汽轮机润滑油系统主泵故障分析及处理

汽轮机润滑油系统主泵故障分析及处理

在一家中型电厂的200mw机组中，由哈尔滨机械厂制造。在测试开运后，由于电机的轴承，装置被迫停工。惰走中,交、直流油泵相继联锁启动,但油压持续、急速下跌,致使发生断油烧瓦严重事故。通过分析事故现象,查找出断油烧瓦的原因,采取有效措施进行预防,保证了该机组的安全运行。下面叙述该机组的事故处理过程、分析断油烧瓦的原因及后期调试采取的措施。1交流油泵系统故障调整该机组在前6次启动中,调试人员已发现润滑油压偏低的异常现象,并分别对溢油阀、注油器出口可调逆止阀的开度进行了3次调整。当汽机定速后,高压油泵和交流润滑油泵己停运,润滑油压稳定在0.09MPa,通过调整溢油阀使润滑油压达0.10MPa。几分钟后发现发电机前、后瓦甩油严重,因此在汽机机头就地手打停机。当汽机转速降到2763r/min时,润滑油压降到0.07MPa,这时,交流油泵联锁启动。当汽机转速降到2614r/min时,润滑油压降到0.06MPa,这时,直流油泵联锁启动。此后在交、直流油泵己联锁启动的情况下,润滑油压降到0.03MPa以下。当汽机转速降到1647r/min时,由于调试人员将溢油阀关死,油压才回升到0.12MPa。汽机在惰走335s后,转速才降到0。停机后由于盘车无法投入,采用天车强力盘车(翻转180°)。后揭瓦检查,发现所有钨金轴承已全部烧毁,发电机轴颈损伤严重,被迫返厂修理。机组修复后,再次启动,当汽机定速后,交流油泵出口压力、电流持续下降,16min后,交流油泵电流由58A下降至38A;出口压力由0.30MPa降至0.18MPa。实际上,油泵已不向润滑油系统供油。当汽机进行喷油试验时,汽机跳闸,试验中交流油泵陪转,但供不上油。跳闸后,润滑油母管压力急剧下跌,由0.1064MPa降到0.0859MPa。汽机转速降到2669r/min时,调试人员抢启动直流油泵运转,润滑油压快速升到0.13MPA以上;未酿成事故。2油压炉拆除和处理措施2.1注油器出口油压设计值次启动时的油压关系曲线,发现有以下异常现象:(1)在汽机以2100r/min速度运行时,主油箱油位出现大幅振荡,最大油位差达200mm,主油箱内油流紊乱。(2)主油泵工作时,油量超过设计值,为3900L/min,润滑油母管压力偏低,为0.09MPa。(3)交、直流油泵定速前、后,泵体聚集空气,泵出口压力降到0.18MPa,空载电流降至38A。由于聚集空气,导致汽机再次启动后短时间带不上负荷。(4)注油器出口压力、主油泵入口压力偏低,达不到设计值。主油泵进口油压设计值为0.10~0.13MPa,而实际值仅为0.025MPa;主油泵出口油压设计值应为1.95~2.00MPa,而实际值仅为1.82MPa。1号射油器出口油压设计值为0.193MPa,实际值仅为0.103MPa;2号射油器出口油压设计值为0.287MPa,实际值仅为0.224MPa。(5)断油烧瓦前,3次调整、开大注油器出口逆止阀的开度,使惰走过程中油压越来越低,其恢复时间越来越长。2.2设备与心理检查调试人员为查找原因,根据断油烧瓦前润滑油系统的异常现象,进行了各种原因的排查。(1)首先分析了注油器出口逆止阀的开度对润滑油压的影响。分析认为,过大的开启角度不利于惰走过程中油压的快速恢复。油压关系曲线表明:每加大1次逆止阀的开度,惰走过程中油压降低1个台阶。建议将其开度整定在40%~50%。(2)鉴于发生过电机前、后瓦严重甩油及主油泵用油量偏大的现象,现场核对了轴承润滑油各节流孔板、交流油泵供主油泵入口油孔板、高压油泵到备用密封油的孔板。检查发现电机前、后轴承均无节流孔板,经与制造厂磋商,增装了ϕ31mm孔板;还检查发现交流油泵供主油泵入口孔板中,ϕ60mm孔直径偏大,惰走中影响润滑油压,现将其减小为ϕ35mm;又在高压油出口到密封油管路增设了ϕ18mm节流孔板。(3)对主油箱内交、直流油泵出口逆止阀,高压油泵出口逆止阀,注油器逆止圆盘间隙、倾斜度、灵活程度进行检查,查找并消除泄漏点。(4)重新标定润滑油系统的所有压力测点,进行动态检查试验,将油泵出口压力、注油器出口压力等就地测点进入DCS,进行动态监控。(5)为确保异常情况下交、直流油泵联动的快速性和可靠性,将其逻辑回路修改为:当满足汽机跳闸或油压小于0.070MPa中任一条件,联启交流油泵;当满足汽机跳闸且交流油泵未运行(延时5s)或油压小于0.060MPa中任一条件,联启直流油泵。(6)机组修理后,再次启动前,对交、直流润滑油泵进行了单独试转,测量其油量特性,更换了出力不足的交流油泵,测定了发电机前、后瓦的油压、油量,增设了发电机轴承入口就地油压监视仪表。(7)为防止和消除交、直流油泵运行中泵体聚集空气,在泵壳顶部各加开了2个ϕ4mm的小孔。(8)为改变注油器出口油压偏低达不到设计值,对喷嘴进行了扩孔。(9)在机组修复后,再次启动前,制定了确保机组润滑油系统安全运行的措施,交、直流油泵投运检查程序,加强了启动时监控各油压测点的动态变化。2.3油挡作用发挥不充分,造成资源泄漏,导致系统运行不畅在排查了各种可能性并进行了初步处理后,再次对汽机做喷油试验,但再次出现跳机和油压下降现象。结合上述已进行的工作,分析认为:系统可能存在隐蔽性的内泄漏。因此,对润滑油系统分段进行加压找漏,发现主油泵出口高压管道(套装油管内靠近主油箱侧的厂供短节处)焊接不良,存在隐蔽性断缝,在加压找漏后彻底断开,这就是引发断油烧瓦事故的原因。由于主油泵出口管道存在隐蔽性断缝,造成运行中高压油泄漏,致使射油器动力油源不足。而高压泄漏射流恰好落入交、直流油泵吸入口区域,使交流油泵吸入口形成严重气塞,吸不上油,导致机组跳闸后短时间不能正常工作;管道泄漏喷出的高压射流亦使主油箱油位受到强力扰动,引起大幅波动。另外,设备没有设置发电机前、后轴承进油节流孔板,致使油量较多,超出设计值,造成轴承回油来不及排出,导致油挡严重甩油。原一、二级注油器喷嘴加工精度差,尺寸偏小,在正常工况下尚嫌出力不足。在停机惰走中,由于动力油源泄漏,切换时不能保证供油量。交流油泵出力达不到设计值3300L/min,实测为2780L/min;停机中进行切换时,即使在正常工况下,也会造成油压下降。由于系统有泄漏、用油量大量增加,使润滑油系统工况更恶化。注油器出口逆止阀开度过大,使停机惰走中逆止阀滞后关闭,更不利于油压的快速恢复。2.4制定严格的科学调整及运行监测手段对机组润滑油系统采取了以下措施:(l)增加发电机前、后轴承入口就地压力表,据此调整润滑油母管压力,并分别增设ϕ31mm进油节流孔板,调整轴承用油量以符合设计的油量。(2)更换出力不足的交流润滑油泵,确保其出力达到设计值,并适当缩小交流油泵供主油泵入口节流孔板,以保证停机惰走时油压、油量满足要求。(3)注油器出口可调逆止阀调到最佳角度(45°)。(4)全面检测润滑油系统供油总管、发电机前和后轴承、溢油阀等处的油量。(5)制定详尽、严格的润滑油系统运行及反事故措施,并严格检查、督促执行,确保试运安全。(6)对已查出的断裂主油泵出口管道,重新焊接并再次进行压力试验,彻底根除油压泄漏点。经过上述处理,在机组第10次启动定速后,各油压达到设计值,交、直流油泵、主油泵工作正常可靠。在以后的历次启、停中,油系统工作可靠,至此,已彻底消除油系统工作中的异常现象。3停机猛于选择真盘法系统平衡切换慢3.1该机组断油烧瓦的主要原因是主油泵出口管道焊接不良,存在隐蔽性断裂,其泄漏造成高压射流使主油泵吸入口区域严重气化,油泵吸不上油。由于系统用油量偏大,交流油泵、射油器出力均不足,注油器出口逆止阀关闭慢。这些因素导致停机惰走