汽輪機頂軸油系統的作用是什麼?

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tags: 汽輪機    時間:2014-03-11 13:07:18
汽輪機頂軸油系統的作用是什麼?簡介
        隨著汽輪發電機組容量不斷增大,轉子重量增大,單一的潤滑油已不能滿足連續盤車的需要,為減少轉子轉動力矩和避……
汽輪機頂軸油系統的作用是什麼?正文
        隨著汽輪發電機組容量不斷增大,轉子重量增大,單一的潤滑油已不能滿足連續盤車的需要,為減少轉子轉動力矩和避免軸瓦的磨損,大型汽輪發電機組普遍增加了大軸頂起系統,當進行連續盤車時開啟頂軸油系統,能使轉子穩定轉動。20世紀60年代以來,帶有頂軸油系統的大型汽輪發電機組由10r/min以下的低速盤車,發展到65r/min的高速盤車,從理論上講,高速盤車利用轉子與軸瓦的相對運動,可形成穩定的油膜,盤車穩定后可停止頂軸油系統,但實際上往往始終投入,因此高速盤車的優點不能充分體現。所以近幾年來,10r/min以下的低速盤車普遍被採用。

某廠在鄒縣30萬千瓦機組改造中採用了電液操縱低速自動盤車裝置,具備液壓啟動投入和自動甩開的功能,能滿足自動化啟停機的要求,機組停機后盤車使轉子連續轉動,避免因汽缸上下溫差使轉子彎曲;連續盤車可以消除因轉子長期靜止引起的非永久性彎曲;機組沖轉前盤車使轉子連續轉動,避免因閥門、軸封漏汽造成汽缸上下溫差使轉子彎曲,同時檢查轉子是否已出現彎曲和動靜部分是否有摩擦現象。該盤車裝置型號為PC-22/3.9,盤車時轉子轉速3.9r/min,可通過程式控制、遠控、就地自動投入,也可手動投入,大大提高了機組自動化水平。

    可變數柱塞泵佔領市場


低速盤車裝置要求頂軸油系統更加可靠,頂軸油壓偏低或各軸承壓力分佈不均,會造成盤車失穩,以及盤車馬達電流擺動,導致支持軸承磨損,因此應保證潤滑油壓正常值≥0.08MPa,頂軸油壓正常值≥0.7MPa,當潤滑油壓低於0.03MPa時盤車自動停止。某廠30萬千瓦機組頂軸油系統採用了國產SY14-18柱塞泵4台,每台泵可通過手動調節使其流量0~25ml/r內,入口透平油來自潤滑油母管,出口壓力最高17MPa,採用母管輸至各軸承,通過各軸承前截門調節各軸承壓力,因高、中、低壓汽輪機轉子、發電機轉子重量不同,因而需要不同的壓力,才能得到基本相同厚度的油膜,運行調試難度大。自20世紀60年代以來,國產SY系列柱塞泵被廣泛應用在全國各電廠頂軸油系統中,承擔重要設備的作用,其雖然存在柱塞零件磨損、密封件泄漏等缺陷,但廠家能保證翻修質量,基本滿足了大型汽輪發電機組的頂軸需要。隨著市場經濟的發展,該系列柱塞泵生產廠家雜多,產品故障率高,翻修質量得不到保證,因而性能更加優越的PVH系列自動可變數柱塞泵迅速佔領國內頂軸油泵市場,其原因在於該泵在設計使用期內故障率為零,性能可靠,泄漏、性能價格比合理。不少電廠已經改造,更多的電廠正在醞釀改造。

    新型頂起裝置異軍突起


經專家設計的新型頂軸油系統能滿足改造后的33萬千瓦機組的需要,新型頂起裝置由下列主要部件組成:變數柱塞泵組2×100%、溢流閥、濾油器塊、單向節流閥組等。其主要特點為:採用進口變數柱塞泵,冗餘配置,適應流量變化,減小壓力波動;增設雙聯濾油器塊,提高進入泵及軸承油的清潔度;採用進口節流閥、溢油閥等關鍵元件提高系統可靠性;採用集成結構使系統接管方便美觀。工作原理:該裝置主要由變數軸塞泵(Q=100L/min、P=14MPa(140kgf/cm2))、電動機Y200L-4B35(N=30千瓦)、單向節流閥(Q=40L/min、P=32MPa(G)(320kgf/cm2))、溢油閥〔Q=40L/min、P=4~16MPa(G)(140kgf/cm2))、濾油器(Q=100L/min)、分流器、法蘭管接頭及一定數量連接管道等組成。當機組啟動前,來自潤滑母管的油經濾油器後進入變數軸塞泵,使其壓力增高到14MPa(140kgf/cm2)時,再進入分流器、單向節流閥,最後進入各軸承。通過調節單向節流閥及溢流閥,可控制進入各軸承的油量及其壓力,使軸的頂起高度在合理的範圍內(頂起高度在0.05~0.10mm,頂起油壓力在10~14MPa(100~140kgf/cm2))。當頂起泵已啟動,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,排油暢通之後,油壓即下降而保持在某一穩定值,這時的壓力是正常頂起壓力。新型頂起裝置的特點這種新型頂起裝置的特點:高壓頂起油泵的安裝標高應略低於汽機潤滑系統的軸承進油總管(冷油器後接近運轉層的水平總管),使停機期間潤滑油總管放空時頂起油泵之進油管道及濾油器仍能充滿油,以保證油泵再次啟動工作時不需放氣。頂起油泵及其油管路系統新安裝或經拆卸檢修后首次啟動時必須充分放凈濾油器及油泵內空氣,否則打不出油或油內含氣泡,頂起效果不佳。電廠安裝完后,應進行主軸頂起試驗,按頂起高度的要求調整單向節流閥的開度,並記錄母管壓力及各軸承的頂起高度、頂起油壓。

運行、維護、啟動:頂起油泵裝置工作主要依據是頂起油壓力,啟動后壓力應在一定範圍內。油壓偏高說明轉子未充分頂起,高壓油排油不暢;偏低時表示高壓管道系統有漏油現象。高壓油頂起裝置需檢查管道系統的密封性,以保證可隨時投入工作。汽機啟動暖機,在盤車裝置啟動之前,開動頂起油泵、機組;在正常盤車過程中,即可關閉頂起油泵,這時軸瓦內已能自動形成並保持完整的潤滑油膜;機組停機后,轉子惰轉時間不需拖長;其他需要在靜止情況下盤動轉子而油系統中又具備頂起油泵的進油壓力時亦可啟動頂起油泵。

檢修與維護:高壓油頂起裝置每年使用次數及時間不多,故檢修應以管路系統密封性為主,著重於汽機正常運行時之監察維護,隨漏隨修,定期及根據濾油器壓差指示更換濾芯。

管路系統的設計及選用:管路系統在滿足連續盤車穩定可靠的前提下,應簡單可靠並減少人為的調整操作。某電廠針對發電機轉子比汽輪機轉子重量懸殊及可變數柱塞泵自動調整壓力的特點,採用單元制即單獨一台泵供發電機主軸即9~10軸承頂軸用,另一台泵供汽輪機二低壓轉子即5~8軸承頂軸油用,擺脫了人工調整各軸承頂軸壓力的問題,簡化運行操作,提高機組自動化程度。

長期以來,國內頂軸油系統至少設有一台備用,系統一般不設濾網,因此軸頸時常被雜質磨損,發電機軸頸磨損更為嚴重,形成深約1mm、寬約10mm~20mm的溝槽,修復費用近百萬。改造后的頂軸油系統採用可變數柱塞泵,出入口設有油濾網,避免軸頸磨損,根據投入運行的機組看,運行可靠無故障,為了系統簡單可靠,採用2泵運行,不設在線備用泵,可備一台泵作事故備品。頂軸油管路採用OGr18Ni9不鏽鋼管,避免因透平油含水造成鏽蝕。

總之,頂軸油系統採用無故障可變數柱塞泵,系統簡化、操作簡便、性能可靠是大型汽輪機組的頂軸油系統的發展趨勢。
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