贾斌 李文通
内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙经济开发区
内蒙古自治区鄂尔多斯市 016200
摘要:润滑油系统是汽轮发电机组中非常重要的辅助系统,该辅助系统的安全性直接关系到整个发电机组的工作效率和运行可靠性,润滑油系统在汽轮机中起到润滑、散热、减振的作用。因此,文章通过对汽轮发电机组润滑油供油方式的风险分析,指出运行、检修、设备选型应关注的问题,并着重分析了汽轮发电机组的特点,提出了加强运行管理和风险控制的措施,以提高汽轮发电机的安全性。
关键词:汽轮机;润滑油;供油方式;风险分析;
前言
近几年来,为适应国民经济发展的需要,电力工业发展很快。一大批大容量的机组相继投产运行,机组整体的技术也有很大的提高。但对汽轮发电机组润滑油系统的认识及管理仍停留在小机组的水平上,基于此,文章对汽轮发电机组润滑油供油方式进行了相关叙述,以供参考。
一、汽轮发电机组润滑油供油方式
1.汽轮发电机组润滑油系统为汽轮机轴承、盘车提供润滑油,为机组的机械式超速保护装置提供安全油,为发电机轴承或密封瓦提供密封油,是保证汽轮机和发电机安全稳定运行的重要系统之一。汽轮发电机组润滑油供油方式依据系统形式和设备等有一定的不同,各有其优缺点。汽轮机正常运行时利用主油泵供给润滑油。主油泵一般有2种安装方式,一种是与汽轮机同轴方式,另一种是外置式。与汽轮机同轴方式的主油泵有双吸离心泵或齿轮泵2种类型,安装在汽轮机高压转子的前端短轴上。因此,汽轮发电机组润滑油系统可分为采用双吸离心泵作主油泵的润滑油系统和采用齿轮泵作主油泵的润滑油系统。采用双吸离心泵作主油泵的润滑油系统多使用射油器或涡轮泵进行前置供油,我国设计制造的机组均采用射油器,日本日立公司和美国通用电气公司设计制造的机组均采用涡轮泵。采用齿轮泵作主油泵的润滑油系统多为自吸式。外置方式的主油泵与汽轮机转速无关,俄罗斯、西门子公司设计制造的机组采用此方式较多,对电源可靠性要求相对较高。
2.供油控制方式的特点
两台油泵互为备用、定期轮换;机组开机运行时有1台油泵连续运行;主泵故障、高位油箱油位低、回油箱油位过高等任一情况发生时备用泵可投入运行并报警;油泵运行信号、重力油箱油位高于正常位(该位略低于溢油管口)作为调速器启动的条件之一。机组运行时双泵停止运行、重力油箱油位过低、润滑油系统7个流量开关中任何一个报中断都可作用于事故停机。这种控制方式与惯用的由高位油箱和回油箱控制油泵启停的控制方式相比,它的最大优点在于机组运行的安全性得到提高。首先机组在运行时主泵连续运行,保证了供油的连续性。其次在正常情况下,单台油泵工作即可保证所有轴承用油并有剩油进入重力油箱,保持重力油箱满油位。因意外导致油泵全停或供油不足时油泵全停信号和油泵出油总管流量开关中断信号作用于事故停机,因此把重力油箱油位过低事故发生的可能性大大降低。再就是主泵连续运行避免了频繁启动油泵而损坏接触器或油泵电机。此外,选用的热式流量开关实际使用效果好,动作灵敏、准确,可靠性高。但油泵在机组运行时连续运行将耗费一定的能源;油泵连续运行时电机及泵体发热较为严重。
二、主油泵与汽轮机同轴方式的润滑油系统
1.采用双吸离心泵
采用双吸离心泵作主油泵的润滑油系统,根据主油泵前置供油设备不同而分为采用射油器和涡轮泵组2种类型。
(1)射油器供油方式和特点
供油方式。射油器是采用射流技术,利用射流紊动扩散作用来传递能量和质量的流体动力设备。机组启动和停止时有辅助油泵辅助,机组正常运行时由双吸离心泵供高压动力油。机组正常运行时,双吸离心泵出口压力油一路供给射油器,作为射流动力油。射油器射流出口油分为2路,一路供给双吸离心泵人口,以维持双吸离心泵的正常工作;另一路供给汽轮机润滑油或供给二级射油器作为射流动力油,二级射油器出口供给润滑油用油。供油特点。射油器没有运动部件,结构简单,加工容易,成本较低,运行可靠性高,安装维护方便;但缺点是效率低,噪声大。
(2)油涡轮组供油方式和特点
供油方式。油涡轮组安装在主油箱内,油涡轮机和油涡轮泵立式同轴布置,利用流体做动力设备。机组启动和停止时有辅助油泵辅助,机组正常运行时由双吸离心泵供辅助动力油。双吸离心泵出口动力油经油涡轮机推动同轴油涡轮泵旋转,同时压力下降,再经油涡轮机排出,排出的压力油供给润滑油;油涡轮泵在旋转的同时,从主油箱内吸油,经过油涡轮泵提升压力,供给双吸离心泵入口。供油特点。油涡轮组同轴同转速,需要调节油涡轮机和油涡轮泵的出力,以满足双吸离心泵用油和润滑用油流量。但如果调节不好造成转速过高,油涡轮工作易失稳,可能引起润滑油压力突变。
(3)双吸离心泵供油方式和特点
双吸离心泵一般为双吸叶轮,供油量大,出口压力稳定,轴向推力小,而且对负荷的适应性好。在转速达到90%额定转速时,双吸离心泵能提供润滑油系统的全部用油,这时需要进行双吸离心泵和辅助油泵的切换,切换时有一定的危险。双吸离心泵的缺点是不能自吸,因此在机组启动和停止时需要依靠辅助油泵供给机组润滑油和双吸离心泵用油;双吸离心泵入口必须提供一定压力的油,如果吸入空气,泵的正常工作状态就会被破坏。
2.采用齿轮泵
供油方式。因齿轮泵的自吸性能好,因此不需要专门的前置供油装置。主油箱设置在前轴承箱的下面,有利于提高齿轮泵的自吸性能,保证汽轮机的稳定运行,齿轮泵出口经过射油器供给润滑油系统用油。供油特点。在机组启动和停止过程中,齿轮泵不能自润滑,需要引入润滑油。采用的方法是在出口逆止阀上加一节流孔。随着汽轮机转速的升高,齿轮泵的出口压力也增加,齿轮泵就可自润滑了。当汽轮机转速达到90%额定转速时,齿轮泵和射油器就能够提供汽轮发电机组润滑油系统所需的油量。齿轮泵供油的出口流量没有双吸离心泵的流量大,压力曲线不如双吸离心泵平滑。
3.主油泵外置方式的润滑油系统
外置式主油泵的汽轮机润滑油系统,交流主油泵型式为离心式,一台主油泵运行,另一台主油泵备用,电源一般接厂用段,并且厂用段有备用电源。这种供油方式的特点是∶主油泵不受机组转速的影响;机组启动升速到3000r/min时,无油泵切换时的油压波动现象;主油泵可靠性受供电可靠性影响很大,供电可靠性决定其供油的可靠性。
三、某公司1000MW汽轮机供油方式风险评估
某发电公司1000MW机组由上海汽轮机厂生产。1000MW机组润滑油系统,采用2×100%外置式主油泵,主油泵出口压力0.55MPa,用于轴承润滑和冷却。该系统具有下列技术优点∶更佳的油泵入口吸入条件,不需要注油器或油涡轮机,较少的管道布置,提高了可靠性,维护更加方便。1x100%直流事故泵出口压力0.25MPa,用于紧急停机时的轴承润滑;3×50%顶轴油泵出口压力约17.5MPa。经风险分析,该系统运行可靠性高,风险小。
结束语
总的来说.汽轮发电机组润滑油系统的管理是一项全方位全过程长抓不懈的工作,特别是大容量机组这种工作要求更细致、更严谨。只有把握住了每个环节,采取各种有效措施,运用先进高效的过滤装置,才能保证润滑油油质,保证机组的安全稳定运行。
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