摘 要：以某公司3臺(tái)660 MW機(jī)組為例，分析了給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵在切換過(guò)程中出現(xiàn)的備用油泵油壓建立慢，導(dǎo)致潤(rùn)滑油母管壓力低，易造成給水泵汽輪機(jī)跳閘的問(wèn)題。通過(guò)機(jī)理分析及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，找出了潤(rùn)滑油泵油壓建立慢的原因，制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施并實(shí)施改進(jìn)，提高了發(fā)電機(jī)組運(yùn)行安全性。

關(guān)鍵詞：給水泵汽輪機(jī)；油泵；油壓；潤(rùn)滑油系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TK268" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2023）14-0077-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.14.019

0" " 引言

潤(rùn)滑油的主要作用是為汽輪機(jī)組的軸承、推力瓦裝置等提供潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油系統(tǒng)的正常運(yùn)行，是機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的決定性因素之一[1]。在檢修周期內(nèi)汽輪機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，其油系統(tǒng)極易發(fā)生故障[2]，潤(rùn)滑油系統(tǒng)不能正常建壓是較為常見(jiàn)的一類問(wèn)題。孫國(guó)強(qiáng)、喬洪勇等人通過(guò)在給水泵潤(rùn)滑油系統(tǒng)增裝蓄能器，延遲潤(rùn)滑油壓降低時(shí)間，來(lái)避免因油壓低導(dǎo)致給水泵跳閘[3-4]。

某公司3臺(tái)660 MW亞臨界燃煤發(fā)電機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，給水泵汽輪機(jī)交流潤(rùn)滑油泵在切換過(guò)程中會(huì)不定期出現(xiàn)備泵建壓慢的問(wèn)題，若在跳泵過(guò)程中不能正常建壓，油泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，容易出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)潤(rùn)滑油壓力低于跳閘保護(hù)值的情況，造成給水泵汽輪機(jī)跳閘，導(dǎo)致汽包水位波動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。

1" " 系統(tǒng)概況

該公司每臺(tái)機(jī)組配2套汽動(dòng)給水泵組，給水泵汽輪機(jī)為GE公司生產(chǎn)，型號(hào)DEV631153541，額定功率9 200 kW，額定轉(zhuǎn)速5 800 r/min；給水泵為荏原公司生產(chǎn)，型號(hào)14X14X16-4StageHDB，為多級(jí)臥式離心泵，流量1 202.3 t/h，揚(yáng)程2 247.2 m。

給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)配套有一個(gè)7 200 L油箱、兩臺(tái)型號(hào)1.5×2LV交流潤(rùn)滑油泵、一臺(tái)型號(hào)2×2.5XLV直流潤(rùn)滑油泵、兩臺(tái)冷油器、兩套濾網(wǎng)、一個(gè)油位計(jì)、一臺(tái)排油煙風(fēng)機(jī)、一套壓力溫度調(diào)節(jié)閥、一套電加熱器。潤(rùn)滑油采用的是SHELL TURBO T32透平油。正常工況下，一臺(tái)交流潤(rùn)滑油泵運(yùn)行就能滿足供油要求，另一臺(tái)做備用，直流事故油泵只在兩臺(tái)交流油泵均故障或潤(rùn)滑油壓低于保護(hù)值時(shí)運(yùn)行，油系統(tǒng)如圖1所示。

給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)參數(shù)如下：交流潤(rùn)滑油泵設(shè)計(jì)容量35 m³/h，正常運(yùn)行流量18.4 m³/h，轉(zhuǎn)速2 955 r/min，電機(jī)功率11.9 kW，油泵設(shè)計(jì)出口壓力0.184 MPa；直流事故油泵設(shè)計(jì)容量0.825 m³/h，轉(zhuǎn)速3 500 r/min，電機(jī)功率3.73 kW，油泵設(shè)計(jì)出口壓力0.184 MPa。

潤(rùn)滑油系統(tǒng)原使用日本JOMA公司生產(chǎn)的JOMA #32潤(rùn)滑油，因?yàn)樵撚屯．a(chǎn)，2015年開(kāi)始陸續(xù)將3臺(tái)機(jī)組給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油的油種更換為SHELL Turbo T32。

在控制聯(lián)鎖保護(hù)上，備用潤(rùn)滑油泵如果滿足以下任一條件自啟動(dòng)：1）一臺(tái)交流潤(rùn)滑油泵已運(yùn)行5 s，交流潤(rùn)滑油泵出口壓力仍＜414 kPa；2）運(yùn)行泵發(fā)生電機(jī)電氣故障跳閘。直流事故油泵如果滿足以下任一條件自啟動(dòng)：1）軸承潤(rùn)滑油母管壓力＜70 kPa；2）兩臺(tái)主油泵都發(fā)生電機(jī)電氣故障跳閘。

2" " 原因分析

結(jié)合歷次檢修檢查情況分析，導(dǎo)致潤(rùn)滑油系統(tǒng)建壓慢的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1）潤(rùn)滑油泵出口建壓慢，潤(rùn)滑油系統(tǒng)油箱內(nèi)部深度較淺，油箱內(nèi)未設(shè)計(jì)有消除氣泡的濾網(wǎng)及擋板，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，油系統(tǒng)的回油口與油泵吸入口距離太近，流速較快且?jiàn)A帶大量氣泡的回油，直接進(jìn)入油箱后又在短時(shí)間內(nèi)流至泵吸入口處，導(dǎo)致回油中夾帶的空氣大量積聚在備用潤(rùn)滑油泵泵體內(nèi)，造成備用油泵在啟動(dòng)時(shí)建壓速度較慢。通過(guò)就地壓力表觀察，建壓慢的泵建壓時(shí)間在60～120 s，各臺(tái)泵之間存在較大差異。

2）給水泵汽輪機(jī)軸瓦間隙泄油大易造成潤(rùn)滑油壓下降快，考慮軸瓦潤(rùn)滑冷卻特性，沒(méi)有現(xiàn)成的改造方案，故不考慮對(duì)軸瓦進(jìn)行改造。

3）油泵出口逆止閥故障不能完全關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)，也會(huì)造成油泵聯(lián)啟后建壓慢，在歷次檢修中均對(duì)油泵出口逆止閥解體檢修，確認(rèn)密封面良好。

3" " 解決方案

針對(duì)備用油泵建壓慢問(wèn)題，該公司在歷次機(jī)組檢修中均對(duì)給水泵汽輪機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)行解體檢修，在排除系統(tǒng)局部堵塞或泄漏的前提下，采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1）動(dòng)態(tài)調(diào)整給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵切換周期。在問(wèn)題解決前，根據(jù)各臺(tái)油泵實(shí)際建壓情況動(dòng)態(tài)調(diào)整切換周期，備用油泵建壓慢情況有所好轉(zhuǎn)。各臺(tái)泵切換周期從7天至28天不等，有較大差異。

2）優(yōu)化油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，油箱回油與油泵之間雖有分隔板隔開(kāi)，但因?yàn)楣艿啦贾玫仍?，分隔板上有大面積的孔洞，孔洞上無(wú)濾網(wǎng)、擋板等，油箱回油口與油泵吸入口之間近似為直通結(jié)構(gòu)，會(huì)有大量夾帶氣泡的回油通過(guò)這些孔洞直接流至油泵吸入口。拆除油箱原擋板，安裝不銹鋼金屬濾網(wǎng)，濾網(wǎng)目數(shù)為60目，如圖2所示，既兼顧了泵運(yùn)行時(shí)的流量，又可以有效消除回油中夾帶的較大氣泡。

3）調(diào)整油泵的吸入方式。查閱相關(guān)資料，油箱內(nèi)部的氣泡是不斷上浮、不斷破裂消失的。原給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵吸入口為直通型，吸入口向下，如圖3所示。油泵備用時(shí)，大量的氣泡通過(guò)吸入口直接進(jìn)入泵體內(nèi)積聚，會(huì)引起油泵啟動(dòng)時(shí)建壓緩慢。為此，將油泵吸入口由直通型改為U型，吸入口由向下改為向上，減少由泵吸入口進(jìn)入泵體的氣泡。在不影響油泵運(yùn)行安全的前提下，小幅度增加了油泵吸入口的高度，取消了原油泵的進(jìn)口濾網(wǎng)，如圖4所示。

4）更改油泵放氣口位置。原油泵放氣管道的引出位置設(shè)計(jì)在泵的出口管道處，低于油泵葉輪腔室位置，油泵備用時(shí)葉輪腔室內(nèi)積聚的氣泡無(wú)法通過(guò)放氣管道有效排出。因此將放氣管道的引出位置改至葉輪腔室的頂部，并在葉輪腔室的內(nèi)部機(jī)加工出一條倒氣槽與放氣管道相連接，如圖5所示，這樣更有利于葉輪腔室內(nèi)氣泡的排放。原給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵放氣管道出口高度在油位以下，油泵放氣口浸沒(méi)在油中，不利于泵體中空氣的排放，將其出口移至液位上部，如圖6所示，利用潤(rùn)滑油箱微負(fù)壓的特性來(lái)釋放備用油泵泵體內(nèi)積聚的氣體。

4" " 效果驗(yàn)證

通過(guò)本次改進(jìn)，機(jī)組開(kāi)機(jī)后，給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵定期切換時(shí)備用油泵均能立即建壓，已將油泵定期切換周期調(diào)整為28天，經(jīng)過(guò)一年的觀察和記錄，油泵建壓已恢復(fù)正常。給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油聯(lián)鎖試驗(yàn)，在一臺(tái)給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵保持運(yùn)行時(shí)，就地手動(dòng)停止該泵，觸發(fā)聯(lián)鎖，另一臺(tái)潤(rùn)滑油泵啟動(dòng)，潤(rùn)滑油母管壓力未見(jiàn)明顯波動(dòng)。

5" " 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)增裝潤(rùn)滑油箱濾網(wǎng)，優(yōu)化改進(jìn)潤(rùn)滑油泵吸入口及放氣管的結(jié)構(gòu)形式，給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵建壓慢的問(wèn)題得到了徹底解決，消除了潤(rùn)滑油壓低給水泵汽輪機(jī)跳閘的隱患，提高了機(jī)組運(yùn)行安全性。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] 李濤，邊技超，馬麗.給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)油壓低問(wèn)題的分析[J].電站輔機(jī)，2021，42（3）：1-4.

[3] 孫國(guó)強(qiáng).給水泵汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障原因分析及改進(jìn)措施[J].華電技術(shù)，2018，40（11）：45-47.

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收稿日期：2023-03-22

作者簡(jiǎn)介：馬超（1987—），男，浙江寧波人，工程師，從事火電機(jī)組汽輪機(jī)專業(yè)檢修管理工作。