郭高陽

摘要：本文通過對某電廠30萬機組頂軸油系統(tǒng)出現(xiàn)的實際問題的處理過程及方法進(jìn)行總結(jié)，提出了切實可行的保障機組頂軸油系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的措施。

關(guān)鍵詞：頂軸油 壓力低 處理辦法

1、前言

頂軸油系統(tǒng)的主要功能在于，幫助處于靜止以及低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的轉(zhuǎn)子，可以不受速度的影響，仍能形成潤滑油膜，以此規(guī)避低轉(zhuǎn)速運行時易出現(xiàn)干摩擦狀態(tài)。該系統(tǒng)主要的功能表現(xiàn)在于：潤滑油經(jīng)由高壓頂軸油泵進(jìn)行增壓后，流經(jīng)軸承下瓦的油囊，直接與軸徑、軸瓦相接觸，在壓力的作用下，頂起汽輪機的轉(zhuǎn)子，此時，由于在軸頸與軸承中間形成了潤滑油膜，可以避免二者在干摩擦狀態(tài)下產(chǎn)生碾瓦事故。因此，當(dāng)頂軸油系統(tǒng)出現(xiàn)壓力低甚至不起壓時，轉(zhuǎn)子就不能頂起，易造成軸頸、軸瓦摩擦，極端狀態(tài)下還會造成重大設(shè)備事故。所以，頂軸油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定投入，是機組起停機及盤車狀態(tài)下的安全保證，十分關(guān)鍵。研究頂軸油系統(tǒng)易出現(xiàn)的故障從而進(jìn)行規(guī)避和排除，是保障機組安全的必要性課題。下面將以某電廠實例進(jìn)行論述。

2、原因分析及處理方法

某廠四臺30萬千瓦機組均采用低速自動盤車裝置，機組停機后盤車使轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動，避免因汽缸上下溫差使轉(zhuǎn)子彎曲;機組沖轉(zhuǎn)前至少4h投入連續(xù)盤車避免因閥門、軸封漏汽造成汽缸上下溫差使轉(zhuǎn)子彎曲，同時檢查轉(zhuǎn)子是否已出現(xiàn)彎曲和動靜部分是否有摩擦現(xiàn)象。其中投產(chǎn)較早的兩臺機組整個汽輪發(fā)電機組共有10個支持軸承，高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子分別由1號、2號和3號、4號軸承支撐，5號、6號軸承支撐發(fā)電機轉(zhuǎn)子;1號、2號軸承無頂軸油，3號～6號軸承下瓦上設(shè)有頂軸油孔。因此，每臺機組的頂軸油系統(tǒng)都配備了兩臺頂軸油泵，一運一備用，由于系統(tǒng)投運10多年后油泵多次出現(xiàn)斷軸問題，于2011年把兩臺齒輪油泵更換為了變量柱塞泵。在機組啟、停過程中，按1200r/min轉(zhuǎn)/分和1500r/min聯(lián)鎖停止和聯(lián)鎖啟動頂軸油泵。兩臺泵均為柱塞泵，并聯(lián)布置在汽機車間6米層，泵進(jìn)出口管道裝有濾網(wǎng)，出口濾網(wǎng)后裝設(shè)逆止門。出口母管引出至12米層，設(shè)置了頂軸油分配站，通過各軸承進(jìn)油單向閥調(diào)節(jié)油量及壓力。

當(dāng)機組啟動前，來自潤滑母管的油經(jīng)濾油器后進(jìn)入頂軸油柱塞泵，使其壓力增高到12MPa時，再進(jìn)入母管供至12米層的分配站，通過單向節(jié)流閥，最后進(jìn)入各軸承。通過調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥及溢流閥，可控制進(jìn)入各軸承的油量及其壓力，使軸的頂起高度在合理的范圍內(nèi)（頂起高度在0.09～0.22mm，頂起油壓力在8～12MPa（80～120kgf/cm2））。當(dāng)頂起泵已啟動，而軸尚未被頂起瞬間，頂起油的壓力瞬時會升高。但軸被頂起，排油暢通之后，油壓即下降而保持在某一穩(wěn)定值，這時的壓力是正常頂起壓力。由于之前投產(chǎn)時使用的頂軸油泵是齒輪泵，出口母管分配站處還設(shè)置了兩個溢流閥。2019年7月份以來，兩臺機組頂軸油系統(tǒng)運行期間多次出現(xiàn)了系統(tǒng)壓力波動大，持續(xù)性壓力低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至系統(tǒng)壓力低至1 MPa，影響了機組的安全啟動。為了徹底解決該問題，消除風(fēng)險，檢修人員全力攻關(guān)。經(jīng)過幾次問題處理，摸排出進(jìn)出口濾網(wǎng)堵塞、逆止閥卡澀、油泵損壞、管道漏油、軸瓦處接口不嚴(yán)密等會造成系統(tǒng)壓力降低。11月份，其中一臺機組開機前夕再次出現(xiàn)系統(tǒng)壓力低現(xiàn)象，而且伴隨著壓力波動。首先從現(xiàn)象表征來看，系統(tǒng)壓力低時隨著運行時間延長，伴隨的有油泵聲音較大、振動增大。鑒于此，初步懷疑進(jìn)油量不足，因此對兩臺泵的進(jìn)口濾網(wǎng)、進(jìn)油總門進(jìn)行了檢查，結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)異常。油泵運行時打開進(jìn)油濾網(wǎng)排空閥，有壓力油流出，也排除了管道進(jìn)空氣的原因。進(jìn)油管路異常排除后，又進(jìn)一步對出油管路進(jìn)行排查。首先檢查了出口濾網(wǎng)，然后檢查了出口逆止閥，均無異常。為了排除軸瓦部分管道泄漏，從分配站處逐個關(guān)閉頂軸油單向進(jìn)油閥，結(jié)果系統(tǒng)母管壓力仍然較低。這樣一來，結(jié)果似乎很明了，就是

兩臺柱塞泵同時出了問題，緊急采購一臺新泵進(jìn)行更換，但是投運后仍然在1小時后出現(xiàn)振動大、聲音異常并且系統(tǒng)壓力逐漸下降。經(jīng)過重新系統(tǒng)排查，檢查發(fā)現(xiàn)分配站母管上其中一個溢流閥的溢流管溫度高于另一個溢流閥溢流管，判斷出該溢流閥不嚴(yán)密。解體檢查該溢流閥，發(fā)現(xiàn)其中密封件密封線已經(jīng)有破損且不能修復(fù)。經(jīng)查，頂軸油母管上的溢流閥是老系統(tǒng)即使用齒輪油泵時設(shè)計使用的，更改為柱塞泵后由于變量柱塞泵在泵體上載有溢流閥，所以母管上的溢流閥為冗余配置。經(jīng)過討論，母管上的溢流閥因長時間不起作用充油定位在一個位置，逐漸卡澀腐蝕密封面，造成其損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)一直從此處謝壓。為了徹底解決該問題，且減少油系統(tǒng)動火高危作業(yè)，采取了對兩個母管溢流閥進(jìn)、回油口加銅板封堵的措施。之后，再次恢復(fù)系統(tǒng)，通過調(diào)整兩個柱塞泵的溢流閥使得母管壓力穩(wěn)定在9.5Mpa，符合了機組設(shè)計要求，運行穩(wěn)定。

3、結(jié)論

通過歷次問題處理可發(fā)現(xiàn)，頂軸油裝置雖然每年使用次數(shù)及時間不多，但若不加強維護(hù)，其可靠性將變低，威脅機組運行安全。因此，為了提高其可靠性，減少故障發(fā)生，應(yīng)從以下幾方面著手：1）油泵設(shè)置兩臺，一運一備，且最好選用質(zhì)量可靠的可變量柱塞泵;2）油泵的出入口設(shè)置濾網(wǎng)，一方面防止雜質(zhì)進(jìn)入油泵延長油泵使用壽命，另一方面避免支撐瓦處軸頸磨損;3）管道布置盡量簡單，減少接口，減少泄露;4）管道選材要合適，盡量采用耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)，防止長時間備用管道積油的水分析出造成管道腐蝕。5）如若可能，分配站與頂軸油泵設(shè)計成集成式，可以有效減輕系統(tǒng)震動。

參考文獻(xiàn)：

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