气囊式蓄能器在汽轮机润滑油系统中的应用

1、小编语：汽轮机润滑油系统中压力低联启备泵这事，各位还真得关注一下，据小编了解，目前小机润滑油泵跳一台，润滑油压力多数都会低到跳闸值，运行中一旦出现这种情况， 轻则RR重则跳机，对单台汽泵配置的机组，更是如此，本文提供的增加蓄能器的方 案，我看行。润滑油系统是汽轮发电机组最重要的辅助系统之一，它为机组各个轴承提供润滑油， 通过油循环带走轴承运行时产生的热量、杂质，保护机组各个轴承的正常运行。在润滑油 系统中，阀门的状态、泵组的运行情况以及管路的充液、排气等，都会导致管路压力波 动，严重的甚至引起机组跳闸等事故。蓄能器可以作为辅助压力油源，吸收和储存系统中 的能量，有效减小管路中的压力波动，减少设

2、备运行切换对整个系统的冲击，从而避免机 组跳闸等事故的发生。1润滑油系统简介某发电厂装有2台美国GE公司生产的9E型燃气轮机组和1台与其配套的100 MW 级汽轮机组，汽轮机组配套的润滑油系统如图1所示。A/B润滑油泵一用一备，向系统提供稳定的油源(0.0214 m3/s, 600 kPa)。润滑油经过双联冷油器及过滤器，由调压阀调 至额定压力(145 kPa)后送至润滑油母管，同时润滑油过滤器后由一支路向发电机密封 油系统提供油源。系统中还设置1台直流应急润滑油泵，在紧急情况下，提供停机过程 的润滑油及发电机密封用油。A/B润滑油泵存在2套联锁保护，1套是电气联锁，另1套是泵出口母管低油压联

3、 锁（整定值为500 kPa）。同时润滑油系统中有汽机跳闸保护：（1）当轴承润滑油母管 压力低于125 kPa时，汽轮机跳闸，同时直流应急润滑油泵自启。（2）发电机密封油差 压低低（24.138 kPa ），延时1 s ,汽轮机跳闸。2事故经过及原因分析2010年，汽轮机带满负荷正常运行，A润滑油泵故障、自动切换至 B润滑油泵时， 轴承润滑油母管压力低及发电机密封油压差低低2个报警同时出现，汽轮机跳闸。经检查，发现轴承润滑油母管压力低信号先于发电机密封油压差低低信号发出。为查明事故原 因，在停机状态下对A/B润滑油泵进行电气联锁试验，模拟事故状态。在 2台泵切换过 程中，轴承润滑油母管压力瞬间

4、降至整定值 125 kPa以下后回升，系统出现轴承润滑油 母管压力低跳机信号，随后也出现发电机密封油压差低低信号，与事故现象一致。经检 查，油泵运行状态正常，2台泵电气联锁反应时间2s左右，也属正常。因此可以确定事 故原因是润滑油系统压力自保持时间过短。3改造方法为解决润滑油系统压力自保持时间过短问题，一个有效的解决方法是在润滑油系统加 装一定容量的蓄能器。蓄能器在系统正常运行中蓄存润滑油，蓄存量要保证在油泵切换过 程能有效释放至少43 L （油泵2 s内的额定流量）润滑油，以维护系统压力。3.1 蓄能器形式的选择目前常用的充气式蓄能器有活塞式、隔膜式、气囊式等，各有优缺点。活塞式适用高 压系

5、统，结构简单，但是反应灵敏性差。隔膜式虽反应灵敏，但容量较小。鉴于使用的是 低压润滑油，同时需要在短时间内向系统提供43 L润滑油，故气囊式蓄能器较为合适。3.2 蓄能器安装位置的确定因润滑油2个主要用户都会出现跳机信号，所以蓄能器安装位置应选在润滑油泵出 口母管处较为合适。经反复试验确定，只要润滑油母管处油压在300 kPa以上，轴承润滑油母管压力与发电机密封油压差都能正常运行，为安全起见，增加10%?全余量，因而润滑油泵出口母管最低压力为 330 kPa。3.3 蓄能器容量和规格的确定因蓄能器在系统中作为辅助动力源，按照规范，蓄能器的容量由式（1）来计算。3.3.1 充气压力R的选定蓄能器

6、充气压力是整个装置的关键参数，P0可、，运行时一定容量蓄能器蓄油量=多, 但有效排油量不一定大，而充气压力 P0按以下原则选取3.3.2蓄能器 理论容 量的确 止因 充气压 力R=3000.9一。，/0.25尸式其中尸尸330 kPa, P尸600 kPa）,即 300 kPa2150kPa表1以100 L的蓄能器为例，给出了在心同 充气压力%下，蓄能器充排油过程中各主要参 数的理论计算值从表1可以看出.凡在选值范 围内取值越大,虽蓄能器的蓄油量是下降，但其 排放过程中有效排放量却是增加的,因而吊应 |选大机取Po=3OO kPac二汽棚躇kPa,蓄能器的有效排放量至少为润滑油泵 2 s的额定

7、流量Vx =43 L ,按式（1）计算得 到 V0=162.5 L。3.3.3 蓄能器数量的确定由于蓄能器中的皮囊是易损件，蓄能器出油速度过快，会使皮囊卡入出口菌形阀中而 破损，因而一般皮囊式蓄能器出油流量低于 1015 L/s o根据润滑油系统正常运行所需 流量21.5 L/s （0.021 4m3/s）来看，选择3只蓄能器比较合适。3.3.4蓄能器规格的确 止每只蓄能器的规格V =V0 /n=162.5/3=54.2L。蓄能器规格选择为63 L ,但考虑系统 的一定裕度，因而上选一个容量，蓄能器容量取 80 L。蓄能器型号为：NXQAB-80/10-F- Y。倬即1料UiJWtk小牝*卜维

8、也时利十月七上线k .=1J鹏Jirojoo25,00出00风A2<kooTlOilALtB«I菖帐/先播油过耳中生士事知端，片播鹰冉 *-ft)4改造 效果新 增润滑 油蓄能 器系统 如图2 所示在 日常运 行中， 蓄能器 既能对 润滑油 系统油 压进行有效的补偿平衡，使整个润滑油系统压力平稳，又解决了主备泵切换时系统压力波动产生的问 题。同时，皮囊式蓄能器结构简单，安装维护方便，性能可靠，反应灵敏。改造后，实际 运行效果良好，没有发生任何异动误动情况，大大提高了润滑油系统的安全性。5结语润滑油泵切换时系统压力自保持时间过短的问题在同类机组中普遍存在。通过在润滑 油系统加装蓄能器，可有效减小系统的压力变化，吸收冲击，减少润滑油系统的故障，同 时其结构简单、性能可靠，大大提高了润滑油系统的安全性。该方法对类似机组的改进有 一定的借鉴意义。参考文献:(1)GB/T2352-2003液压传动隔离式充气蓄能器压力和容积范围及特征量S.北京：中国标准出版社，2