引言

我國電源結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主,火力發(fā)電離不開汽輪機,汽輪機是將蒸汽能量轉(zhuǎn)換成機械功的旋轉(zhuǎn)式動力機械。汽輪機油系統(tǒng)包括潤滑油系統(tǒng)、液壓油系統(tǒng),其是保證汽輪機正常運行的重要組成部分,但是汽輪機油系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較差,經(jīng)常由于油系統(tǒng)故障而導致汽輪機發(fā)電機組出現(xiàn)斷油燒瓦事故,甚至造成汽輪機組報廢,因此,維護汽輪機油系統(tǒng)是保障汽輪機安全運行的重要工作,要加強對油系統(tǒng)的故障分析、檢修,進而減少對汽輪機組的損壞,提高發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。

1汽輪機油系統(tǒng)的常見故障原因

1. 1 油系統(tǒng)內(nèi)存在管路雜質(zhì)

(1）汽輪機油系統(tǒng)在制造安裝過程中,油系統(tǒng)設(shè)備及管路中會滯留一些雜質(zhì) ,如纖維、焊渣、鐵屑、漆皮、鐵銹等: (2）油 系統(tǒng)在負壓運行時有入侵的污染物,如粉塵、泥沙:(3）潤滑油長時間高溫高壓運行產(chǎn)生膠質(zhì)、積碳等:(4）系統(tǒng)在檢修維護或補油時會帶入一些雜質(zhì)、垃圾:(5）油系統(tǒng)涂層脫落物以及金屬表面產(chǎn)生腐蝕物,如氧化鐵、硫化鐵等。

例如 ,某電廠一臺200Mw的汽輪機發(fā)電機組由于閥門殼體發(fā)生銹蝕,油管路中出現(xiàn)鐵銹,造成油污染,導致汽輪機轉(zhuǎn)軸與軸瓦磨損厲害。這些雜質(zhì)聚合交織在一起形成油泥、油污等,粘附在油系統(tǒng)管路內(nèi)壁,在汽輪機高速運行過程中,由于流速、壓力、流量、溫度變化及系統(tǒng)振動等原因,造成雜質(zhì)自行脫落,進而隨著潤滑油或液壓油的循環(huán)運行進入軸瓦間、布套等處,造成液壓部件卡滯、擁堵,甚至出現(xiàn)燒瓦停機的重大事故。同時,油中雜質(zhì)的增多,會加速液壓油或潤滑油的質(zhì)量惡化,造成惡性循環(huán),為確保汽輪機穩(wěn)定可靠運行,在維護過程中有必要加強對油系統(tǒng)管路的清洗,確保油管路的清潔。

1.2供油系統(tǒng)斷油

汽輪機在高溫高壓下高負荷長期工作,需要供油系統(tǒng)提供安全保障,供油系統(tǒng)必須在任何情況下,不論汽輪機運行、停機或發(fā)生事故,甚至當發(fā)電廠斷電時,都應能確保供油。對于高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機發(fā)電機組,哪怕是短暫的供油中斷,也會引起重大事故。

例如 ,某火力發(fā)電廠一臺300Mw的汽輪機發(fā)電機組由于供油不足達0.5h,軸承的巴氏合金因中斷冷卻而熔化,使汽輪機關(guān)鍵部件發(fā)生嚴重磨損。經(jīng)研究分析,在高溫高壓環(huán)境下的供油系統(tǒng)自吸能力差,如果進口有空氣滲入,將破壞供油系統(tǒng)的工作,系統(tǒng)運行就會出現(xiàn)故障。

1.3油液的質(zhì)量

油液質(zhì)量的好壞決定機械設(shè)備的運行效率和可靠性。經(jīng)過長期實踐發(fā)現(xiàn),油中水分、工作溫度及固體顆粒度等參數(shù)是引起油質(zhì)變化的主要因素,70%～80%的汽輪機發(fā)電機組出現(xiàn)故障與油品質(zhì)量有直接關(guān)系:油品質(zhì)量差不僅嚴重影響了潤滑、液壓設(shè)備的正常運轉(zhuǎn),而且造成很大的人力浪費和經(jīng)濟損失,降低機械設(shè)備的使用壽命,因此油品質(zhì)量檢測及污染度監(jiān)測具有極其重要的意義。

1.4 其他原因

汽輪機油系統(tǒng)主油泵有時也會出現(xiàn)故障,注油器入口逆止擋板故障,油系統(tǒng)管道破裂大量漏油,潤滑油箱油位異常等,影響油泵工作狀態(tài),這些都可能造成汽輪機組發(fā)生事故。

2油系統(tǒng)常見故障的防控措施

2. 1 提高油品質(zhì)量

濾油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,增設(shè)濾油系統(tǒng),濾油機與主油箱之間連接有入油管路和出油管路,入油管路上設(shè)有入油閥門,出油管路上設(shè)有出油閥門,入油管路與主油箱的底部相連、出油管路與主油箱的上部相連,出油閥門靠近濾油機一側(cè)設(shè)有進油泵,濾油機和主油箱之間設(shè)置過濾箱,過濾箱分成沉淀箱和儲油箱,沉淀箱和儲油箱在過濾箱內(nèi)左右設(shè)置,濾油機的反沖洗管路和排污管路與沉淀箱相連,儲油箱通過排油管路與主油箱相連,反沖洗管路上設(shè)有沖洗閥,排油管路上設(shè)有排油泵。通過該濾油系統(tǒng)從濾油機的排污管路出來的油水混合物流入過濾箱內(nèi)經(jīng)二次過濾后流入主油箱,這樣就保證了油質(zhì)的質(zhì)量,節(jié)省了汽輪機油。

2.2油位監(jiān)測保護

某火力發(fā)電廠有兩臺300Mw的汽輪機發(fā)電機組,其中一臺設(shè)備出現(xiàn)了故障,究其原因,軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間由于潤滑不良,直接干摩擦,產(chǎn)生高溫,造成汽輪機燒瓦事故的發(fā)生,而另一臺設(shè)備由于增設(shè)一油箱油位保護系統(tǒng),通過與計算機網(wǎng)絡連接,方便工作人員實時監(jiān)視油位,保證了設(shè)備的安全運行,增設(shè)的油位監(jiān)測系統(tǒng)包括包括3個獨立的液位變送器、DCS控制單元和汽輪機保護單元,液位測量裝置沿汽輪機潤滑油箱軸向等間隔設(shè)置,能真實反映油箱液位情況:3個液位測量裝置均通過電纜與DCS控制單元連接,實現(xiàn)與DCS控制單元的連接通信,DCS控制單元對接收信號進行處理,當3個液位測量裝置發(fā)送的液位信號有2個達到液位保護停機值,DCS控制單元發(fā)送油箱油位異常保護信號至汽輪機保護單元。在油箱中心線以下350mm處水平開孔,作為測量裝置下取樣孔,下取樣孔向上1500～1700mm處開設(shè)上取樣孔,連接測量筒,并保證測量筒與主油箱平行且垂直于地面,減小油箱液位波動對測量油位的影響,提高測量穩(wěn)定性、可靠性:3個獨立的液位變送器提供3個冗余測點,分別監(jiān)視油箱油位,并將兩兩偏差大于50mm作為報警信號,提示油箱有異常,并將異常信號送入系統(tǒng)ETS,油位一旦出現(xiàn)異常,汽輪機快速打閘,監(jiān)測精度高,可靠性強,方便汽輪機油位的監(jiān)測保護。

2.3其他防控措施

定期清洗管路,在汽輪機油管路中還可增設(shè)一清洗系統(tǒng),實現(xiàn)清洗液純水配制,清洗介質(zhì)溫度、壓力、流量集中控制,大流量強制循環(huán)清洗與旋流沖刷,高壓輔助清洗、壓縮空氣沖掃、清洗品質(zhì)凈化處理等工序的模式化、程序化、智能化管理,能高效、快捷、安全、徹底地對潤滑油管路系統(tǒng)進行清洗,達到高度清潔、表面防護的目的 ,具有顯著的經(jīng)濟價值和社會效益。

3 結(jié)語

本文針對現(xiàn)階段火力發(fā)電廠汽輪機油系統(tǒng)常見故障進行了分析,并提出了一些防治措施,要求相關(guān)工作人員通過定期清理油管路,實時監(jiān)測油箱油位,提升巡檢過程的規(guī)范性,以避免因油系統(tǒng)故障給汽輪機組的穩(wěn)定運行帶來嚴重影響。