸油系統(tǒng)異常的分析與處理總結(jié)

1、百萬千瓦級汽輪機頂軸油系統(tǒng)異常的原因分析與處理陳勝軍劉金生高鵬里（華能國際電力股份有限公司浙江分公司）摘要：本文介紹了國內(nèi)首座百萬千瓦級燃煤電廠汽輪機頂軸油系統(tǒng)的設計原理，針對機組投產(chǎn)后頂軸油系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行的分析及處理方法。關(guān)建詞：百萬千瓦級汽輪機頂軸油系統(tǒng)異常原因分析處理1 前言某電廠汽輪機選用由上海汽輪機有限公司和德國西門公司聯(lián)合設計制造的N1000-26.25/600/600(TC4F)型1000MW超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、反動凝汽式汽輪機。在機組投產(chǎn)后有2臺機組分別先后出現(xiàn)了頂軸油系統(tǒng)異常的情況，嚴重地威脅了機組的安全運行。2 系統(tǒng)簡介頂軸油系統(tǒng)的作用是在

2、汽輪機低速階段提供高壓油，在轉(zhuǎn)子和軸承之間形成靜壓油膜將轉(zhuǎn)子頂起，避免汽輪機低轉(zhuǎn)速過程中軸頸和軸瓦之間的干摩擦，防止低速碾瓦，并減少盤車力矩，對轉(zhuǎn)子和軸承起著重要的保護作用；對于該種類型的汽輪機，采用的是液壓盤車裝置，不同于常規(guī)的電動盤車裝置，該裝置位于1軸承座前端，液壓盤車的動力油由頂軸系統(tǒng)提供。頂軸油系統(tǒng)主要設備包括350%頂軸油泵（二用一備）、自動反沖洗過濾裝置、雙筒低壓過濾器、單筒高壓過濾器。液壓盤車裝置主要設備包括液壓馬達、超速離合器、中間軸、軸承及緊固件。液壓馬達的動力油來自頂軸油，潤滑油來自主機潤滑油。盤車轉(zhuǎn)速一般為4854 r/min (0.80.9Hz)。系統(tǒng)流程：頂軸油泵油

3、源來自潤滑油箱，經(jīng)過一臺32m自動反沖洗過濾裝置進行粗濾，然后再經(jīng)過25m的雙筒過濾器進入頂軸油泵的吸油口，經(jīng)油泵升壓后，壓力油經(jīng)過單筒高壓過濾器進入分流器，經(jīng)單向閥、節(jié)流閥，最后進入各軸承和液壓盤車馬達。頂軸油泵出口油壓由溢流閥整定，正常壓力設定為16.0MPa。在每個軸承進口設一節(jié)流閥，通過調(diào)整節(jié)流閥可控制進入各軸承的油量及油壓，使軸頸的頂起高度在合理的范圍內(nèi)。在進入液壓盤車裝置前有一電磁閥和手動調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)整手動調(diào)節(jié)閥可調(diào)整盤車轉(zhuǎn)速。機組設一手動盤車裝置，是液壓盤車的輔助裝置，位于3軸承座。它的作用是能夠通過手動來轉(zhuǎn)動汽輪機轉(zhuǎn)子。它既可以用于使汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，也可以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一

4、個給定的角度。3 系統(tǒng)異常分析與處理案例一該廠2機組自調(diào)試以來一直存在頂軸油壓偏低的情況，在2007年春節(jié)調(diào)停檢修期間我們決定進行檢查，當時主機連續(xù)盤車時3臺頂軸油泵同時運行的情況下母管壓力才能維持在15MPa以上，而且盤車轉(zhuǎn)速只有44 r/min。對于引起頂軸油壓偏低的原因我們分析主要有以下幾方面的原因：1） 頂軸油泵故障，出力偏低；2） 系統(tǒng)存在大量的泄油：l 頂軸油泵出口模塊泄壓閥調(diào)整不當，泄油量過大；l 管路有外漏；l 軸承內(nèi)部有漏油，頂軸油管、油管接頭爆裂；l 轉(zhuǎn)子頂起高度太高導致泄油量偏大；l 液壓盤車裝置有大量泄油。根據(jù)以上分析，我們進行了針對性的檢查，先后排除了油泵故障、軸承內(nèi)

5、部漏油、轉(zhuǎn)子頂起太高等因素，最后將主要原因歸結(jié)在液壓盤車部份。經(jīng)現(xiàn)場多次調(diào)試，發(fā)現(xiàn)在液壓盤車手動調(diào)節(jié)閥全關(guān)的情況下，2臺頂軸油泵運行母管壓力正常16.0 MPa，頂軸油進各軸承壓力顯示正常。在打開液壓盤車手動調(diào)節(jié)閥啟動液壓盤車時，油壓立即下降，在3臺泵運行的情況下，手動調(diào)節(jié)閥全開后盤車轉(zhuǎn)速也只能達到44 r/min。附圖1液壓盤車裝置油系統(tǒng)示意圖根據(jù)西門子公司提供的系統(tǒng)圖（附圖1），在液壓盤車裝置頂軸油管路與潤滑油管路之間設一逆止閥，如附圖1箭頭所示，機組正常盤車期間，起到防止頂軸油漏到潤滑油系統(tǒng)的作用，而在汽輪機正常運行期間液壓盤車裝置退出運行后，盤車電磁閥自動關(guān)閉，潤滑油經(jīng)過該管路對液壓盤

6、車裝置進行潤滑。根據(jù)調(diào)試情況，我們初步判斷該逆止閥關(guān)閉不嚴或未安裝，在盤車電磁閥開啟時，部分頂軸油直接漏至潤滑壓系統(tǒng)，導致頂軸油壓力大幅下降。經(jīng)查閱西門子提供的資料，該逆止閥安裝在1號軸承座前的頂軸油模塊內(nèi)（附圖2序號1-18），將模塊解體后，發(fā)現(xiàn)逆止閥確實沒裝，經(jīng)和廠家聯(lián)系到備件，裝復后系統(tǒng)恢復正常，在2臺泵運行的情況下對頂軸油壓系統(tǒng)進行重新整定，頂軸油壓16.0MPa，盤車轉(zhuǎn)速調(diào)整為55 r/min。同時進行頂軸試驗，將各軸承處轉(zhuǎn)子的頂起高度調(diào)整到0.10mm左右。（為了保證頂軸油母管壓力，該逆止閥裝復前3、4、5軸承處轉(zhuǎn)子的頂起高度均控制在7S左右）。附圖2頂軸油模塊示意圖案例二該廠4號

7、機組投運后也一直存在頂軸油壓偏低的問題，在2008年4月一次正常停機過程中，汽輪機轉(zhuǎn)子惰走時間正常，在達到正常盤車轉(zhuǎn)速后，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速緩慢逐漸下降的趨勢，1小時后轉(zhuǎn)速降至零，在相關(guān)技術(shù)人員趕到現(xiàn)場了解情況后首先排除了運行操作方面的原因。當時判斷轉(zhuǎn)子在某一軸承處頂起高度不夠，立即進行了頂軸試驗，當時發(fā)現(xiàn)2軸承處轉(zhuǎn)子頂起高度明顯不足，調(diào)整頂軸油模塊處的節(jié)流閥至全開后轉(zhuǎn)子頂起高度只有0.02mm，進油壓力顯示只有80bar,手盤轉(zhuǎn)子較重，但能投入連續(xù)盤車。判斷2軸承內(nèi)部頂軸油系統(tǒng)有泄漏，在轉(zhuǎn)子冷卻盤車停運后對2軸承進行了揭蓋檢查，頂軸油管與油管接頭均正常，沒有外漏部位。進一步查閱圖紙后發(fā)現(xiàn)該類機組所有的

8、軸承只有2比較特殊，瓦枕與軸承殼體是分離的，瓦枕與軸承殼體的頂軸油接口是通過O型圈來密封，見附圖3。附圖3 2瓦頂軸油進油示意圖翻出下軸承，拆除瓦枕與軸承殼體兩個固定螺栓，打開瓦枕后發(fā)現(xiàn)2瓦下瓦瓦枕與軸承殼體2個頂軸油口之一，機側(cè)頂軸油口O型密封圈破損，瓦枕機側(cè)頂軸油口密封面處有明顯的沖刷凹槽，見附圖4。頂軸油系統(tǒng)運行期間，進該軸承的壓力油在到達頂軸油槽前有部分通過這個部位從瓦枕與軸承殼體之間的夾層直接泄走，使瓦枕頂軸油槽處的壓力油不能形成足夠的動力將轉(zhuǎn)子頂?shù)揭欢ǖ母叨?。最后更換了密封圈并對該處密封面進行了處理。處理結(jié)束，重新調(diào)整轉(zhuǎn)子頂起高度為0.09mm，進油壓力70 bar。 1人單杠手盤轉(zhuǎn)子靈活，投入液壓盤車。經(jīng)過此次處理，避免了今后在停機過程中由于2軸承處轉(zhuǎn)子高度頂起不足引起轉(zhuǎn)子拒動的重大缺陷。附圖42瓦瓦枕底部頂軸接口損壞圖片4 結(jié)束語對于引起西門子技術(shù)的百萬千瓦級汽輪機，我們在調(diào)試期間和投產(chǎn)后先后遇到了一些問題，雖然我們也是初次接觸，缺少相關(guān)的經(jīng)驗