李家虎

山東電力建設第一工程公司

探討機燃氣輪與汽輪機潤滑油系統(tǒng)異常分析與處理

李家虎

山東電力建設第一工程公司

汽輪機、燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)承擔機組軸系的潤滑任務，系統(tǒng)異常會造成潤滑油壓下降，備用油泵聯(lián)起不成功會造成潤滑油中斷，軸承失去潤滑，機組軸系振動會增大，嚴重時會引發(fā)軸瓦磨損的惡性事故。結合多起潤滑油系統(tǒng)故障案例進行分析，給出了潤滑油系統(tǒng)異常的解決方案和防范措施，對發(fā)電企業(yè)潤滑油系統(tǒng)缺陷排查和處理具有參考和借鑒意義。

汽輪機；燃氣輪機；潤滑油；

前言

汽輪機、燃氣輪機作為發(fā)電機組的動力部分，用于拖動發(fā)電機發(fā)電，汽輪機的動力為高溫高壓蒸汽，燃氣輪機的動力為高溫燃氣。汽輪機、燃氣輪機具有技術先進、參數(shù)高、功率大等特點，目前燃煤汽輪機發(fā)電功率已達1000 MW 以上，9F 級燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)功率也超過了450 MW。汽輪機、燃氣輪機都和發(fā)電機連接，形成大功率發(fā)電設備，運行機組轉子的重量和慣性巨大，需要良好的軸承潤滑保證發(fā)電機組安全運行。然而大型汽輪機、燃氣輪機的潤滑油系統(tǒng)故障較多，原因復雜，存在的缺陷具有隱蔽性。

1、潤滑油系統(tǒng)的常見故障

1.1潤滑油系統(tǒng)的組成

大型汽輪機發(fā)電組一般設置高壓油泵、主油泵及射油器、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵。高壓油泵在機組啟停時使用，通過射油器向主油泵入口和潤滑油系統(tǒng)供油，也是主油泵的備用泵。主油泵安裝于主機前的軸承箱內，由汽輪機主軸拖動，具有壓力高、流量大的特點。高壓油泵或主油泵的高壓油通過射油器降壓、增加流量后向各軸承供油。輔助油泵在機組啟動或停運階段供油。直流潤滑油泵作為最后一道防線，在上述設備不能正常工作時啟用。

大型汽輪發(fā)電機組的高壓油泵、主油泵、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵均為離心泵。主油泵與主軸相連，為臥式布置，因離心泵不具有自吸功能，來油由主油箱內的射油器供給。如果運行中射油器故障，會造成主油泵斷油，無法形成供油循環(huán)，同時也會中斷潤滑油的供給。交流潤滑油泵由電機拖動，可以在主油泵故障情況下供給潤滑油，也可以在機組停運時作為盤車用潤滑油。直流油泵在交流潤滑油泵故障時啟用。由于設備結構原因，燃氣發(fā)電機組不設主油泵， 一般只設置交流潤滑油泵和直流潤滑油泵。

2、潤滑油系統(tǒng)故障的解決方案

上述潤滑油泵故障原因均為油泵蝸殼內部積存空氣，造成油泵啟動后不能建立油壓，一般采取加裝排空氣孔或增加排空管的方法來解決。對立式油泵而言，潤滑油液面高于葉輪內部葉片形成密閉流道時，才會在泵輪轉動時因離心力作用形成連續(xù)的油流，并在泵輪出口形成油壓，頂開油泵出口逆止門向系統(tǒng)供油。為保證潤滑油能夠順利排出，一般采取以下措施：

（1）潤滑油泵排空孔應位于蝸殼上部，對應蝸殼內部腔室的最高點，保證蝸殼內部空氣排出。如果排空氣孔位置較低，如低于油泵葉輪上翼緣位置，蝸殼頂部的空氣無法排除，泵輪的離心力不能形成連續(xù)流道，造成泵輪甩出的油在內部擾動，斷續(xù)排出，使油壓出現(xiàn)波動。

（2）為保證油泵空氣排出通暢，必須保證油泵泵殼排空孔徑滿足在靜置狀態(tài)下空氣正常排出的要求，油泵泵殼開孔應大于10 mm，防止空氣孔在運行中堵塞，如果開孔過小，會導致潤滑油由于張力而堵塞排空氣孔，導致空氣不能通暢排出。對于油泵泵殼排空氣孔后部設置有較長管路的，應加大排空氣管的直徑，一般應大于15 mm，并定期檢查。

（3）定期進行油泵的切換試驗，驗證交、直流潤滑油泵是否工作正常。新版《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》在防止汽輪機、燃氣輪機軸瓦損壞事故部分明確指出：汽輪機的輔助油泵及其自動裝置，應按運行規(guī)程要求定期進行試驗，保證處于良好的備用狀態(tài)。機組啟動前輔助油泵必須處于聯(lián)動狀態(tài)。機組正常停機前，應進行輔助油泵的全容量啟動試驗。根據潤滑油泵異常分析，需要將潤滑油泵切換試驗、啟停試驗過程中油壓的建立時間作為試驗的重要對象。按常規(guī)的試驗方法，在啟動潤滑油泵后，如果油壓不正常，可以連續(xù)試驗多次，如能夠恢復正常則不進行處理。然而，實際上如果潤滑油泵在第1 次啟動中不能快速建立油壓，第2 次啟動恢復正常，一般是油泵中存有空氣造成的，如不進行處理，則可能在運行潤滑油泵故障時油壓建立滯后，成為斷油燒瓦事故的重大安全隱患，必須引起足夠重視。

（4）在防止立式潤滑油泵進空氣的防范措施中，補充外置式臥式潤滑油泵作為備用也是可行的。外置油泵具有檢修方便的特點，但也要考慮臥式離心泵的工作特性，潤滑油泵蝸殼上部也要裝設排空氣管道，并保證其暢通。

3、潤滑油系統(tǒng)的新要求

新版《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》對汽輪機、燃氣輪機油系統(tǒng)提出了更多的要求，尤其是針對潤滑油系故障頻發(fā)的情況，采取了加入潤滑油儲能器設備等第三油源作為防護的措施。加裝儲能器作為機組潤滑油泵故障的備用油源，旨在針對目前潤滑油系統(tǒng)的缺陷，避免潤滑油系統(tǒng)異常時多臺潤滑油泵均不能有效防止斷油燒瓦事故的發(fā)生。如果能保證潤滑泵工作正常，備用泵能夠正常啟動并建立油壓，也是能夠滿足安全運行要求的。這就需要在日常工作中加強設備管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理設備使用中出現(xiàn)的問題，做好以下幾點。

（1）建立潤滑油系統(tǒng)油泵的運行和試驗臺帳。首先要保證在試驗規(guī)程要求的條件下進行試驗，熟悉操作步驟；其次要對試驗過程進行詳細的記錄和分析，對交、直流潤滑油泵事故聯(lián)起試驗、啟停試驗中油壓建立的時間、壓力情況進行詳細記錄，并進行對比。

（2）提高潤滑油系統(tǒng)設備可靠性。部分主機廠配套的潤滑油系統(tǒng)設備外委其他單位代工制造，制造加工過程中容易造成重要部件的遺漏，如果主機廠質量監(jiān)督不到位，會將事故隱患轉移給用戶。

（3）提高發(fā)電廠檢修和運行人員的技術水平。加強潤滑油系統(tǒng)知識的培訓，提高分析處理問題的能力，能夠正確分析判斷機組潤滑油系統(tǒng)存在的異常并及時解決。

結語

潤滑油系統(tǒng)是大型汽輪機、燃氣發(fā)電機組的重要輔助設備，其可靠性直接關系到機組的安全運行。據不完全統(tǒng)計，國內近20 年因潤滑油系統(tǒng)故障引發(fā)的斷油燒瓦重大設備損壞事故達30 多起，損失巨大。針對大型汽輪機、燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)離心式潤滑油泵的常見故障進行分析，提出了解決方案和防范措施，對發(fā)電企業(yè)潤滑油系統(tǒng)缺陷的排查和處理具有參考和借鑒意義。

［1］王磊.汽輪機組潤滑油泵的故障分析［J］.黑龍江電力，2013，35 （1）：76-78.