陳浩

（浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限責(zé)任公司， 浙江 寧波 315208）

汽輪機(jī)潤滑油泵故障的分析和處理

陳浩

（浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限責(zé)任公司， 浙江 寧波 315208）

對鎮(zhèn)海電廠 9E 燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行中 2號潤滑油泵電機(jī)軸承抱軸故障引起潤滑油壓力急跌，備泵啟動無效引起機(jī)組跳閘的故障原因進(jìn)行全面分析，提出設(shè)備維護(hù)和檢修過程中的注意事項(xiàng)。

：潤滑油泵；抱軸；跳機(jī)；故障分析

鎮(zhèn)海 300 MW 燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電站由 2臺 100MW GE 公司 PG9171E 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組、1 臺 100 MW ALSTHOM 蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組以及2臺荷蘭 NEM 公司產(chǎn)立式、 無補(bǔ)燃、 單壓余熱鍋爐組成。汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)由2臺交流潤滑軸泵和1臺直流潤滑泵組成，油泵電機(jī)輪軸曾發(fā)生故障，本文對此進(jìn)行分析，以供參考。

1 故障現(xiàn)象及處理

汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)正常情況下1臺潤滑油泵運(yùn)行， 運(yùn)行壓力 290～300 kPa， 低于 140 kPa 時， 啟動另 1 臺； 低于 100 kPa 時， 機(jī)組跳閘； 低于 80 kPa時， 啟動直流潤滑油泵。 2 臺潤滑油泵之間沒有電氣狀態(tài)聯(lián)鎖。

某日， 2 臺燃機(jī)和汽機(jī)負(fù)荷分別為 60MW、 61 MW、 80MW， 2 號潤滑油泵運(yùn)行。運(yùn)行中汽機(jī)潤滑油壓力低報警，汽機(jī)跳閘，檢查發(fā)現(xiàn)汽機(jī)1號潤滑油泵、直流油泵自啟動正常，就地運(yùn)行泵及油壓正常，2號潤滑油泵電機(jī)熱繼電器動作，旁路投入正常，2臺燃機(jī)運(yùn)行正常，凝汽器水位迅速下降。在檢查確認(rèn)汽機(jī)跳閘，真空、軸封壓力正常，潤滑油、液壓油壓力溫度等正常，本體疏水已自動開啟后，停運(yùn)直流油泵。就地檢查潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行正常、無泄漏后，重新啟動并網(wǎng)。檢查故障泵后發(fā)現(xiàn)2號潤滑油泵電機(jī)軸承有故障。

2 事故原因分析

對2號潤滑油泵解體檢查發(fā)現(xiàn)，電機(jī)前軸承保持架碎裂，軸承卡澀并抱死。引起電機(jī)抱軸事故的原因很多，如軸承質(zhì)量不好、潤滑脂質(zhì)量不好或加入量不合適、檢修工藝不當(dāng)?shù)?；從機(jī)理上分析一般有軸承內(nèi)環(huán)和轉(zhuǎn)子之間的過盈配合不當(dāng)引起摩擦發(fā)熱，從而使軸承損壞；軸承配合副之間相對運(yùn)動不正常引起軸承表面疲勞和磨損等。具體的原因有：

（1）軸承本身質(zhì)量問題。 軸承保持架有細(xì)微裂痕時，在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)并承受負(fù)荷情況下，保持架斷裂，導(dǎo)致滾子無法正常轉(zhuǎn)動，引起軸承燒傷并抱死。從檢查結(jié)果看，2號潤滑油泵的軸承保持架存在質(zhì)量問題， 其額定轉(zhuǎn)速為 2 900 r/min， 高速轉(zhuǎn)動并承受負(fù)荷時，軸承內(nèi)外環(huán)和滾動體接觸處發(fā)生彈性變形，最終引起軸承保持架碎裂，滾子間迅速摩擦產(chǎn)生的熱量來不及散發(fā)，進(jìn)一步導(dǎo)致整個軸承轉(zhuǎn)動，從而使軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運(yùn)動，摩擦并發(fā)熱，很快使軸承內(nèi)圈抱死在轉(zhuǎn)子軸上，電機(jī)熱繼電器保護(hù)動作跳閘。

（2）軸承潤滑不好。 軸承高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生巨大熱量使軸承滾子受熱膨脹，造成軸承間隙減小，從而擠壓軸承內(nèi)外環(huán)，導(dǎo)致滾子磨損加劇，當(dāng)軸承潤滑油量不足時無法及時帶走大量熱量，引起軸承抱死。

（3）軸承安裝不當(dāng)。 如果軸承內(nèi)環(huán)和軸間隙以及外環(huán)與軸套間隙配合不當(dāng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱量以及徑向受力時，滾子與內(nèi)外環(huán)的徑向間隙減少，滾子擠壓軸承內(nèi)外圈，最終因磨損發(fā)熱加劇造成軸承燒結(jié)。此外，軸承安裝時由于制造誤差造成安裝和定位不良，使軸產(chǎn)生擾度和熱膨脹等原因也會使軸承承受大的載荷，進(jìn)而損壞軸承。

從事故現(xiàn)象、報警清單和歷史趨勢看，2號潤滑油泵跳閘時，潤滑油系統(tǒng)壓力低、低低幾乎同時報警，汽機(jī)跳閘。當(dāng)時備用潤滑油泵和直流滑油泵均已啟動，具體現(xiàn)象有：潤滑油壓力下跌過程很快，啟備泵值和跳機(jī)值幾乎同時達(dá)到；潤滑油系統(tǒng)壓力從低于 100 kPa 至恢復(fù)到 100 kPa時間為 1 s（DCS 報警分辨率為 1 s）；潤滑油壓從2 號潤滑油泵跳閘前 40 s開始出現(xiàn)波動， 最低跌至 250 kPa， 之后快速下跌。 事故后， 壓力開關(guān)校驗(yàn)確認(rèn)原定值均正確，認(rèn)為事故時備泵啟動和直流潤滑油泵啟動的聯(lián)鎖均正常。

2號潤滑油泵修復(fù)后，進(jìn)行了以下試驗(yàn)：在2號潤滑油泵運(yùn)行情況下，通過緊急停泵按鈕停2 號潤滑油泵， 備泵在壓力跌至 140 kPa 時啟動，壓力未跌至跳機(jī)值。將試驗(yàn)情況與事故時對比，試驗(yàn)時泵動力源雖然失去，但泵還有惰走過程，能給系統(tǒng)提供一定的壓力。而事故時，泵因?yàn)殡姍C(jī)抱軸卡澀，使泵出力瞬間降為零。從以上分析可以看出，在泵未卡澀的情況下，備泵能及時恢復(fù)系統(tǒng)壓力，否則會引起跳機(jī)。

3 防范措施

3.1 技術(shù)措施

（1）重要電機(jī)必須選用優(yōu)質(zhì)軸承， 安裝時仔細(xì)檢查軸承外觀質(zhì)量，有問題堅決不用。

（2）選用合理的潤滑油脂。 油脂填充量必須適當(dāng)，若填充過多，在高速下激烈攪拌反而會引起溫升過高， 造成泄漏。 潤滑油泵一般填充 1/3 潤滑脂， 并在填充前先將軸承放在潤滑油 （透平油）中浸泡，以免在啟動時因潤滑面油脂不足而使軸承燒損。

（3）保證軸承安裝質(zhì)量。 先用煤油清洗軸承 2遍以上，徹底清除軸承內(nèi)的污垢，安裝時采用熱裝配， 控制軸承加熱溫度不超過 105℃， 采用油加熱，裝配時嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)控制軸承各間隙。

3.2 運(yùn)行措施

（1）正常運(yùn)行時注意監(jiān)測。 若振動過大應(yīng)及時消除；定期用紅外線測溫儀監(jiān)測軸承溫度；避免重載啟動，多次重載啟動會使垂直徑向面間隙減小，增加摩擦發(fā)熱，嚴(yán)重時會抱死軸承。

（2）重要電機(jī)須加強(qiáng)定期維護(hù)， 必要時解體清理。解體時，清理軸承內(nèi)污垢并用煤油清洗干凈，檢查內(nèi)外環(huán)及滾子磨損情況，重新安裝時應(yīng)將軸承外環(huán)與內(nèi)壁位置與拆卸前調(diào)整 90°， 以保證軸承圓周各處受力均勻，延長使用壽命。

（3）提高系統(tǒng)保護(hù)的可靠性，防止壓力開關(guān)故障時導(dǎo)致聯(lián)鎖功能失去，對潤滑油泵加裝電氣聯(lián)鎖回路。

（4）通過 DCS 曲線， 檢查平時油壓正常波動范圍，在不會造成因波動而產(chǎn)生誤啟動的前提下，提高啟備泵值。

（5）定期校驗(yàn)壓力開關(guān)， 利用開停機(jī)機(jī)會對潤滑油泵進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)，確保備用正常。

4 結(jié)語

許多火電機(jī)組（包括 9E 燃機(jī)）潤滑油系統(tǒng)正常運(yùn)行時主潤滑油泵都是由大軸帶動，再加上輔助交流潤滑油泵和直流油泵的聯(lián)鎖保護(hù)，可有效防止大軸斷油燒損，但大軸帶動對系統(tǒng)來說比較復(fù)雜， 維護(hù)也比較困難。 目前大型機(jī)組及 GE9F機(jī)組潤滑油系統(tǒng)設(shè)計中都沒有大軸帶動的主潤滑油泵，存在因運(yùn)行泵電機(jī)軸承抱死而導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)的可能性。針對本次事故的相應(yīng)技術(shù)措施也不一定能完全有效，因此要不斷探討更有效的技術(shù)方案來避免類似事故。

[1]陳庚.單元機(jī)組集控運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊第三版第二卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

（本文編輯：徐 晗）

Analysis and Treatment of Faults of Lube Oil Pum p in the Steam Turbine

CHEN Hao
（Zhejiang Zheneng Zhenhai Electric Power Generation Co．Ltd．， Ningbo Zhejiang 315208， China）

This paper analyzes the reasons comprehensively for the sharp pressure decrease caused by the bearing seizure of the running NO．2 lube oil pump and the unit trip due to the failure of the standly pump startand proposes considerations for equipmentmaintenance and repair．

lube oil pump； bearing seizure； unit trip； malfunction analysis

TK263．8+6

： B

： 1007－1881（2010）06－0037－02

2009-10-30

陳 浩（1973－）， 男， 浙江寧波人， 工程師， 從事燃汽輪機(jī)電廠的運(yùn)行管理工作。