300MW汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中油壓降低問(wèn)題探討

（華電能源牡丹江第二發(fā)電廠，黑龍江 牡丹江 157013）

前言

目前國(guó)內(nèi)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組投運(yùn)多臺(tái),已成為電網(wǎng)中主力機(jī)組。在運(yùn)行中出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題,其中油系統(tǒng)問(wèn)題為數(shù)不少。許多電廠300MW機(jī)組在升速過(guò)程中 (約2040r/min)因潤(rùn)滑油壓低而引起跳機(jī),延長(zhǎng)了啟動(dòng)時(shí)間。個(gè)別電廠300MW機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中一直不能停交流油泵，直接威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。下面結(jié)合我廠實(shí)際探討一下300MW汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中油壓低的問(wèn)題。

1 潤(rùn)滑油系統(tǒng)的作用

油系統(tǒng)是給汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤(rùn)滑油，為氫密封系統(tǒng)提供備用油以及為機(jī)械超速脫扣裝置供油。潤(rùn)滑油系統(tǒng)由汽輪機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)的主油泵、冷油器、頂軸裝置、盤車裝置、排煙系統(tǒng)、油箱、交流潤(rùn)滑油泵、直流事故油泵、濾網(wǎng)、油箱電加熱器、油箱油位指示器、油位開關(guān)等以及各種脫扣、控制裝置和連接管道、閥門、逆止門、各種監(jiān)測(cè)儀表等構(gòu)成。

汽輪發(fā)電機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，來(lái)自主油泵的壓力油進(jìn)入機(jī)械超速裝置機(jī)構(gòu)、高壓氫密封備用油總管，同時(shí)也進(jìn)入油箱內(nèi)部管道為射油器提供動(dòng)力油。從射油器排出的油除供主油泵用油外，還供低壓備用氫密封用油，并且經(jīng)冷油器供軸承用油。潤(rùn)滑油供油系統(tǒng)是個(gè)封閉系統(tǒng)。所有潤(rùn)滑后的油通過(guò)油箱頂部回到回油槽中。油進(jìn)入油箱前靠自身重力通過(guò)一個(gè)150目的濾筒過(guò)濾。當(dāng)油箱中油位過(guò)高或過(guò)低，油位指示器和油位開關(guān)都會(huì)發(fā)出警報(bào)。在機(jī)組初始運(yùn)行期間，必須經(jīng)常監(jiān)視油箱回油槽中的油位。

2 設(shè)備簡(jiǎn)介

黑龍江華電能源牡丹江熱電廠2×300MW機(jī)組采用的是哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的型號(hào)為C250/N300-16.7/537/537的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、抽凝汽式汽輪機(jī)，額定功率為300MW，額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，額定蒸汽流量為906.7t/h，新蒸汽壓力為16.67MPa，溫度為537℃，再熱溫度為537℃。在循環(huán)水溫度10℃時(shí)，可保證排汽壓力3.5KPa，額定蒸汽流量884.63t/h。機(jī)組設(shè)計(jì)出力為300MW。

3 現(xiàn)象

我廠#1.2機(jī)組為國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型汽輪機(jī)，運(yùn)行一段時(shí)間以來(lái)發(fā)現(xiàn)，#1、2機(jī)組在開機(jī)過(guò)程中1800-2400rpm轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，潤(rùn)滑油壓大幅度下降，輕則造成直流油泵聯(lián)動(dòng)，重則造成機(jī)組跳閘，更嚴(yán)重的是有可能造成油壓突降太低燒瓦的危險(xiǎn)。按機(jī)組設(shè)計(jì)情況，中速暖機(jī)轉(zhuǎn)速為2040rpm，但在此轉(zhuǎn)速下頻繁出現(xiàn)潤(rùn)滑油壓大幅下降，致使#1、2機(jī)組在冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中中速暖機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)法維持。給機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成很大的威脅

4 原因分析

在正常運(yùn)行時(shí)該機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的全部用油均由注油器供給，注油器出口油經(jīng)冷油器后供給機(jī)組各軸承，在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，主機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，主油泵不能提供足夠的油壓及流量，此時(shí)由交流潤(rùn)滑油泵來(lái)向油系統(tǒng)供油，直流油泵則作為備用油泵，下面對(duì)該故障的可能產(chǎn)生原因做如下分析。

4.1 機(jī)組啟動(dòng)初期，主機(jī)轉(zhuǎn)速低，潤(rùn)滑油由交流潤(rùn)滑油泵供給，油壓穩(wěn)定在0.21mpa左右，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速提升到1800rpm以上時(shí)，主油泵出口壓力升高，注油器出口逆止閥前壓力緩慢升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至使該逆止門前壓力略大于逆止門后壓力時(shí)，逆止門瞬間開啟，此時(shí)相當(dāng)于主油泵和交流潤(rùn)滑油泵并列運(yùn)行，油泵的工作點(diǎn)發(fā)生漂移，注油器出口逆止門一旦開啟，主油泵出口流量增大，出口壓力下降則又導(dǎo)致注油器出口逆止門回關(guān)，交流潤(rùn)滑油泵運(yùn)行工況發(fā)生變化，進(jìn)入不穩(wěn)定運(yùn)行工作區(qū)，使?jié)櫥蛪喊l(fā)生大幅度變化。當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速升至2300rpm以上時(shí)，通過(guò)了注油器出口逆止門動(dòng)作瞬間后油壓又趣于穩(wěn)定，主油泵與交流油泵并列運(yùn)行。

4.2 該機(jī)組在注油器擴(kuò)壓管后裝有可調(diào)逆止閥，它在注油器工作時(shí)，可以防止油從系統(tǒng)倒流回注油器而進(jìn)入油箱，在混合室吸油孔的上方，裝有一個(gè)可上下自由移動(dòng)的逆止板，當(dāng)注油器和主油泵正常工作時(shí)，混合室中是負(fù)壓，逆止板被頂起，油箱中的油可通過(guò)8個(gè)吸油孔吸入混合室中，而在機(jī)組啟停過(guò)程中交流潤(rùn)滑油泵工作時(shí)，逆止板落下，阻止系統(tǒng)中的油經(jīng)吸油孔倒流回油箱。但從實(shí)際情況看我廠#1、2機(jī)組注油器后的調(diào)壓逆止閥性能不好，多次出現(xiàn)開機(jī)過(guò)程中潤(rùn)滑油壓大幅下降，導(dǎo)致機(jī)組跳閘、直流潤(rùn)滑油泵聯(lián)動(dòng)、機(jī)組中速暖機(jī)不能正常進(jìn)行。隨著開機(jī)過(guò)程中機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，注油器出口逆止門開啟的瞬間，由于主油泵出口壓力下降，又造成該逆止門回關(guān)，在此過(guò)程中可能造成注油器出口逆止門頻繁動(dòng)作，出現(xiàn)頻跳、抖動(dòng)等現(xiàn)象，從實(shí)際運(yùn)行情況看，該逆止門性能不好，活動(dòng)不靈活、工作特性差，且在此過(guò)程中該門不能夠完全回座，從而使交流潤(rùn)滑油泵出口油由注油器倒流回油箱，引起潤(rùn)滑油壓的大幅度下降，造成直流油泵聯(lián)動(dòng)，機(jī)組跳閘。

4.3 #2機(jī)組主油箱原來(lái)配備的是臥式排煙風(fēng)機(jī)，其流量為780立方米/小時(shí)，全壓為5038帕，由于該風(fēng)機(jī)殼體法蘭強(qiáng)度低，經(jīng)常出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，所以將排煙風(fēng)機(jī)改型為立式焊接殼體的GXP-HB-300風(fēng)機(jī)，其流量為1152立方米/小時(shí)，全壓為4500帕，運(yùn)行中可能造成油箱內(nèi)負(fù)壓發(fā)生變化，在機(jī)組沖動(dòng)過(guò)程中隨著轉(zhuǎn)速上升，主油箱內(nèi)油溫也不斷升高，加之機(jī)組啟動(dòng)后油箱油位降低，排煙風(fēng)機(jī)使主油箱內(nèi)負(fù)壓過(guò)大，就可能導(dǎo)致主油泵發(fā)生汽化，其出口壓力和流量發(fā)生大幅度波動(dòng)，影響到潤(rùn)滑油壓變化，如果射油器的吸油孔出現(xiàn)部分堵塞也會(huì)造成出口壓力和流量發(fā)生變化。

5 處理措施

5.1 在汽輪機(jī)升速過(guò)程中，轉(zhuǎn)速上升到1800rpm以上時(shí)要嚴(yán)密監(jiān)視潤(rùn)滑油壓的變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)降低應(yīng)立即調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速，但要注意不能停留在機(jī)組的臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)，以防發(fā)生共振跳機(jī)，盡快避開該壓力變化的臨界點(diǎn)，然后待潤(rùn)滑油壓恢復(fù)正常后，停止直流潤(rùn)滑油泵，重新升速。

5.2 將機(jī)組中速暖機(jī)放到2200-2400rpm轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，從1800-2200rpm轉(zhuǎn)速間隔內(nèi)，在保證升速率的前提下，應(yīng)使機(jī)組快速、平穩(wěn)地通過(guò)潤(rùn)滑油壓變化臨界點(diǎn)，并要注意機(jī)組的振動(dòng)情況，如振動(dòng)增大則應(yīng)降低機(jī)組轉(zhuǎn)速至600rpm，暖機(jī)后繼續(xù)升速。

5.3 可考慮在注油器出口逆止門后加裝一隔離門，在該隔離門與逆止門之間引一疏油管道，加裝一個(gè)疏油門引至主油箱，在開機(jī)過(guò)程中機(jī)組沖轉(zhuǎn)之前關(guān)閉隔離門，打開疏油門，待機(jī)組轉(zhuǎn)速升至2900rpm后緩慢關(guān)閉疏油門，開啟注油器出口加裝的隔離門，待油壓穩(wěn)定后停止交流潤(rùn)滑油泵。

5.4 在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中要及時(shí)調(diào)整好主油箱排煙風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)擋板，維持好主油箱內(nèi)的負(fù)壓，同時(shí)在開機(jī)前要給主油箱加好油，保持油位在80mm-100mm之間，使得主油泵在開機(jī)過(guò)程中不發(fā)生汽化現(xiàn)象，保證潤(rùn)滑油壓和流量穩(wěn)定。

5.5 利用停機(jī)檢修的機(jī)會(huì)，及時(shí)檢查油箱內(nèi)注油器出口逆止門，使其動(dòng)作靈活、無(wú)卡澀或其它故障，保證機(jī)組在開機(jī)過(guò)程中該門有良好的工作特性。

6 結(jié)束語(yǔ)

油系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機(jī)組十分重要的一個(gè)系統(tǒng),就好像血液系統(tǒng)對(duì)人類一樣的重要。對(duì)油系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題及大小事故，及時(shí)總結(jié)分析以防止同樣事故再次發(fā)生是十分必要的。

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