海洋石油161主機(jī)潤(rùn)滑油泵控制回路改造

李丙焱，劉傳彬，曲雙杰，高連燁

(中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司天津作業(yè)公司，天津 300452)

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海洋石油161主機(jī)潤(rùn)滑油泵控制回路改造

李丙焱，劉傳彬，曲雙杰，高連燁

(中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司天津作業(yè)公司，天津 300452)

針對(duì)海洋石油161發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行中不能完全起到保護(hù)作用的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)分析和改造，增加一套氣動(dòng)控制隔膜泵，在失電的情況下進(jìn)行潤(rùn)滑，有效避免了一些工況下對(duì)發(fā)電機(jī)造成的損害。

潤(rùn)滑系統(tǒng)；失電保護(hù)；氣動(dòng)泵

海上采油平臺(tái)電站系統(tǒng)為平臺(tái)提供電力保障，是平臺(tái)上的各種生產(chǎn)和生活設(shè)施能夠正常、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基石[1]。海洋石油161的主機(jī)型號(hào)為MAK 廠家 8M20C型，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SE 630 SA6 ，其中此發(fā)電機(jī)配備了電動(dòng)交流潤(rùn)滑油泵為前后軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。該系統(tǒng)主要包括發(fā)電機(jī)組、電站控制系統(tǒng)、配電中心及各種用電負(fù)載，其中發(fā)電機(jī)組是海上平臺(tái)電站的核心設(shè)備，它的穩(wěn)定運(yùn)行能保證平臺(tái)各用電設(shè)備的穩(wěn)定，當(dāng)它出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)影響采油平臺(tái)的正常生產(chǎn)，因此發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行成為重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題。

1 現(xiàn)有問(wèn)題

1.1 發(fā)電機(jī)滑油系統(tǒng)關(guān)斷點(diǎn)

潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要功能是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的各種

運(yùn)行環(huán)境下把具有一定壓力和適當(dāng)溫度的清潔機(jī)油不斷的輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)各摩擦表面，進(jìn)行潤(rùn)滑，帶去摩擦產(chǎn)生的熱量，清潔副表面的磨屑和雜質(zhì)，保證零件的正常工作[2]，有效的潤(rùn)滑管理對(duì)保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著決定性的作用[3]。

海洋石油161 MAK發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端軸承和非驅(qū)動(dòng)端軸承的潤(rùn)滑，采用的是三相220 V交流潤(rùn)滑油泵潤(rùn)滑。目前2臺(tái)原油主機(jī)的潤(rùn)滑油泵的電源接在應(yīng)急照明盤上，當(dāng)應(yīng)急照明盤斷電，會(huì)造成潤(rùn)滑油泵掉電，停止供油，MAK主機(jī)保護(hù)系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到潤(rùn)滑油流量低造成主機(jī)關(guān)斷失電，如圖1所示，發(fā)電機(jī)流量開關(guān)為設(shè)備關(guān)斷點(diǎn)。

1.2 關(guān)斷造成的影響

滑動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中應(yīng)用廣泛，其工作時(shí)轉(zhuǎn)子與軸承之間形成壓力油膜，油膜壓力作用在軸瓦的合金層上，油膜不僅起著承受載荷、減輕摩擦、消除磨損等作用，從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)看來(lái)，油膜的動(dòng)特性對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的特性有很大影響[4]。平臺(tái)發(fā)生關(guān)斷時(shí)，主機(jī)停機(jī)，潤(rùn)滑油泵停止工作，造成軸瓦損壞。軸承滑油流量低停車點(diǎn)有2 s的延時(shí)(2 s延時(shí)是安保系統(tǒng)原始設(shè)定值)，在故障停機(jī)信號(hào)觸發(fā)后，發(fā)電機(jī)軸承可能會(huì)有短時(shí)間的缺油現(xiàn)象，可能造成軸瓦的非正常磨損，導(dǎo)致軸承的損壞。見圖2。

圖1 發(fā)電機(jī)滑油流量低關(guān)斷點(diǎn)

圖2 發(fā)電機(jī)軸瓦正常與磨損的對(duì)比照片

2 改進(jìn)方案

2.1 方案比對(duì)

為了避免因應(yīng)急盤失電時(shí)造成潤(rùn)滑油泵無(wú)法正常工作，對(duì)發(fā)電機(jī)造成損害。通過(guò)分析討論，提出3個(gè)方案供選擇。

方案1，對(duì)原潤(rùn)滑油泵的供電電源進(jìn)行改進(jìn)，使用UPS電源[5]，因平臺(tái)原有UPS系統(tǒng)容量已接近滿負(fù)荷，需新增一套系統(tǒng)或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容。

方案2，對(duì)于目前單路電源的供電不穩(wěn)定性，可以采取雙電源供電模式。雙電源模式定義為，根據(jù)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義為由1個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其他必要的電器組成，用于檢測(cè)電源電路，并將1個(gè)或多個(gè)負(fù)載電路從1個(gè)電源轉(zhuǎn)換至另1個(gè)電源的電器[6]。海洋石油161分別從正常照明盤和應(yīng)急照明盤分別各引1路電源，連接到雙電源自動(dòng)切換裝置上，實(shí)現(xiàn)雙電源供電，這樣如果應(yīng)急照明盤突然斷電或停電檢修時(shí)，雙電源自動(dòng)切換裝置會(huì)自動(dòng)切換到正常照明盤的電源進(jìn)線供電，從而避免發(fā)電機(jī)關(guān)斷影響平臺(tái)正常生產(chǎn)，見圖3。

圖3 原油發(fā)電機(jī)軸承油泵的雙電源自動(dòng)切換裝置電路圖

方案3，對(duì)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改造，借用平臺(tái)儀表氣系統(tǒng)，對(duì)每臺(tái)發(fā)電機(jī)新增1組應(yīng)急氣動(dòng)泵。對(duì)比3個(gè)方案，認(rèn)為方案3在前期資金投入和后期維護(hù)工作都有較大優(yōu)勢(shì)。

2.2 改進(jìn)計(jì)劃

對(duì)每臺(tái)發(fā)電機(jī)增加一組應(yīng)急氣動(dòng)泵，在失電和滑油泵故障或其他滑油系統(tǒng)部件損壞造成的流量低時(shí)可以啟動(dòng)應(yīng)急氣動(dòng)泵進(jìn)行發(fā)電機(jī)的后潤(rùn)滑，避免應(yīng)急情況下發(fā)電機(jī)缺少潤(rùn)滑而損壞。

2.3 具體實(shí)施內(nèi)容

如圖4所示，原設(shè)計(jì)滑油流量開關(guān)無(wú)源的1組NJE200一直沒(méi)有使用，前后驅(qū)動(dòng)端觸點(diǎn)并聯(lián)2個(gè)流量都低時(shí)觸點(diǎn)斷開才發(fā)出斷電指令，通過(guò)啟用它來(lái)控制新增氣泵低流量啟停信號(hào)。

圖4 發(fā)電機(jī)端接線箱接線圖紙

氣動(dòng)泵氣源受控于2位3通電磁閥，氣源經(jīng)過(guò)常規(guī)減壓過(guò)濾后送達(dá)電磁閥。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)2位3通電磁閥帶電氣路關(guān)閉，失電或流量低時(shí)觸發(fā)電磁閥線圈掉電使氣路打開氣泵開始泵油進(jìn)行后潤(rùn)滑。

將原來(lái)有源流量開關(guān)NJE100分別供電的220 V電源線進(jìn)行改造，2路并1路，富余的1組進(jìn)線用于從就地盤24VDC引入發(fā)電機(jī)接線箱，為氣動(dòng)泵控制電磁閥供電,見圖5。

圖5 流量開關(guān)接線圖

發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端流量低開關(guān)220 V電源由原單獨(dú)供電變?yōu)楣灿泄╇?，電磁閥取自端子排X241 1、2控制。

3 結(jié)論

通過(guò)分析發(fā)電機(jī)軸瓦損壞問(wèn)題，找出在某些工況下軸承潤(rùn)滑不足的原因，提出改進(jìn)方案建議。這樣可以避免軸瓦在某些工況掉電時(shí)，潤(rùn)滑油泵不工作造成軸瓦短暫缺少潤(rùn)滑油而損傷，使發(fā)電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)、可靠。加強(qiáng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的故障預(yù)防,及時(shí)準(zhǔn)確地排除潤(rùn)滑系統(tǒng)故障,恢復(fù)其良好的技術(shù)狀況,可減少維修費(fèi)用,延長(zhǎng)使用壽命,提高工作效率。

關(guān)于雙電源切換裝置的改造理念，可以為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)滑油泵提供可靠穩(wěn)定的電源；也便于對(duì)應(yīng)急照明盤及其變壓器例行的停電維保檢修。從而避免了由于發(fā)電機(jī)軸承電動(dòng)滑油泵的電源問(wèn)題而引發(fā)的主機(jī)關(guān)斷事故，影響平臺(tái)正常生產(chǎn)。同時(shí)提高了對(duì)設(shè)備的日常維保檢修，降低設(shè)備的故障率，節(jié)約了維修成本。此建議對(duì)其他存在類似情況的設(shè)備也有借鑒意義。

[1] 中國(guó)船級(jí)社.鋼制海船入級(jí)規(guī)范第四分冊(cè)[S].北京：人民交通出版社,2009.

[2] 陳學(xué)瑩.淺談?dòng)蜌鉂?rùn)滑技術(shù)及其應(yīng)用[J].浙江冶金,2006(2):58-60.

[3] 錢文.柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)管理及故障探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2008,27(1):36-38.

[4] 史冬巖，張成，任龍龍，等.滑動(dòng)軸承壓力分布及動(dòng)特性系數(shù)[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào),2011,32(9):1134-1139.

[5] 周偉標(biāo)，董傳君，施永志.利用UPS電源實(shí)現(xiàn)機(jī)組事故供油[J].浙江冶金,2012(1):53-54.

[6] 任紅，羅潔，韓全勝，等.雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的選擇及應(yīng)用[J].建筑電氣設(shè)計(jì)與設(shè)備，2005,24(8):2-9.

The Control Circuit Modification of the Main Engine Lubrication Pump for HYSY 161

LI Bing-yan, LIU Chuan-bin, QU Shuang-jie, GAO Lian-ye

(Tianjin Branch of CNOOC Energy Technology & Service-Oil Production Services Co., Tianjin 300452, China)

The lubrication system of electical generator for the HYSY 161 is malfunction in daily work.After reseach and transformation, a set of Pneumatic diaphragm pump was added to control lubrication in the fail safe condition. The new sets is effectively avoid damage factors under some load conditions.

lubrication system; fail safe; pneumatic pump

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.05.014

2016-07-10

李丙焱(1981—)，男，學(xué)士，助理工程師

U664.121

A

1671-7953(2016)05-0055-03

修回日期：2016-08-10

研究方向:海上石油平臺(tái)設(shè)備儀控管理

E-mail:lby_buzhi@163.com