孫克克

【摘 要】本文簡要介紹了汽輪機潤滑油系統(tǒng)的主要功能、風險，并以秦山核電300MW機組潤滑油系統(tǒng)為列，詳細介紹了潤滑油系統(tǒng)的主要設備及其功能、系統(tǒng)工作原理等。同時對汽機在啟動過程中潤滑油壓的變化趨勢予以分析，為電廠運行人員在執(zhí)行汽輪機啟動操作時給與參考，出現(xiàn)異常及早干預，避免事故發(fā)生。

【關鍵詞】汽輪機;潤滑油;沖轉(zhuǎn);油壓

中圖分類號： U672 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）06-0270-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.105

【Abstract】This paper introduces the function and risk of Turbine lube oil system，and takes the lube oil system of qinshan nuclear power unit of 300MW as an example，introduces the main equipment、function and working principle of the lube oil system.At the same time，analyzed the change trend of lube oil pressure in order to provide reference for power plant operator in the operation of turbine start-up，abnormal early intervention to avoid accidents.

【Key words】Turbine;Lube oil;Roll;Oil pressure

1 汽機潤滑油系統(tǒng)功能簡介

潤滑油系統(tǒng)主要在機組啟動、停止、正常運行和事故工況下，為汽輪機和發(fā)電機的徑向軸承、推力軸承，提供符合設計要求（油溫、油壓、油質(zhì)等）的潤滑油，以減少軸承接觸表面的摩擦損失并帶走因摩擦產(chǎn)生的熱量以及由轉(zhuǎn)子傳來的熱量。潤滑油系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機組的運行中發(fā)揮著至關重要的作用，是機組安全運行的重要保障，如果潤滑油系統(tǒng)工作異常，極易導致機組定轉(zhuǎn)子動靜摩擦、大軸彎曲、軸瓦燒毀，甚至發(fā)生整機損壞的惡性事故，給電廠帶來重大的安全事故和不可估量的經(jīng)濟損失。

2 秦山核電300MW機組潤滑油系統(tǒng)設備組成

秦山核電300MW機組潤滑油系統(tǒng)主要由主油泵、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵、注油器、油冷卻器、潤滑油箱、排煙風機、油過濾器以及連接管道、閥門及各種監(jiān)測儀表等構成（由于在2018年的常規(guī)島設備更新改造中，采用電超速保護取代了原設計的機械超速保護，所以原潤滑油系統(tǒng)中的高壓油泵及其管路也隨之取消）。

3 潤滑油系統(tǒng)主要部件的功能簡述

主油泵：雙吸式離心泵，裝在前軸承座內(nèi)的汽輪機轉(zhuǎn)子的接長軸上，無自吸能力，需依靠交流油泵或注油器建立吸入壓力。汽輪機正常運行時，為注油器提供高壓工作油，使注油器正常工作，從而為徑向軸承、推力軸承及主油泵入口供油。

交、直流潤滑油泵：均為立式離心泵，電機裝在油箱頂部的圓板上，通過固定式聯(lián)軸器與泵相連接，油泵浸沒在油箱潤滑油中。交流油泵在機組啟動、停止過程中，主油泵還不能正常工作時，為汽輪發(fā)電機組軸承、盤車齒輪及頂軸油泵提供潤滑油。直流油泵在機組停機或事故工況，交流油泵故障時，為軸承緊急供油。

注油器（1臺）：安裝在油箱內(nèi)部，主要由噴嘴、擴散管、逆止閥和濾網(wǎng)等組成，其利用主油泵的高速油流作為動力將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，將油箱?nèi)的的油吸上，通過擴散管排出，為軸承提供潤滑油，為主油泵提供油源。

4 潤滑油系統(tǒng)的工作原理

汽機啟動前，輔助油泵（即交流潤滑油泵）先啟動，從潤滑油箱吸油，分成兩路，一路經(jīng)冷油器冷卻后送至汽輪機和發(fā)電機軸承、盤車齒輪和頂軸油泵等用戶，最終返回潤滑油箱;另一路為主油泵供油。由于注油器出口逆止閥001V閥前壓力不足以將其頂開，所以潤滑油流經(jīng)注油器時，從注油器的吸油孔排至潤滑油箱。

汽機在啟動沖轉(zhuǎn)過程中，當轉(zhuǎn)速升至約2800rpm以上時，主油泵已能正常工作，為注油器提供高壓工作油。此時注油器出口逆止閥001V閥前壓力大于閥后壓力，001V被打開，使注油器正常工作，向主油泵入口供油。同時注油器和輔助油泵聯(lián)合向汽輪發(fā)電機組的徑向軸承、推力軸承供油。如果此時停運輔助油泵，注油器將單獨完成向機組徑向軸承、推力軸承供油。

機組停運時，隨著轉(zhuǎn)速下降，潤滑油壓降低。當轉(zhuǎn)速降至約2400rpm時，低油壓信號聯(lián)鎖啟交流潤滑油泵，完成注油器供油向輔助油泵供油地切換。

5 汽機啟動過程中潤滑油壓變化趨勢及原因分析

秦山核電300MW汽輪發(fā)電機組采用上海汽輪機廠生產(chǎn)的額定轉(zhuǎn)速為3000rpm的全轉(zhuǎn)速機組，其在沖轉(zhuǎn)時（盤車轉(zhuǎn)速→3000rpm）的潤滑油壓變化趨勢如圖2所示。

根據(jù)圖2可觀察出潤滑油壓隨轉(zhuǎn)速的變化情況如下：

1）沖轉(zhuǎn)前，油壓相對穩(wěn)定（a前盤車轉(zhuǎn)速區(qū)）;

2）沖轉(zhuǎn)初期，油壓有輕微變化，但變化不大（a-b轉(zhuǎn)速區(qū)）;

3）隨著轉(zhuǎn)速升高，油壓緩慢下降，（b-c轉(zhuǎn)速區(qū)）;

4）在c點轉(zhuǎn)速時，油壓降至最低值;

5）隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，油壓從最低值又緩慢上升（c-d轉(zhuǎn)速區(qū)）;

6）油壓突降（d點轉(zhuǎn)速）;

7）油壓突降后，又緩慢回升，直至穩(wěn)定（d后轉(zhuǎn)速區(qū)）。

6 油壓變化原因分析

P2為流經(jīng)用戶后的壓力，也即是潤滑油箱的壓力。在系統(tǒng)運行過程中，油箱始終保持一定的負壓，且變化不大，所以可知：Q2與P1正相關，即Q2∝P1，P1增大（減?。?，Q2亦增大（減?。?/p>

針對上述在機組啟動過程中潤滑油壓變化的原因分析如下：

1）在盤車轉(zhuǎn)速區(qū)，輔助油泵從潤滑油箱吸油，向汽輪發(fā)電機組軸承、盤車齒輪、頂軸油泵等用戶和主油泵供油，前者通過用戶后返回油箱，后者由于001V未打開，注油器功能未建立，故回油通過注油器吸油孔排至油箱，轉(zhuǎn)速由盤車裝置維持在0～3rpm，整個過程流量穩(wěn)定（Q1=Q2+Q3，Q3=Q4，Q5=0），故潤滑油壓P1也穩(wěn)定;

2）在啟動沖轉(zhuǎn)的開始階段a-b轉(zhuǎn)速區(qū)，由于主油泵轉(zhuǎn)速不高，其流量效應仍不明顯，故各管路流量變化不大，潤滑油壓亦變化不大;

3）在b-c轉(zhuǎn)速區(qū)，隨著主油泵流量效應加強，Q4流量增大。由于輔助油泵出口流量Q1不變（圖中電流穩(wěn)定），故通過軸承的流量Q2減小，P1也隨之降低。注油器出口壓力，即001V閥前壓力雖然升高，但仍不足以將001V頂開，故Q5=0，Q3=Q4;

4）隨著主油泵轉(zhuǎn)速的不斷升高，注油器出口油壓也持續(xù)升高。在c點轉(zhuǎn)速時，注油器出口油壓升至與輔助油泵出口油壓相同，即001V閥前、閥后壓力相等。此時輔助油泵向主油泵的供油量Q3達到最大值，因為Q1不變，相應地供用戶的流量Q2就達到最小值，所以P1也達到最低值0.221MPa;

5）繼續(xù)升速，當注油器出口壓力大于輔助油泵出口壓力時，001V被打開。注油器功能建立，注油器利用從主油泵來的高壓工作油，開始從油箱吸油Q6，Q5開始有流量，此時注油器供油分兩路，一路至主油泵Q4，一路經(jīng)冷油器至用戶Q3，即Q5=Q4+Q3，軸承供油量Q2=Q1+Q3。隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，雖然輔助油泵的供油量Q1有所減少（輔助油泵電流減?。⒂推鞯墓┯土縌3持續(xù)加大，所以Q2總體是增大的，潤滑油壓P1也隨之增大;

6）在d點轉(zhuǎn)速時，停運輔助油泵，Q1為零，Q3=Q2，Q2流量突降，P1亦突降;

7）在后續(xù)繼續(xù)升速至額定轉(zhuǎn)速的過程中，Q2增大直至穩(wěn)定，P1亦增大直至穩(wěn)定。

7 結束語

潤滑油系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機組的重要輔助系統(tǒng)，其工作正常與否，直接影響到發(fā)電機、汽輪機等發(fā)電關鍵設備的運行。本文通過對汽機啟動階段潤滑油壓力變化進行分析，特別是沖轉(zhuǎn)過程中潤滑油壓出現(xiàn)的兩次低值的討論分析，初步了解了潤滑油系統(tǒng)的運行規(guī)律，為電廠運行人員在執(zhí)行汽機沖轉(zhuǎn)操作中，關于潤滑油系統(tǒng)的操作和監(jiān)視具有一定地參考意義。

【參考文獻】

[1]秦山核電一廠30萬機組，潤滑油系統(tǒng)流程圖，2018年.

[2]秦山核電一廠30萬機組，潤滑油系統(tǒng)培訓教材，2009年.

[3]秦一廠常規(guī)島設備更新（汽輪機本體及附屬系統(tǒng)部分）永久變更詳細設計，2017年.