林園忠　王恒　和健

【摘 要】本文介紹了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的功能和組成，運(yùn)行方式及其參數(shù)設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的異常情況進(jìn)行了原因分析，同時(shí)，本文還介紹了汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的運(yùn)行原則以及在事故工況下的運(yùn)行情況。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)；運(yùn)行；脫扣

0 前言

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)（GFR）向控制汽輪機(jī)進(jìn)汽閥閥位的伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)和汽輪機(jī)超速保護(hù)控制器（OPC）及自動(dòng)停機(jī)脫扣裝置（AST）提供高壓動(dòng)力油。本系統(tǒng)能滿(mǎn)足汽輪機(jī)在各種運(yùn)行工況下對(duì)高壓動(dòng)力油的需求，包括油量、油壓和油溫的需求。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)是一個(gè)單元系統(tǒng)，也是一個(gè)閉環(huán)流動(dòng)的油系統(tǒng)，閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、超速保護(hù)控制器和自動(dòng)停機(jī)脫扣裝置的排油回流到儲(chǔ)油箱中。

1 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)介紹

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)設(shè)計(jì)成能向控制汽輪機(jī)進(jìn)汽閥閥位的伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)、汽輪機(jī)超速控制器和自動(dòng)停機(jī)脫扣裝置提供油溫、油壓穩(wěn)定和油質(zhì)合格的高壓動(dòng)力油。本系統(tǒng)的油量可隨需求而變，有兩臺(tái)相同輸油能力的供油泵，每臺(tái)泵的容量為 100%，系統(tǒng)所使用的動(dòng)力油為三芳基磷酸脂型抗燃油。本系統(tǒng)設(shè)置的油冷卻器其油側(cè)壓力高于水側(cè)壓力，這可避免發(fā)生冷卻水泄漏到動(dòng)力油中，免除污染油質(zhì)。

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)，又稱(chēng)EH 高壓油系統(tǒng)，是一套集裝成一個(gè)單元的供油系統(tǒng)。該系統(tǒng)由儲(chǔ)油箱、供油泵、蓄壓器、油冷卻器、油質(zhì)調(diào)理器、過(guò)濾器、各種閥門(mén)、表計(jì)和其他配件及管線(xiàn)構(gòu)成。EH系統(tǒng)是DEH中的一個(gè)重要部分，它以高壓抗燃油為介質(zhì)，主要由供油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)三大部分組成，完成DEH指令信號(hào)到汽輪機(jī)閥門(mén)的轉(zhuǎn)換。

2 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)運(yùn)行方式及其設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 正常運(yùn)行

在汽輪發(fā)電機(jī)起動(dòng)和正常運(yùn)行期間，調(diào)節(jié)油系統(tǒng)向汽輪機(jī)進(jìn)汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)油試驗(yàn)?zāi)K、超速保護(hù)控制器（OPC）和自動(dòng)脫扣裝置（AST）提供壓力油，允許汽機(jī)進(jìn)汽閥門(mén)正常動(dòng)作。

系統(tǒng)設(shè)有二臺(tái)各為 100%容量的供油泵，在正常運(yùn)行時(shí)只需一臺(tái)泵運(yùn)行供油。當(dāng)系統(tǒng)油壓下降到設(shè)定值時(shí)，處于備用狀態(tài)的供油泵自動(dòng)啟動(dòng)投運(yùn)。

供油泵投運(yùn)后，從儲(chǔ)油箱吸油，并通過(guò)其出口壓力油管線(xiàn)將動(dòng)力油供給用戶(hù)。每臺(tái)供油泵吸油管線(xiàn)中設(shè)有一只濾徑為140μm的過(guò)濾器。供油泵出口壓力油管線(xiàn)中設(shè)有二只帶差壓開(kāi)關(guān)且濾芯為3μm 的過(guò)濾器。正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，當(dāng)過(guò)濾器的差壓升高到690kPa 時(shí)，差壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作觸發(fā)報(bào)警，警示運(yùn)行人員：過(guò)濾器已變臟，必須調(diào)換。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，供油壓力是通過(guò)供油泵的調(diào)壓裝置調(diào)整的。油泵出口母管壓力設(shè)定值約為13.8MPa。

供油泵出口側(cè)母管上所設(shè)置的一只泄壓閥用于保護(hù)系統(tǒng)，避免超壓。當(dāng)系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高到15.8～16.2MPa 時(shí)，泄壓閥動(dòng)作，將多余的油排到儲(chǔ)油箱。

回油在進(jìn)入儲(chǔ)油箱之前流經(jīng)管殼式油冷卻器。二臺(tái)油冷卻器可一臺(tái)運(yùn)行，也可二臺(tái)同時(shí)運(yùn)行。在正常運(yùn)行工況，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用?；赜驮谟屠鋮s器內(nèi)被常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)提供的冷卻水冷卻，油溫維持在43～54℃。

運(yùn)行中要關(guān)注油質(zhì)變化，監(jiān)視油質(zhì)調(diào)理器的工作情況，確保油質(zhì)在規(guī)定的許可范圍內(nèi)。

正常運(yùn)行參數(shù)：供油壓力 14.8MPa（2000psig）；供油溫度 43～54℃

2.2 特殊穩(wěn)態(tài)運(yùn)行

當(dāng)汽輪機(jī)脫扣時(shí)，系統(tǒng)仍保持運(yùn)行。

2.3 特殊瞬態(tài)運(yùn)行

當(dāng)供油壓力下降到設(shè)定值時(shí)，備用供油泵投運(yùn)。在備用供油泵頂替運(yùn)行供油泵過(guò)程中，系統(tǒng)油壓由高壓蓄壓器補(bǔ)償調(diào)整。

當(dāng)汽輪機(jī)超速和脫扣時(shí)，超速保護(hù)控制器（OPC）和自動(dòng)脫扣裝置（AST）油壓失去，使所有的汽機(jī)進(jìn)汽閥門(mén)關(guān)閉。

2.4 啟動(dòng)和正常停運(yùn)

在機(jī)組起動(dòng)前，至少應(yīng)提前二小時(shí)啟動(dòng)供油泵，如果調(diào)節(jié)油溫度低于21℃，則要投運(yùn)油箱中的電加熱器，將調(diào)節(jié)油加熱到35℃，以降低油的粘度，改善油的流動(dòng)性能。

正常停運(yùn)（短期）時(shí)，要手動(dòng)停運(yùn)處于運(yùn)行中的供油泵。投運(yùn)油箱內(nèi)的電加熱器，以維持油箱內(nèi)的溫度在48℃。

如果為了維修而需要較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)供油系統(tǒng)，則必須手動(dòng)停運(yùn)運(yùn)行泵和油箱內(nèi)的電加熱器（如果電加熱器處于運(yùn)行中）。

長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)后，系統(tǒng)再次投運(yùn)前，必須進(jìn)行油質(zhì)分析，確認(rèn)油質(zhì)合格。

3 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)運(yùn)行異常原因分析

3.1 調(diào)節(jié)油油溫升高

調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的正常工作油溫為43～54℃，當(dāng)油溫升高至57～60℃時(shí)，溫度開(kāi)關(guān)將發(fā)出報(bào)警。

油溫過(guò)高排除環(huán)境因素之外，主要是由于系統(tǒng)內(nèi)泄造成的。此時(shí)，油泵的電流會(huì)增大。造成系統(tǒng)內(nèi)泄過(guò)大的原因主要有以下幾種：

1）安全閥泄漏。安全閥的溢流壓力應(yīng)高于泵出口壓力2.5～3.0MPa，如果兩者的差值過(guò)小，會(huì)造成安全閥溢流。此時(shí)安全閥的回油管會(huì)發(fā)熱。

2）溢油閥卡澀或安全油壓過(guò)低。當(dāng)油動(dòng)機(jī)上溢油閥動(dòng)作后發(fā)生卡澀會(huì)造成泄漏，當(dāng)泄漏大時(shí)油動(dòng)機(jī)無(wú)法開(kāi)啟，當(dāng)泄漏小時(shí)造成內(nèi)泄。此時(shí)，該油動(dòng)機(jī)的回油管溫度升高。當(dāng)安全系統(tǒng)發(fā)生故障出現(xiàn)泄漏時(shí)，安全油壓降低，會(huì)使一個(gè)或數(shù)個(gè)溢油閥關(guān)不嚴(yán)造成油動(dòng)機(jī)內(nèi)泄。

3.2 抗燃油酸值升高

抗燃油酸值升高會(huì)導(dǎo)致抗燃油產(chǎn)生沉淀、氣泡和空氣間隔等問(wèn)題。影響抗燃油酸值的因素有很多，其中主要因素為局部過(guò)熱和含水量過(guò)高。

因?yàn)檎{(diào)節(jié)油系統(tǒng)工作在汽輪機(jī)上，伴隨著高溫高壓蒸汽，難免有部分元件或管道處于高溫環(huán)境中，溫度增加使抗燃油氧化過(guò)快，氧化會(huì)使抗燃油酸度增加，顏色變深。所以我們應(yīng)注意：調(diào)節(jié)油系統(tǒng)元件特別是管道應(yīng)遠(yuǎn)離高溫區(qū)域；增加通風(fēng)，降低環(huán)境溫度；增加抗燃油的流動(dòng)，盡量避免死油腔。

由于冷油器的設(shè)計(jì)為油側(cè)壓力高于水側(cè)壓力，這可避免冷卻水泄漏至調(diào)節(jié)油中，因此抗燃油中的水分多數(shù)是由于油箱結(jié)露產(chǎn)生的。水在抗燃油中會(huì)發(fā)生水解，水解會(huì)產(chǎn)生磷酸，磷酸又是水解的催化劑。所以，大量的水分會(huì)使抗燃油酸值升高。

3.3 調(diào)節(jié)油油壓波動(dòng)

調(diào)節(jié)油油壓波動(dòng)是指在機(jī)組正常工作的情況下（非閥門(mén)大幅度調(diào)整），調(diào)節(jié)油壓上下波動(dòng)范圍大于1.0MPa。

出現(xiàn)調(diào)劑油壓波動(dòng)現(xiàn)象主要是由于泵的調(diào)節(jié)裝置動(dòng)作不靈活造成的。調(diào)節(jié)裝置分為兩部分：調(diào)節(jié)閥和推動(dòng)機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)閥裝在泵的上部，感受泵出口壓力變化并轉(zhuǎn)化成推動(dòng)機(jī)構(gòu)的推力，其上的調(diào)整螺釘用于設(shè)定系統(tǒng)壓力。

3.4 油管振動(dòng)

調(diào)節(jié)油油管路特別是靠近油動(dòng)機(jī)部分發(fā)生高頻振蕩，振幅達(dá)0.5mm以上，稱(chēng)之為調(diào)節(jié)油油管振動(dòng)。油管振動(dòng)會(huì)引起接頭或管夾松動(dòng)，造成泄漏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生管路斷裂。

引起油管振動(dòng)的原因主要有以下幾個(gè)方面：第一，機(jī)組振動(dòng)。油動(dòng)機(jī)與閥門(mén)本體相連，當(dāng)機(jī)組振動(dòng)較大時(shí)，勢(shì)必造成油動(dòng)機(jī)振動(dòng)大，與之相連的油管振動(dòng)也必然大；第二，管夾固定不好。如果管夾固定不好，會(huì)使油管發(fā)生振動(dòng)；第三，伺服閥故障，產(chǎn)生振蕩信號(hào)，引起油管振動(dòng)。

4 調(diào)節(jié)油系統(tǒng)運(yùn)行原則

4.1 啟動(dòng)操作

汽機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)有二路供油回路，每一路有一臺(tái)供油泵。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)投一路供油回路，另一供油回路就作為備用。每臺(tái)供油泵在主控室設(shè)有TL操作開(kāi)關(guān)，只要儲(chǔ)油箱油位高于351mm，就可通過(guò)手動(dòng)操作主控室TL開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)供油泵。

運(yùn)行中，如果調(diào)節(jié)油油壓低于10.8MPa，而儲(chǔ)油箱油位高于351mm，主控室TL開(kāi)關(guān)在“備用”位置，則備用的供油泵將自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)在主控室中發(fā)出EH油壓低報(bào)警。

4.2 停運(yùn)操作

當(dāng)選定的一路供油回路在運(yùn)行中，備用供油泵自投，這時(shí)只要調(diào)節(jié)油油壓不低于10.8MPa，允許通過(guò)手動(dòng)操作主控室TL 開(kāi)關(guān)來(lái)停止原來(lái)運(yùn)行的供油泵。

如果儲(chǔ)油箱油位降到低于305mm，則閉鎖油泵啟動(dòng)。

4.3 故障或事故情況下的操作

4.3.1 在主油箱溫度/液位不正常的情況下，在主控室的報(bào)警窗上發(fā)出成組報(bào)警

在供油濾網(wǎng)差壓高的情況下，在主控室的報(bào)警窗上發(fā)出成組報(bào)警。

在供油泵故障情況下，在主控室的報(bào)警窗上發(fā)出成組報(bào)警。

4.3.2 調(diào)節(jié)油母管壓力低

如果汽機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，當(dāng)油壓低于10.8MPa 時(shí)，在主控室中發(fā)報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)投備用油泵。如果備用油泵不能啟動(dòng)或油壓不能保持，當(dāng)油壓低于9.31MPa 時(shí)，汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（GSE）動(dòng)作使汽機(jī)脫扣。

4.3.3 動(dòng)力源故障

失去控制氣源時(shí)，EH 油冷卻器的冷卻水出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥將全開(kāi)，保證油冷卻器的冷卻水供給。

110V交流電源來(lái)自二路不同的電源系統(tǒng)，供油泵A/B的控制分別接在這二路電源上，運(yùn)行泵所在電源段故障，將導(dǎo)致運(yùn)行泵跳閘，備用泵所在電源段故障，將導(dǎo)致備用泵不能自動(dòng)切換。

失去48V DC電源，主控室報(bào)警窗上的信號(hào)不能顯示，同時(shí)，報(bào)警窗顯示48V DC喪失報(bào)警信號(hào)。

供油泵380V 的交流電源來(lái)自L(fǎng)GA 和LGB 系統(tǒng)。LGA電源失去，10 秒后A泵跳閘；LGB 電源失去，10 秒后B 泵跳閘。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)是汽輪機(jī)重要的輔助系統(tǒng)，本系統(tǒng)向控制汽輪機(jī)進(jìn)汽閥閥位的伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)和汽輪機(jī)超速保護(hù)控制器（OPC）及自動(dòng)停機(jī)脫扣裝置（AST）提供高壓動(dòng)力油，本系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是汽輪機(jī)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]邏輯圖冊(cè)[Z].

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[責(zé)任編輯：曹明明]