汽轮机润滑油系统工作原理

600MW汽轮机润滑油系统工作原理及调试探讨

东方汽轮机

宫传瑶

摘

要本文初步探讨了几种常见的汽轮机润滑油系统，对我公司600MW汽轮机所采用的供油方式进行了初步探讨，比较了与其它方式的优缺点。

关键词

主油泵

油涡轮

调试

系统

1

概述

随着机组向着大型化、自动化方面发展。机组故障停机次数将严重影响电站运行的经济性。汽轮机供油系统的故障不但要影响到电站运行的经济性，而且对机组的损害影响也是很大的。由于润滑系统的特殊性，在一般的情况下是不允许在线检修的。这样系统设计及设备运行的可靠性及其前期的调试试验工作显得尤其重要。

2

几种典型系统的比较

常见的电站润滑系统主要有以下几种。一：电动油泵、蓄能装置与调节阀系统；二：汽轮机转子驱动主油泵与注油装置系统；我厂600MW汽轮机采用汽轮机转子驱动主油泵与油涡轮升压泵供油方式。

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系统安全性分析

对于系统来说除去系统本身的因素外，其可靠性主要取决于系统组成元件的可靠性。对于电动油泵系统其可靠性主要取决于电机及其电源的可靠性，由于电机及其相关电气元件制造水平的限制，其可靠性的高低将直接影响系统的可靠性。但是其优点在于系统简单。

对于汽轮机转子驱动主油泵与注油装置系统，由于大大减少了中间环节，这样对于主油泵运行的可靠性大大提高。由于主油泵采用高位布置，这样在客观要求在主油泵的入口增设供油装置。我厂采用的注油装置主要有射油器与升压泵两种。

4600MW汽轮机润滑系可靠性探讨

我厂600MW汽轮机润滑系统是我厂转化日立的系统。在系统中采用升压泵为供油装置。油涡轮升压泵作为系统的主要设备起着给主油泵供油,同时将高压油转化为低压油对汽轮发电机组进行润滑。起着参数匹配的作用。而在我公司300MW汽轮机润滑系统中起到此作用的是供油及润滑射油器。系统设计的好坏及相关部件工作的可靠性直接关系到机组运行的安全性。对于我公司600MW汽轮机润滑系统可靠主要取决于主油泵与油涡轮的可靠性。同时对系统的调试及机组启动过程中的监视至关重要。5系统简介

600MW汽轮机润滑系统主要分为以下三个分系统。

供油系统由主油泵、节流阀，滤网、喷嘴隔板、叶轮、升压泵组成。

主要作用维持主油泵正常工作。

润滑系统由主油泵、节流阀，滤网、喷嘴隔板、叶轮、溢流阀、轴承组成。

主要作用供给机组润滑油。

旁路系统由一只节流阀将工作油系统节流阀后与与叶轮后连接起来。

主要作用平衡润滑系统与供油系统。

同时在涡轮排油部分安装有溢流阀。主要作用稳定润滑油路压力。系统工作原理：由油涡轮的排油来润滑机组，同时高压油带动升压泵工作给主油泵供油。

润滑油系统图（图0-1-1所示）

图0-1-16

主油泵结构简介

此泵为双吸单级卧式离心泵。与汽轮机转子刚性连接在一起。

主油泵结构（图0-1-2所示）

图0-1-2

7

油涡轮升压泵结构简介

各个工作元件之间的油路的连接由涡壳中的铸造流道来实现。这样就在结构上最大限度地避免了滴、冒、漏的现象。在结构上保证系统的安全运行。由一根刚性轴将叶轮与升压泵叶轮连接起来。刚性轴由一个支承轴承与推力支承轴承进行支承。在油涡轮工作油路中设置有节流阀,在其阀心上开有轴向及径向孔，这样在节流阀关闭的情况下也不会关断工作油路，在旁路中设置的节流阀没开有轴向及径向孔，可以关断油路。

油涡轮主要由喷嘴隔板、叶轮两部分组成。升压泵为双吸单级立式离心泵。泵的悬臂端支持自身的壳体上。

油涡轮升压泵结构（图0-1-3所示）

图0-1-38

系统(油涡轮)的设定和调整

调整前的准备工作

1）油质满足启动运行清洁度要求。

2）查油箱油位在最高油位。

3）查油箱油温，根据油温情况来调整冷油器的冷却水。

4）检查滤网堵塞情况。

5）检查与油箱相连的管道与阀门是否有泄露。

6）检查各电泵工作情况，及油泵试验情况。

7）检查各油压是否正常。

8）系统有无其它异常情况。

油涡轮的设定和调整

由于主油泵采用的的是汽轮机主轴驱动方式，所以在汽轮机未在额定转速下工作时，汽轮机的供油要由电泵系统来承担。

随着汽轮机转速上升到其额定值，在整个油系统的油压也随之改变，具体过程如下：

启动时运行油压将是辅助油泵的排出口油压，直到主油泵开始供油，油压上升。该油压由油泵及管道特性决定，不能作调整。轴承主管道油压（停机态），在前轴承箱处应在98kPa以上。随着汽轮机转速上升，主油泵开始产生油流，该轴承主管道油压将逐渐增加。主油泵入口油压（停机态）在汽轮机前轴承箱应近似为176kPa（g），随着汽轮机主轴转速上升，主油泵开始产生油流，启动油泵将与主油泵油流相匹配，这就会造成其输出油压低。这种降低将持续到升压泵开始和供油泵共同供油，并最终由升压泵取代。

油泵系统的动作应在整个汽轮机主轴转速上升到额定转速的过程中受到监控，直到系统的最终调整完成。监控方法就是通过观察汽轮机前轴承箱处的3只压力表来进行。如果发现有异常情况发生，在对每个阀的效用作如下了解后，可决定必要的调整措施。油涡轮喷嘴节流阀可以直接增大或减小主油泵吸油压力，并在一个较小的范围内相应增大或减小轴承主管道油压，例如：如果油涡轮喷嘴节流阀打开使主油泵的吸油压力增加，将会有更多的油从增压涡轮进入轴承润滑主管道，在一定程度上增大轴承主管道压力。

旁通阀可以直接增大或减小轴承主管道油压，并在一个较小的程度上减小或增大主油泵抽吸压力，这就是说，如果旁通阀打开使轴承主管道油压上升，这代表增压透平元件背压的上升，从而使增压透平减慢，使主油泵吸入口油压微低。轴承润滑主管道溢油阀上有一套弹簧调整器，以设置足够大的排放流量，当溢油阀后无阻力时溢油阀管道排放25%～50％的满流量，此流量值即为溢流阀的最大排放量。溢流阀打开使排放量增加时轴承主管道油压在一定程度上下降，反之，轴承主管道油压的改变也会在某种程度上改变溢流阀的排放量。虽然溢流阀流量的调整会影响轴承润滑主管道油压，但主要目的不是调整油压。一旦在额定转速下运行阀设定最终完成后，它就会自动补偿轴承主管道油压的变化。油涡轮初始设定步骤当汽轮机在盘车时，运行油压尚未建立，节流阀和轴承主管道溢流阀在初始启动前不能预先设定。作为初步调整，节流阀应全部打开，轴承主管道溢流阀观测不到油流。这可保证流向轴承主管道的油流在汽轮机升速时不受限制。在启动前，辅助油泵和供油泵应处于运行态。轴承主管道压力和主油泵供油压力均应大于98kPa。随着汽轮机转速的上升，因主油泵排出压力的上升，轴承主管道油压也将上升，在大约额定转速72％时，前轴承箱轴承主管道油压为137～147kPa，否则按要求调整旁通阀。在主轴转速达到额定转速的75％时，如果各增压泵阀设定不合适，轴承保护逻辑电路将机组脱扣，主轴速度应再次到72％的额定转速，同时增加旁通阀开度调整直到前轴承箱处轴承主管道油压为137～147kPa（g）这样就可防止机组在额定转速75％时脱扣。当主轴转速到达额定转速的85%时，辅助油泵（TOP）排油口油压表和轴承主管道油压表应表明轴承主管道油压表读数的增加，并达到或超过辅助油泵（TOP）排油口油压表读数。额定转速95%时，两油压表读数的比较，应表明轴承主管道油压表读数应高些。如果不是这样，应打开旁通节流阀进行调整两油压表的比较满足上述条件。当主轴转速到达额定转速85%时，启动油泵排出口油压表和升压油泵排出口油压表观察应表明升压泵排出口读数增加并达到或超过启动油泵排出口油压表读数。在95%额定转速时两油压表读数比较应为升压油泵排出口油压表读数应高些，如果不是这样，应打开油涡轮喷嘴节流阀来调整使两油压表的比较满足上述条件。汽轮机达到额定转速时做最终压力设定

汽轮机前轴承箱的正常值

a)

主油泵（MOP）吸油压力

98~147kPa（g）

b)

轴承主管道油压

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