郭高陽(yáng)

摘要：本文通過(guò)對(duì)某電廠30萬(wàn)機(jī)組頂軸油系統(tǒng)出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題的處理過(guò)程及方法進(jìn)行總結(jié)，提出了切實(shí)可行的保障機(jī)組頂軸油系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的措施。

關(guān)鍵詞：頂軸油 壓力低 處理辦法

1、前言

頂軸油系統(tǒng)的主要功能在于，幫助處于靜止以及低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的轉(zhuǎn)子，可以不受速度的影響，仍能形成潤(rùn)滑油膜，以此規(guī)避低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)干摩擦狀態(tài)。該系統(tǒng)主要的功能表現(xiàn)在于：潤(rùn)滑油經(jīng)由高壓頂軸油泵進(jìn)行增壓后，流經(jīng)軸承下瓦的油囊，直接與軸徑、軸瓦相接觸，在壓力的作用下，頂起汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，此時(shí)，由于在軸頸與軸承中間形成了潤(rùn)滑油膜，可以避免二者在干摩擦狀態(tài)下產(chǎn)生碾瓦事故。因此，當(dāng)頂軸油系統(tǒng)出現(xiàn)壓力低甚至不起壓時(shí)，轉(zhuǎn)子就不能頂起，易造成軸頸、軸瓦摩擦，極端狀態(tài)下還會(huì)造成重大設(shè)備事故。所以，頂軸油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定投入，是機(jī)組起停機(jī)及盤車狀態(tài)下的安全保證，十分關(guān)鍵。研究頂軸油系統(tǒng)易出現(xiàn)的故障從而進(jìn)行規(guī)避和排除，是保障機(jī)組安全的必要性課題。下面將以某電廠實(shí)例進(jìn)行論述。

2、原因分析及處理方法

某廠四臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組均采用低速自動(dòng)盤車裝置，機(jī)組停機(jī)后盤車使轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免因汽缸上下溫差使轉(zhuǎn)子彎曲;機(jī)組沖轉(zhuǎn)前至少4h投入連續(xù)盤車避免因閥門、軸封漏汽造成汽缸上下溫差使轉(zhuǎn)子彎曲，同時(shí)檢查轉(zhuǎn)子是否已出現(xiàn)彎曲和動(dòng)靜部分是否有摩擦現(xiàn)象。其中投產(chǎn)較早的兩臺(tái)機(jī)組整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組共有10個(gè)支持軸承，高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子分別由1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)、4號(hào)軸承支撐，5號(hào)、6號(hào)軸承支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子;1號(hào)、2號(hào)軸承無(wú)頂軸油，3號(hào)～6號(hào)軸承下瓦上設(shè)有頂軸油孔。因此，每臺(tái)機(jī)組的頂軸油系統(tǒng)都配備了兩臺(tái)頂軸油泵，一運(yùn)一備用，由于系統(tǒng)投運(yùn)10多年后油泵多次出現(xiàn)斷軸問(wèn)題，于2011年把兩臺(tái)齒輪油泵更換為了變量柱塞泵。在機(jī)組啟、停過(guò)程中，按1200r/min轉(zhuǎn)/分和1500r/min聯(lián)鎖停止和聯(lián)鎖啟動(dòng)頂軸油泵。兩臺(tái)泵均為柱塞泵，并聯(lián)布置在汽機(jī)車間6米層，泵進(jìn)出口管道裝有濾網(wǎng)，出口濾網(wǎng)后裝設(shè)逆止門。出口母管引出至12米層，設(shè)置了頂軸油分配站，通過(guò)各軸承進(jìn)油單向閥調(diào)節(jié)油量及壓力。

當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)前，來(lái)自潤(rùn)滑母管的油經(jīng)濾油器后進(jìn)入頂軸油柱塞泵，使其壓力增高到12MPa時(shí)，再進(jìn)入母管供至12米層的分配站，通過(guò)單向節(jié)流閥，最后進(jìn)入各軸承。通過(guò)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥及溢流閥，可控制進(jìn)入各軸承的油量及其壓力，使軸的頂起高度在合理的范圍內(nèi)（頂起高度在0.09～0.22mm，頂起油壓力在8～12MPa（80～120kgf/cm2））。當(dāng)頂起泵已啟動(dòng)，而軸尚未被頂起瞬間，頂起油的壓力瞬時(shí)會(huì)升高。但軸被頂起，排油暢通之后，油壓即下降而保持在某一穩(wěn)定值，這時(shí)的壓力是正常頂起壓力。由于之前投產(chǎn)時(shí)使用的頂軸油泵是齒輪泵，出口母管分配站處還設(shè)置了兩個(gè)溢流閥。2019年7月份以來(lái)，兩臺(tái)機(jī)組頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行期間多次出現(xiàn)了系統(tǒng)壓力波動(dòng)大，持續(xù)性壓力低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至系統(tǒng)壓力低至1 MPa，影響了機(jī)組的安全啟動(dòng)。為了徹底解決該問(wèn)題，消除風(fēng)險(xiǎn)，檢修人員全力攻關(guān)。經(jīng)過(guò)幾次問(wèn)題處理，摸排出進(jìn)出口濾網(wǎng)堵塞、逆止閥卡澀、油泵損壞、管道漏油、軸瓦處接口不嚴(yán)密等會(huì)造成系統(tǒng)壓力降低。11月份，其中一臺(tái)機(jī)組開機(jī)前夕再次出現(xiàn)系統(tǒng)壓力低現(xiàn)象，而且伴隨著壓力波動(dòng)。首先從現(xiàn)象表征來(lái)看，系統(tǒng)壓力低時(shí)隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，伴隨的有油泵聲音較大、振動(dòng)增大。鑒于此，初步懷疑進(jìn)油量不足，因此對(duì)兩臺(tái)泵的進(jìn)口濾網(wǎng)、進(jìn)油總門進(jìn)行了檢查，結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)異常。油泵運(yùn)行時(shí)打開進(jìn)油濾網(wǎng)排空閥，有壓力油流出，也排除了管道進(jìn)空氣的原因。進(jìn)油管路異常排除后，又進(jìn)一步對(duì)出油管路進(jìn)行排查。首先檢查了出口濾網(wǎng)，然后檢查了出口逆止閥，均無(wú)異常。為了排除軸瓦部分管道泄漏，從分配站處逐個(gè)關(guān)閉頂軸油單向進(jìn)油閥，結(jié)果系統(tǒng)母管壓力仍然較低。這樣一來(lái)，結(jié)果似乎很明了，就是

兩臺(tái)柱塞泵同時(shí)出了問(wèn)題，緊急采購(gòu)一臺(tái)新泵進(jìn)行更換，但是投運(yùn)后仍然在1小時(shí)后出現(xiàn)振動(dòng)大、聲音異常并且系統(tǒng)壓力逐漸下降。經(jīng)過(guò)重新系統(tǒng)排查，檢查發(fā)現(xiàn)分配站母管上其中一個(gè)溢流閥的溢流管溫度高于另一個(gè)溢流閥溢流管，判斷出該溢流閥不嚴(yán)密。解體檢查該溢流閥，發(fā)現(xiàn)其中密封件密封線已經(jīng)有破損且不能修復(fù)。經(jīng)查，頂軸油母管上的溢流閥是老系統(tǒng)即使用齒輪油泵時(shí)設(shè)計(jì)使用的，更改為柱塞泵后由于變量柱塞泵在泵體上載有溢流閥，所以母管上的溢流閥為冗余配置。經(jīng)過(guò)討論，母管上的溢流閥因長(zhǎng)時(shí)間不起作用充油定位在一個(gè)位置，逐漸卡澀腐蝕密封面，造成其損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)一直從此處謝壓。為了徹底解決該問(wèn)題，且減少油系統(tǒng)動(dòng)火高危作業(yè)，采取了對(duì)兩個(gè)母管溢流閥進(jìn)、回油口加銅板封堵的措施。之后，再次恢復(fù)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整兩個(gè)柱塞泵的溢流閥使得母管壓力穩(wěn)定在9.5Mpa，符合了機(jī)組設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行穩(wěn)定。

3、結(jié)論

通過(guò)歷次問(wèn)題處理可發(fā)現(xiàn)，頂軸油裝置雖然每年使用次數(shù)及時(shí)間不多，但若不加強(qiáng)維護(hù)，其可靠性將變低，威脅機(jī)組運(yùn)行安全。因此，為了提高其可靠性，減少故障發(fā)生，應(yīng)從以下幾方面著手：1）油泵設(shè)置兩臺(tái)，一運(yùn)一備，且最好選用質(zhì)量可靠的可變量柱塞泵;2）油泵的出入口設(shè)置濾網(wǎng)，一方面防止雜質(zhì)進(jìn)入油泵延長(zhǎng)油泵使用壽命，另一方面避免支撐瓦處軸頸磨損;3）管道布置盡量簡(jiǎn)單，減少接口，減少泄露;4）管道選材要合適，盡量采用耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)，防止長(zhǎng)時(shí)間備用管道積油的水分析出造成管道腐蝕。5）如若可能，分配站與頂軸油泵設(shè)計(jì)成集成式，可以有效減輕系統(tǒng)震動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李新德.液壓系統(tǒng)故障診斷與維修技術(shù)手冊(cè)-2版.-北京：中國(guó)電力出版社，2012.9

[2] 何東輝，魏長(zhǎng)安，安凱.汽輪發(fā)電機(jī)組頂軸油系統(tǒng)啟動(dòng)調(diào)試要點(diǎn)及常見問(wèn)題處理[J].發(fā)電設(shè)備，2013，27（6）：414-417.