張敏杰，程 簫，羅 濤

（深圳鈺湖電力有限公司，廣東深圳 518000）

9E燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)負壓低問題的解決

張敏杰，程 簫，羅 濤

（深圳鈺湖電力有限公司，廣東深圳 518000）

分析PG9171E型燃氣輪機機組潤滑油系統(tǒng)負壓高的原因，檢查系統(tǒng)密封性、抽油霧分離器壓力調(diào)節(jié)閥，對系統(tǒng)密封性進行簡單處理及關(guān)閉抽油霧分離器壓力調(diào)節(jié)閥，解決了潤滑油系統(tǒng)負壓低的問題，同時提出相關(guān)注意事項。

燃氣輪機；潤滑油系統(tǒng)；負壓；抽油霧分離器；改進措施

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.14

0 前言

某廠燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的2臺燃氣輪機是由美國GE公司制造的PG9171E型機組，余熱鍋爐為杭州鍋爐廠制造，于2004年投產(chǎn)，燃機使用原油（2004年底開始燒重油）燃料，2012年底進行油改氣改造，至今已運行50 000多小時。燃氣輪機發(fā)電機組的構(gòu)成，除了燃氣輪機，必須具備相應(yīng)的輔助設(shè)備、控制系統(tǒng)以及保證機組安全、可靠、長期運行的管路系統(tǒng)?；拖到y(tǒng)是燃氣輪機發(fā)電機組的重要系統(tǒng)。9E燃氣輪機發(fā)電機組滑油系統(tǒng)主要是在機組的啟動、正常運行及停機過程中，向燃氣輪機和發(fā)電機的軸承、透平輔助齒輪箱提供數(shù)量充足、溫度和壓力適當(dāng)、清潔的潤滑油，防止軸承燒毀，軸頸過熱造成彎曲而引起振動，潤滑油也供給啟動變扭器作為液壓流體及潤滑用。除此之外，一部分潤滑油分流出來，經(jīng)過過濾后用作液壓控制油或用作液壓控制裝置的控制流體。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1#燃機潤滑油系統(tǒng)自2017年7月負壓呈上升趨勢，導(dǎo)致4#瓦滲油量變大，有進一步劣化趨勢。2017年7，8兩月每日14:00潤滑油箱負壓情況見圖1。

依據(jù)GE運行手冊及多年安全運行經(jīng)驗，1#燃機潤滑油系統(tǒng)負壓應(yīng)維持在（-80～180）mmH2O。若潤滑油系統(tǒng)保持低負壓運行會導(dǎo)致潤滑油從4#瓦、5#瓦滲入發(fā)電機，造成發(fā)電機軸瓦處積油，導(dǎo)致發(fā)電機故障，嚴重時會燒毀發(fā)電機。

圖1 潤滑油箱負壓趨勢

2 初步原因分析

（1）外冷水溫度高。導(dǎo)致潤滑油溫度高，系統(tǒng)內(nèi)煙霧大，導(dǎo)致系統(tǒng)負壓偏低。

（2）外冷水水質(zhì)差。長期運行導(dǎo)致板式換熱器結(jié)垢，影響板式換熱器換熱效果，導(dǎo)致潤滑油溫過高，造成系統(tǒng)負壓偏低。

（3）外冷水管道布置不合理。1#燃機外冷水經(jīng)過汽輪機循環(huán)后再給燃機內(nèi)冷水冷卻，同時燃機先冷卻發(fā)電機再冷卻潤滑油，相較于3#燃機先冷卻潤滑油再冷卻發(fā)電機，冷卻水溫度高，導(dǎo)致潤滑油油溫高，從而導(dǎo)致系統(tǒng)負壓偏低。

（4）環(huán)境溫度高。環(huán)境溫度直接影響外冷水溫度，從而影響潤滑油系統(tǒng)負壓。

（5）潤滑油系統(tǒng)的密封性，1#燃機自2004年投產(chǎn)至今未對潤滑油系統(tǒng)閥門、蓋板、膨脹節(jié)等密封墊進行更換，外部空氣可能從密封性不嚴處滲漏進系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)負壓偏低。

（6）抽油霧分離器濾芯型號和濾芯臟堵，若濾芯精度過高或濾芯臟堵，導(dǎo)致油霧無法及時分離，影響系統(tǒng)負壓。

（7）抽油霧風(fēng)機出力不足，導(dǎo)致油煙無法及時抽出，影響系統(tǒng)負壓。

（8）抽油霧分離器調(diào)節(jié)閥故障，若壓力調(diào)節(jié)閥故障，導(dǎo)致抽油霧分離器故障，影響系統(tǒng)負壓。

（9）取樣位置和儀表故障。

針對上述可能引起潤滑油系統(tǒng)負壓低的原因，利用機組停機檢修，分步驗證，在現(xiàn)場對系統(tǒng)進行相關(guān)檢查。

3 現(xiàn)場檢查處理過程

3.1 抽油霧分離器濾芯型號及濾芯臟堵

聯(lián)系濾芯廠家，9月1日濾芯到廠后對1#燃機抽油霧分離器濾芯全部更換，燃機潤滑油系統(tǒng)負壓更換前-80 mmH2O，更換后-105 mmH2O，負壓呈下降趨勢，但至9月8日潤滑油系統(tǒng)負壓下降至-94 mmH2O。

更換全部濾芯后負壓雖然變化，但依然達不到最佳負壓值，懷疑所更換濾芯精度過高，導(dǎo)致系統(tǒng)負壓變化幅度不大，故聯(lián)系廠家，隨后廠家發(fā)2個精度相對大的濾芯，于9月9日晚停機后更換2只新濾芯，更換后潤滑油系統(tǒng)負壓變?yōu)?96.4 mmH2O，更換2只精度大的濾芯后負壓稍微變化。

9月10日晚停機后更換5個濾芯（精度相較于8月31日更換精度大），更換后系統(tǒng)負壓上升至-97.8 mmH2O，更換后負壓雖有上升，但仍未達到最佳值，研究討論決定對剩余12個濾芯進行跟換。9月11日更換濾芯后系統(tǒng)負壓為-98.2 mmH2O，相較之前并未發(fā)生太大變化。持續(xù)觀察一周，發(fā)現(xiàn)更換全部濾芯后潤滑油系統(tǒng)負壓穩(wěn)定在-95 mmH2O，未發(fā)生明顯提升，同時4#瓦滲油情況與8月相比有改善，但效果不明顯。由此可得出，濾芯臟堵和濾芯型號因素不是影響本次系統(tǒng)負壓的決定性因素。

3.2 潤滑油系統(tǒng)的密封性

停機后對潤滑油系統(tǒng)的密封性進行檢查，對潤滑油箱人孔蓋板，抽油霧分離器蓋板等密封面處涂抹密封膠處理，同時對1#瓦回油管膨脹節(jié)密封面密封處理，在兩端間隙處先用防火泥塞滿，塞完防火泥后外部用1596平面密封膠進行再密封（圖2）。

3.3 抽油霧分離器調(diào)節(jié)閥

打開調(diào)節(jié)閥人孔，檢查閥門開度，顯示閥門并未關(guān)死，該閥門開度約在1/3位置（圖 3）。

調(diào)節(jié)閥是原廠配置，由于建廠比較早此閥門開關(guān)不靈活，故在潤滑油回油管至抽油霧分離器入口前單獨加一個調(diào)節(jié)閥，起調(diào)節(jié)壓力的作用，而 3#機原廠調(diào)節(jié)閥也處于失靈狀態(tài)，在2014年檢修時已焊死，每次檢修時，1#燃機調(diào)節(jié)閥此缺陷沒有處理。

由于調(diào)閥調(diào)節(jié)能力失效，在潤滑油回油管至抽油霧分離器入口前加裝調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)入口調(diào)閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)負壓。正常情況下，原抽油霧分離器壓力調(diào)節(jié)閥應(yīng)在關(guān)閉位置。當(dāng)閥門在1/3開度時，用手可以將該閥閥瓣打開。由于閥門處于關(guān)閉位置，彈簧處于壓縮狀態(tài)，在彈力和外部空氣作用下，長時間運行彈簧失效，當(dāng)外部作用力＞彈簧彈力時，使閥門有了一定開度，導(dǎo)致外部空氣漏入潤滑油系統(tǒng)，影響系統(tǒng)負壓。

圖2 1#瓦回油管膨脹節(jié)密封面密封處理

圖3 調(diào)節(jié)閥閥門開度

將原壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)整至關(guān)閉位置，對人孔回裝后，密封面涂密封膠。

對管道密封性和原壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)整后潤滑油系統(tǒng)負壓從-95 mmH20上升至-138 mmH20，持續(xù)觀察，潤滑油箱負壓穩(wěn)定維持在-138 mmH2O左右。更換濾芯、檢查系統(tǒng)密封性及抽油霧分離器壓力調(diào)節(jié)閥后系統(tǒng)負壓變化見圖4。

圖4 維修后系統(tǒng)負壓變化趨勢

從圖4可看出，更換精度更大濾芯后潤滑油系統(tǒng)負壓有上升，但上升幅度不大，但當(dāng)對抽油霧分離器調(diào)節(jié)閥、油管路密封性檢查處理后潤滑油負壓上升幅度大，負壓穩(wěn)定在-140 mmH2O。

3.4 抽油霧風(fēng)機的出力

2017年8月對周邊地區(qū)3家同類型機組的電廠進行調(diào)研，3家電廠對風(fēng)機進行了改造，更換功率更大風(fēng)機（原7.5 kW更換為12 kW）。同時考慮2017年4月1#燃機大修期間對抽油霧風(fēng)機進行檢修，可能在安裝過程中存在風(fēng)機葉輪和抽風(fēng)管道中心偏差，裝配工藝及風(fēng)機本身出力可能導(dǎo)致風(fēng)機出力不足，從而影響系統(tǒng)負壓。

3.5 環(huán)境溫度與外冷水溫度

1#，3#燃機使用的外冷水為循環(huán)水，循環(huán)水來水為水庫水，循環(huán)水在廠內(nèi)循環(huán)后通過冷卻塔風(fēng)機與空氣進行自然冷卻。對比深圳地區(qū)7，8，9月平均溫度與1，2，12月的3個月平均溫度，平均溫度相差15℃，外冷水溫度相差10℃，潤滑油溫度相差7℃。潤滑油溫度低，系統(tǒng)中產(chǎn)生的油煙較小，系統(tǒng)負壓上升。所以外冷水溫度及外冷水水質(zhì)直接影響潤滑油系統(tǒng)溫度。

3.6 取樣位置和儀表故障

現(xiàn)場潤滑油箱負壓顯示計和潤滑油箱壓力變送器及抽油霧風(fēng)機壓力變送器發(fā)現(xiàn)，3個壓力相對誤差≤3%，故不存在儀表故障因素影響潤滑油系統(tǒng)負壓。

4 分析與檢查結(jié)果

GE運行手冊運行標準為-50～180 mmH2O，同時8月對周邊幾家電廠潤滑油系統(tǒng)負壓情況調(diào)研，系統(tǒng)負壓均維持在-130 mmH2O運行。對1#燃機潤滑油系統(tǒng)更換濾芯、檢查抽油霧分離器調(diào)節(jié)閥及油管路密封性后，系統(tǒng)負壓維持-140 mmH2O上下運行，抽油霧風(fēng)機未抽出大量油煙，同時4#，5#瓦滲油情況得到改善，基本不滲漏。由此可知影響系統(tǒng)負壓的因素有：

（1）更換濾芯后負壓雖有提升，但提升不夠明顯，故濾芯型號及濾芯臟堵程度是影響負壓的因素，但不是根本原因。

（2）對系統(tǒng)密封性、抽油霧分離器壓力調(diào)節(jié)閥檢查，對系統(tǒng)密封性進行簡單處理及關(guān)閉抽油霧分離器壓力調(diào)節(jié)閥后，系統(tǒng)負壓上升明顯，系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，且4#瓦密封面不滲漏，能滿足要求。

（3）潤滑油溫度直接影響系統(tǒng)負壓，解決潤滑油油溫高的關(guān)鍵是解決外冷水水溫。

綜合上述分析，更換濾芯，檢查系統(tǒng)密封性及關(guān)閉抽油霧分離器調(diào)節(jié)閥后，系統(tǒng)負壓從-80 mmH2O上升至-140 mmH20，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能達到要求，4#，5#密封面滲油處明顯改善，基本不滲漏，降低事故發(fā)生的可能性。

5 后續(xù)工作

（1）針對可能引起1#燃機潤滑油系統(tǒng)負壓升高的原因?qū)で髾C會進一步查找，證實并尋求解決方案。

（2）對1#，3#燃機潤滑油系統(tǒng)油管道膨脹節(jié)、密封墊片等密封件尋找機會進行更換。

（3）對冷卻水系統(tǒng)展開調(diào)研工作，1#燃機先冷卻發(fā)電機再冷卻潤滑油，3#燃機先冷卻潤滑油再冷卻發(fā)電機，導(dǎo)致1#燃機相較3#燃機潤滑油溫度高，冷卻水系統(tǒng)布置不一樣造成系統(tǒng)負壓差異?？梢詫?#燃機冷卻水系統(tǒng)提出改造，以改變1#燃機潤滑油系統(tǒng)潤滑油溫度，潤滑油溫度降低產(chǎn)生油霧也會相應(yīng)減少，對負壓降低也會有幫助。

（4）對4#，5#瓦油檔間隙進行調(diào)整，確保瓦間隙最優(yōu)，同時在密封空氣管路上加裝壓力調(diào)節(jié)閥，確保密封空氣壓力能夠確保系統(tǒng)的密封性良好。

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〔編輯 李 波〕