汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的運行

林園忠　王恒　和健

【摘 要】本文介紹了汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的功能和組成，運行方式及其參數(shù)設計，并對系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的異常情況進行了原因分析，同時，本文還介紹了汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的運行原則以及在事故工況下的運行情況。

【關鍵詞】汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)；執(zhí)行機構；運行；脫扣

0 前言

汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)（GFR）向控制汽輪機進汽閥閥位的伺服執(zhí)行機構和汽輪機超速保護控制器（OPC）及自動停機脫扣裝置（AST）提供高壓動力油。本系統(tǒng)能滿足汽輪機在各種運行工況下對高壓動力油的需求，包括油量、油壓和油溫的需求。汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)是一個單元系統(tǒng)，也是一個閉環(huán)流動的油系統(tǒng)，閥門執(zhí)行機構、超速保護控制器和自動停機脫扣裝置的排油回流到儲油箱中。

1 汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)介紹

汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)設計成能向控制汽輪機進汽閥閥位的伺服執(zhí)行機構、汽輪機超速控制器和自動停機脫扣裝置提供油溫、油壓穩(wěn)定和油質(zhì)合格的高壓動力油。本系統(tǒng)的油量可隨需求而變，有兩臺相同輸油能力的供油泵，每臺泵的容量為 100%，系統(tǒng)所使用的動力油為三芳基磷酸脂型抗燃油。本系統(tǒng)設置的油冷卻器其油側壓力高于水側壓力，這可避免發(fā)生冷卻水泄漏到動力油中，免除污染油質(zhì)。

汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)，又稱EH 高壓油系統(tǒng)，是一套集裝成一個單元的供油系統(tǒng)。該系統(tǒng)由儲油箱、供油泵、蓄壓器、油冷卻器、油質(zhì)調(diào)理器、過濾器、各種閥門、表計和其他配件及管線構成。EH系統(tǒng)是DEH中的一個重要部分，它以高壓抗燃油為介質(zhì)，主要由供油系統(tǒng)、執(zhí)行機構和危急遮斷系統(tǒng)三大部分組成，完成DEH指令信號到汽輪機閥門的轉換。

2 汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)運行方式及其設計參數(shù)

2.1 正常運行

在汽輪發(fā)電機起動和正常運行期間，調(diào)節(jié)油系統(tǒng)向汽輪機進汽閥的執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)油試驗模塊、超速保護控制器（OPC）和自動脫扣裝置（AST）提供壓力油，允許汽機進汽閥門正常動作。

系統(tǒng)設有二臺各為 100%容量的供油泵，在正常運行時只需一臺泵運行供油。當系統(tǒng)油壓下降到設定值時，處于備用狀態(tài)的供油泵自動啟動投運。

供油泵投運后，從儲油箱吸油，并通過其出口壓力油管線將動力油供給用戶。每臺供油泵吸油管線中設有一只濾徑為140μm的過濾器。供油泵出口壓力油管線中設有二只帶差壓開關且濾芯為3μm 的過濾器。正常運行時一臺運行一臺備用，當過濾器的差壓升高到690kPa 時，差壓開關動作觸發(fā)報警，警示運行人員：過濾器已變臟，必須調(diào)換。

系統(tǒng)運行時，供油壓力是通過供油泵的調(diào)壓裝置調(diào)整的。油泵出口母管壓力設定值約為13.8MPa。

供油泵出口側母管上所設置的一只泄壓閥用于保護系統(tǒng)，避免超壓。當系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高到15.8～16.2MPa 時，泄壓閥動作，將多余的油排到儲油箱。

回油在進入儲油箱之前流經(jīng)管殼式油冷卻器。二臺油冷卻器可一臺運行，也可二臺同時運行。在正常運行工況，一臺運行，一臺備用?；赜驮谟屠鋮s器內(nèi)被常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)提供的冷卻水冷卻，油溫維持在43～54℃。

運行中要關注油質(zhì)變化，監(jiān)視油質(zhì)調(diào)理器的工作情況，確保油質(zhì)在規(guī)定的許可范圍內(nèi)。

正常運行參數(shù)：供油壓力 14.8MPa（2000psig）；供油溫度 43～54℃

2.2 特殊穩(wěn)態(tài)運行

當汽輪機脫扣時，系統(tǒng)仍保持運行。

2.3 特殊瞬態(tài)運行

當供油壓力下降到設定值時，備用供油泵投運。在備用供油泵頂替運行供油泵過程中，系統(tǒng)油壓由高壓蓄壓器補償調(diào)整。

當汽輪機超速和脫扣時，超速保護控制器（OPC）和自動脫扣裝置（AST）油壓失去，使所有的汽機進汽閥門關閉。

2.4 啟動和正常停運

在機組起動前，至少應提前二小時啟動供油泵，如果調(diào)節(jié)油溫度低于21℃，則要投運油箱中的電加熱器，將調(diào)節(jié)油加熱到35℃，以降低油的粘度，改善油的流動性能。

正常停運（短期）時，要手動停運處于運行中的供油泵。投運油箱內(nèi)的電加熱器，以維持油箱內(nèi)的溫度在48℃。

如果為了維修而需要較長時間停運供油系統(tǒng)，則必須手動停運運行泵和油箱內(nèi)的電加熱器（如果電加熱器處于運行中）。

長時間停運后，系統(tǒng)再次投運前，必須進行油質(zhì)分析，確認油質(zhì)合格。

3 汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)運行異常原因分析

3.1 調(diào)節(jié)油油溫升高

調(diào)節(jié)油系統(tǒng)的正常工作油溫為43～54℃，當油溫升高至57～60℃時，溫度開關將發(fā)出報警。

油溫過高排除環(huán)境因素之外，主要是由于系統(tǒng)內(nèi)泄造成的。此時，油泵的電流會增大。造成系統(tǒng)內(nèi)泄過大的原因主要有以下幾種：

1）安全閥泄漏。安全閥的溢流壓力應高于泵出口壓力2.5～3.0MPa，如果兩者的差值過小，會造成安全閥溢流。此時安全閥的回油管會發(fā)熱。

2）溢油閥卡澀或安全油壓過低。當油動機上溢油閥動作后發(fā)生卡澀會造成泄漏，當泄漏大時油動機無法開啟，當泄漏小時造成內(nèi)泄。此時，該油動機的回油管溫度升高。當安全系統(tǒng)發(fā)生故障出現(xiàn)泄漏時，安全油壓降低，會使一個或數(shù)個溢油閥關不嚴造成油動機內(nèi)泄。

3.2 抗燃油酸值升高

抗燃油酸值升高會導致抗燃油產(chǎn)生沉淀、氣泡和空氣間隔等問題。影響抗燃油酸值的因素有很多，其中主要因素為局部過熱和含水量過高。

因為調(diào)節(jié)油系統(tǒng)工作在汽輪機上，伴隨著高溫高壓蒸汽，難免有部分元件或管道處于高溫環(huán)境中，溫度增加使抗燃油氧化過快，氧化會使抗燃油酸度增加，顏色變深。所以我們應注意：調(diào)節(jié)油系統(tǒng)元件特別是管道應遠離高溫區(qū)域；增加通風，降低環(huán)境溫度；增加抗燃油的流動，盡量避免死油腔。

由于冷油器的設計為油側壓力高于水側壓力，這可避免冷卻水泄漏至調(diào)節(jié)油中，因此抗燃油中的水分多數(shù)是由于油箱結露產(chǎn)生的。水在抗燃油中會發(fā)生水解，水解會產(chǎn)生磷酸，磷酸又是水解的催化劑。所以，大量的水分會使抗燃油酸值升高。

3.3 調(diào)節(jié)油油壓波動

調(diào)節(jié)油油壓波動是指在機組正常工作的情況下（非閥門大幅度調(diào)整），調(diào)節(jié)油壓上下波動范圍大于1.0MPa。

出現(xiàn)調(diào)劑油壓波動現(xiàn)象主要是由于泵的調(diào)節(jié)裝置動作不靈活造成的。調(diào)節(jié)裝置分為兩部分：調(diào)節(jié)閥和推動機構。調(diào)節(jié)閥裝在泵的上部，感受泵出口壓力變化并轉化成推動機構的推力，其上的調(diào)整螺釘用于設定系統(tǒng)壓力。

3.4 油管振動

調(diào)節(jié)油油管路特別是靠近油動機部分發(fā)生高頻振蕩，振幅達0.5mm以上，稱之為調(diào)節(jié)油油管振動。油管振動會引起接頭或管夾松動，造成泄漏，嚴重時會發(fā)生管路斷裂。

引起油管振動的原因主要有以下幾個方面：第一，機組振動。油動機與閥門本體相連，當機組振動較大時，勢必造成油動機振動大，與之相連的油管振動也必然大；第二，管夾固定不好。如果管夾固定不好，會使油管發(fā)生振動；第三，伺服閥故障，產(chǎn)生振蕩信號，引起油管振動。

4 調(diào)節(jié)油系統(tǒng)運行原則

4.1 啟動操作

汽機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)有二路供油回路，每一路有一臺供油泵。機組正常運行時投一路供油回路，另一供油回路就作為備用。每臺供油泵在主控室設有TL操作開關，只要儲油箱油位高于351mm，就可通過手動操作主控室TL開關來啟動供油泵。

運行中，如果調(diào)節(jié)油油壓低于10.8MPa，而儲油箱油位高于351mm，主控室TL開關在“備用”位置，則備用的供油泵將自動啟動，同時在主控室中發(fā)出EH油壓低報警。

4.2 停運操作

當選定的一路供油回路在運行中，備用供油泵自投，這時只要調(diào)節(jié)油油壓不低于10.8MPa，允許通過手動操作主控室TL 開關來停止原來運行的供油泵。

如果儲油箱油位降到低于305mm，則閉鎖油泵啟動。

4.3 故障或事故情況下的操作

4.3.1 在主油箱溫度/液位不正常的情況下，在主控室的報警窗上發(fā)出成組報警

在供油濾網(wǎng)差壓高的情況下，在主控室的報警窗上發(fā)出成組報警。

在供油泵故障情況下，在主控室的報警窗上發(fā)出成組報警。

4.3.2 調(diào)節(jié)油母管壓力低

如果汽機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)不能正常運行，當油壓低于10.8MPa 時，在主控室中發(fā)報警信號，并自動投備用油泵。如果備用油泵不能啟動或油壓不能保持，當油壓低于9.31MPa 時，汽機保護系統(tǒng)（GSE）動作使汽機脫扣。

4.3.3 動力源故障

失去控制氣源時，EH 油冷卻器的冷卻水出口氣動調(diào)節(jié)閥將全開，保證油冷卻器的冷卻水供給。

110V交流電源來自二路不同的電源系統(tǒng)，供油泵A/B的控制分別接在這二路電源上，運行泵所在電源段故障，將導致運行泵跳閘，備用泵所在電源段故障，將導致備用泵不能自動切換。

失去48V DC電源，主控室報警窗上的信號不能顯示，同時，報警窗顯示48V DC喪失報警信號。

供油泵380V 的交流電源來自LGA 和LGB 系統(tǒng)。LGA電源失去，10 秒后A泵跳閘；LGB 電源失去，10 秒后B 泵跳閘。

5 結束語

汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)是汽輪機重要的輔助系統(tǒng)，本系統(tǒng)向控制汽輪機進汽閥閥位的伺服執(zhí)行機構和汽輪機超速保護控制器（OPC）及自動停機脫扣裝置（AST）提供高壓動力油，本系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是汽輪機機組安全穩(wěn)定運行的關鍵。

【參考文獻】

[1]汽輪機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)手冊[Z].

[2]EH液壓控制系統(tǒng)專用資料[Z].

[3]邏輯圖冊[Z].

[4]定值手冊[Z].

[責任編輯：曹明明]