汽輪機軸承潤滑油流量的調(diào)整

張海豐，林茂盛，段海洲，潘俊生

（遼寧東科電力有限公司，遼寧沈陽 110179）

0 引言

火力發(fā)電廠的汽輪機設(shè)計有汽輪機潤滑油系統(tǒng)。汽輪機潤滑油系統(tǒng)的主要任務(wù)是向汽輪發(fā)電機組的各軸承（包括支撐軸承和推力軸承）提供合格的潤滑、冷卻油。汽輪發(fā)電機組正常運行時，潤滑油在軸承中形成穩(wěn)定的油膜，以維持轉(zhuǎn)子的良好旋轉(zhuǎn)；同時由于轉(zhuǎn)子的熱傳導(dǎo)、表面摩擦?xí)a(chǎn)生相當(dāng)大的熱量，需要一部分潤滑油來進行換熱。另外，潤滑油還為發(fā)電機密封油系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的油源。

某國外火力發(fā)電廠新建2×660 MW 超超臨界燃煤工程2#機組采用的汽輪機為上海電氣集團股份有限公司上海汽輪機廠（STP）生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、單抽、四缸四排汽、凝汽式汽輪機，型號為：N660-27/600/610。該汽輪發(fā)電機組潤滑油系統(tǒng)主要由油箱模塊、主油泵（2×100%交流離心泵）、危急油泵（1×100%直流離心泵）、冷油器（2×100%）、換向閥、潤滑油過濾器、頂軸油泵（3×50%交流葉片泵）、頂軸油過濾器、油煙凈化排放裝置等設(shè)備及其控制裝置、連接管道、附件等組成。正常運行時，主油泵直接從油箱吸油并輸送至供油管路，潤滑油供油經(jīng)冷油器、過濾器、節(jié)流閥等供至軸承，每個軸承的供油壓力和流量可以通過節(jié)流閥調(diào)整。在主油泵故障情況下，直接由緊急事故油泵供給潤滑油，作為緊急停機時的潤滑油提供裝置（圖1）。

圖1 潤滑油系統(tǒng)示意

1 潤滑油量的調(diào)整方法

汽輪機每個軸承的要求油量各不相同，汽輪機廠家提供的軸承進油可調(diào)式節(jié)流閥型號也不相同。根據(jù)汽輪機廠家提供的相關(guān)資料并針對汽輪機潤滑油系統(tǒng)的實際情況，制訂了汽輪機軸承潤滑油量的調(diào)整方法。即在靜態(tài)情況下，通過對軸承潤滑油進油可調(diào)式節(jié)流閥的調(diào)整，確保每個軸承的潤滑油流量滿足相關(guān)要求。

1.1 油量調(diào)整前的條件檢查

汽輪機軸承潤滑油量調(diào)整前應(yīng)先對潤滑油系統(tǒng)進行條件檢查：①汽輪機潤滑油系統(tǒng)安裝完畢；②潤滑油系統(tǒng)沖洗完畢，潤滑油的油質(zhì)達到要求；③潤滑油系統(tǒng)的所有潤滑油泵送電完成，可以隨時啟動；④潤滑油系統(tǒng)的濾網(wǎng)等檢查和清理完畢；⑤潤滑油系統(tǒng)的所有監(jiān)控儀表校驗完畢，具備投入條件；⑥潤滑油的油溫達到要求（最低35 ℃）；⑦汽輪機潤滑油箱的油位在正常范圍內(nèi)。

1.2 靜態(tài)調(diào)整過程

首先逐個全開各個軸承的進油可調(diào)式節(jié)流閥，記錄閥門的位置。然后再逐個全關(guān)各個軸承的進油可調(diào)式節(jié)流閥，并記錄閥門的位置，這樣就得到了閥門的全行程數(shù)據(jù)。記錄完畢后依據(jù)以下步驟進行軸承潤滑油流量的調(diào)整。

步驟1：將所有軸承的進油可調(diào)式節(jié)流閥開啟至全行程1/2的位置，并記錄節(jié)流閥的行程數(shù)據(jù)。

步驟2：啟動一臺交流潤滑油泵，記錄各個軸承進油可調(diào)式節(jié)流閥前后的油壓。

步驟3：通過每個可調(diào)式節(jié)流閥的閥門特性曲線，計算出各個軸承的當(dāng)前進油量，并與軸承的要求進油量進行比對。如果油量未達到要求，則利用節(jié)流閥前后記錄的壓差，參考閥門特性曲線，核算出可調(diào)式節(jié)流閥需要調(diào)整的行程。

步驟4：利用上一步驟中核算出的行程，對各個軸承的可調(diào)式節(jié)流閥進行重新的調(diào)整。

步驟5：調(diào)整完畢后再次核算軸承的進油量，如果進油量仍舊未達到設(shè)計要求，則重新進行步驟3 和步驟4，直到調(diào)整結(jié)果滿足要求。

步驟6：調(diào)整完畢，待汽輪機沖轉(zhuǎn)完成后再依據(jù)各軸承的溫度變化進行細調(diào)。

2 潤滑油量的調(diào)整經(jīng)過

在2020 年5 月14 日至2020 年5 月15日期間，啟動汽輪機交流潤滑油泵，對汽輪機各個軸承的潤滑油量進行調(diào)整。

2.1 可調(diào)式節(jié)流閥的全行程

在檢查汽輪機潤滑油系統(tǒng)具備流量調(diào)整條件后，開始進行汽輪機各個軸承的潤滑油流量調(diào)整工作。首先逐個全開和全關(guān)軸承的入口可調(diào)式節(jié)流閥，記錄節(jié)流閥的全行程。由表1 可知，除測量誤差外，閥門的全行程基本與設(shè)計的行程一致。

表1 汽輪機軸承入口可調(diào)式節(jié)流閥全行程測量mm

2.2 第一次潤滑油量調(diào)整

將汽輪機軸承的入口可調(diào)式節(jié)流閥行程均調(diào)整至全行程的1/2 左右。啟動一臺交流潤滑油泵，觀察記錄相關(guān)參數(shù)，并利用節(jié)流閥前后的壓力值計算出節(jié)流閥的壓差，利用壓差和節(jié)流閥的流量特性曲線計算出進入軸承的當(dāng)前流量。具體參數(shù)見表2，其中1 bar 等于0.1 MPa。

表2 汽輪機軸承流量第一次調(diào)整記錄

2.3 第二次潤滑油量調(diào)整

從第一次調(diào)整（開啟至全行程的1/2 左右）的結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，大部分軸承的實際計算流量大于要求的流量很多，因此需要對節(jié)流閥進行調(diào)整。利用計算出的節(jié)流閥前后壓差和節(jié)流閥特性曲線，重新進行了計算，并重新調(diào)整了各軸承入口可調(diào)式節(jié)流閥的實際行程。調(diào)整后的記錄參數(shù)見表3。

從表3 的調(diào)整結(jié)果數(shù)據(jù)來看，汽輪機各軸承的潤滑油流量已經(jīng)基本接近設(shè)計要求值，并能滿足各軸承的潤滑油量要求。

表3 汽輪機各軸承流量第二次調(diào)整記錄

3 潤滑油量的調(diào)整結(jié)果分析

汽輪機軸承潤滑油量調(diào)整完畢后，需要進行汽輪機沖轉(zhuǎn)并分析軸承的溫度，以確定軸承潤滑油量是否需要進行細調(diào)。在汽輪機后來的沖轉(zhuǎn)以及帶負荷過程中，記錄了各軸承的溫度（表4）。

從表4 的數(shù)據(jù)來看，所有軸承的溫度均在汽輪機廠家設(shè)計的正常范圍內(nèi)（115 ℃為溫度高報警），這說明軸承的潤滑油量滿足要求。

表4 汽輪機軸承溫度記錄 ℃

4 結(jié)論

汽輪機潤滑油系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運行是防止汽輪機軸瓦磨損的重要保障，其系統(tǒng)的設(shè)計、安裝調(diào)試以及設(shè)備的性能至關(guān)重要，因此汽輪機軸承潤滑油流量調(diào)整是汽輪機潤滑油系統(tǒng)調(diào)試工作的重要環(huán)節(jié)。通過對該類型汽輪機潤滑油系統(tǒng)油量調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)要點以及實際運行數(shù)據(jù)分析，確保潤滑油量調(diào)整的結(jié)果滿足機組安全和穩(wěn)定運行要求，并為其他同類型機組的相關(guān)調(diào)試工作提供借鑒。