百萬(wàn)千瓦級(jí)汽輪機(jī)頂軸油系統(tǒng)異常的分析與處理總結(jié)

1、百萬(wàn)千瓦級(jí)汽輪機(jī)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(guó)際電力股份有限公司浙江分公司）摘要：本文介紹了國(guó)內(nèi)首座百萬(wàn)千瓦級(jí)燃煤電廠汽輪機(jī)頂軸油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，針對(duì)機(jī)組投產(chǎn)后頂軸油系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行的分析及處理方法。關(guān)建詞：百萬(wàn)千瓦級(jí)汽輪機(jī)頂軸油系統(tǒng)異常原因分析處理1 前言某電廠汽輪機(jī)選用由上海汽輪機(jī)有限公司和德國(guó)西門公司聯(lián)合設(shè)計(jì)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(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。在機(jī)組投產(chǎn)后有2臺(tái)機(jī)組分別先后出現(xiàn)了頂軸油系統(tǒng)異常的情況，嚴(yán)重地威脅了機(jī)組的安全運(yùn)行。2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介頂軸油系統(tǒng)的作用是在

2、汽輪機(jī)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(jī)低轉(zhuǎn)速過(guò)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(duì)轉(zhuǎn)子和軸承起著重要的保護(hù)作用；對(duì)于該種類型的汽輪機(jī)，采用的是液壓盤車裝置，不同于常規(guī)的電動(dòng)盤車裝置，該裝置位于1軸承座前端，液壓盤車的動(dòng)力油由頂軸系統(tǒng)提供。頂軸油系統(tǒng)主要設(shè)備包括350%頂軸油泵（二用一備）、自動(dòng)反沖洗過(guò)濾裝置、雙筒低壓過(guò)濾器、單筒高壓過(guò)濾器。液壓盤車裝置主要設(shè)備包括液壓馬達(dá)、超速離合器、中間軸、軸承及緊固件。液壓馬達(dá)的動(dòng)力油來(lái)自頂軸油，潤(rùn)滑油來(lái)自主機(jī)潤(rùn)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(lái)自潤(rùn)滑油箱，經(jīng)過(guò)一臺(tái)32m自動(dòng)反沖洗過(guò)濾裝置進(jìn)行粗濾，然后再經(jīng)過(guò)25m的雙筒過(guò)濾器進(jìn)入頂軸油泵的吸油口，經(jīng)油泵升壓后，壓力油經(jīng)過(guò)單筒高壓過(guò)濾器進(jìn)入分流器，經(jīng)單向閥、節(jié)流閥，最后進(jìn)入各軸承和液壓盤車馬達(dá)。頂軸油泵出口油壓由溢流閥整定，正常壓力設(shè)定為16.0MPa。在每個(gè)軸承進(jìn)口設(shè)一節(jié)流閥，通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥可控制進(jìn)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(jìn)入液壓盤車裝置前有一電磁閥和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào)整手動(dòng)調(diào)節(jié)閥可調(diào)整盤車轉(zhuǎn)速。機(jī)組設(shè)一手動(dòng)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(guò)手動(dòng)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。它既可以用于使汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，也可以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一

4、個(gè)給定的角度。3 系統(tǒng)異常分析與處理案例一該廠2機(jī)組自調(diào)試以來(lái)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(jìn)行檢查，當(dāng)時(shí)主機(jī)連續(xù)盤車時(shí)3臺(tái)頂軸油泵同時(shí)運(yùn)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(duì)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(dāng)，泄油量過(guò)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(dǎo)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(jìn)行了針對(duì)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(chǎng)多次調(diào)試，發(fā)現(xiàn)在液壓盤車手動(dòng)調(diào)節(jié)閥全關(guān)的情況下，2臺(tái)頂軸油泵運(yùn)行母管壓力正常16.0 MPa，頂軸油進(jìn)各軸承壓力顯示正常。在打開(kāi)液壓盤車手動(dòng)調(diào)節(jié)閥啟動(dòng)液壓盤車時(shí)，油壓立即下降，在3臺(tái)泵運(yùn)行的情況下，手動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)后盤車轉(zhuǎn)速也只能達(dá)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(rùn)滑油管路之間設(shè)一逆止閥，如附圖1箭頭所示，機(jī)組正常盤車期間，起到防止頂軸油漏到潤(rùn)滑油系統(tǒng)的作用，而在汽輪機(jī)正常運(yùn)行期間液壓盤車裝置退出運(yùn)行后，盤車電磁閥自動(dòng)關(guān)閉，潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)該管路對(duì)液壓盤

6、車裝置進(jìn)行潤(rùn)滑。根據(jù)調(diào)試情況，我們初步判斷該逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)或未安裝，在盤車電磁閥開(kāi)啟時(shí)，部分頂軸油直接漏至潤(rùn)滑壓系統(tǒng)，導(dǎo)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(hào)軸承座前的頂軸油模塊內(nèi)（附圖2序號(hào)1-18），將模塊解體后，發(fā)現(xiàn)逆止閥確實(shí)沒(méi)裝，經(jīng)和廠家聯(lián)系到備件，裝復(fù)后系統(tǒng)恢復(fù)正常，在2臺(tái)泵運(yùn)行的情況下對(duì)頂軸油壓系統(tǒng)進(jìn)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(shí)進(jìn)行頂軸試驗(yàn)，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(fù)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(hào)

7、機(jī)組投運(yùn)后也一直存在頂軸油壓偏低的問(wèn)題，在2008年4月一次正常停機(jī)過(guò)程中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間正常，在達(dá)到正常盤車轉(zhuǎn)速后，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速緩慢逐漸下降的趨勢(shì)，1小時(shí)后轉(zhuǎn)速降至零，在相關(guān)技術(shù)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)了解情況后首先排除了運(yùn)行操作方面的原因。當(dāng)時(shí)判斷轉(zhuǎn)子在某一軸承處頂起高度不夠，立即進(jìn)行了頂軸試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)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(kāi)后轉(zhuǎn)子頂起高度只有0.02mm，進(jìn)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(yùn)后對(duì)2軸承進(jìn)行了揭蓋檢查，頂軸油管與油管接頭均正常，沒(méi)有外漏部位。進(jìn)一步查閱圖紙后發(fā)現(xiàn)該類機(jī)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(guò)O型圈來(lái)密封，見(jiàn)附圖3。附圖3 2瓦頂軸油進(jìn)油示意圖翻出下軸承，拆除瓦枕與軸承殼體兩個(gè)固定螺栓，打開(kāi)瓦枕后發(fā)現(xiàn)2瓦下瓦瓦枕與軸承殼體2個(gè)頂軸油口之一，機(jī)側(cè)頂軸油口O型密封圈破損，瓦枕機(jī)側(cè)頂軸油口密封面處有明顯的沖刷凹槽，見(jiàn)附圖4。頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行期間，進(jìn)該軸承的壓力油在到達(dá)頂軸油槽前有部分通過(guò)這個(gè)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(dòng)力將轉(zhuǎn)子頂?shù)揭欢ǖ母叨?。最后更換了密封圈并對(duì)該處密封面進(jìn)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(jìn)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(guò)此次處理，避免了今后在停機(jī)過(guò)程中由于2軸承處轉(zhuǎn)子高度頂起不足引起轉(zhuǎn)子拒動(dòng)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(yǔ)對(duì)于引起西門子技術(shù)的百萬(wàn)千瓦級(jí)汽輪機(jī)，我們?cè)谡{(diào)試期間和投產(chǎn)后先后遇到了一些問(wèn)題，雖然我們也是初次接觸，缺少相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)