汽轮机油系统分析

徐永生

摘 要：随着我国工业水平的提高，对热电厂中汽轮机油系统的要求也有所提高，在实际工作过程中需要对可能发生的故障进行解决。基于此，本文分析了汽轮机油系统存在的故障，包括清洁度下降、轴颈及轴瓦非正常磨损和拉伤、汽轮机油系统漏油和汽轮机油系统轴承断油烧瓦，并对故障的解决措施进行探究，包括控制汽輪机油系统清洁度、对汽轮机油系统轴颈及轴瓦进行监测及诊断、预防油系统漏油和研究供油系统动态特性。

关键词：汽轮机油系统；热电厂；油污染

中图分类号：TK263 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）18-0037-02

为了保证热电厂中汽轮机组的稳定运行，需要对汽轮机油系统可能出现的故障进行分析，结合实际情况提出相应的解决措施，保证热电厂的正常工作。对汽轮机油系统的清洁度进行控制，监测及诊断系统中的轴颈和轴瓦，应用预防手段防止系统漏油，避免出现轴承断油烧瓦的现象，实现对汽轮机油系统故障的有效分析，保证热电厂的工作质量和经济效益。

1 汽轮机油系统存在的故障

1.1 汽轮机油系统清洁度下降

汽轮机油系统的清洁度关系到汽轮机内部的正常工作，包括冷却、润滑、密封和调速等，汽轮机油系统清洁度下降会使得汽轮机组出现故障，造成热电厂的经济损失。导致汽轮机油系统清洁度下降的因素主要包括以下几点：

第一，设备清理不彻底。如果汽轮机油系统的设备在进行安装前就不符合质量标准，会对系统内各配件的工作造成影响。没有进行清理的设备存在锈渣等赃物，在汽轮机内部形成阻塞，导致油管路无法发挥作用，进而使得汽轮机没有办法运行。

第二，制造厂商生产质量不过关。质量不过关的设备会存在许多问题，包括耐油防锈漆涂抹不均匀、设备中有杂物残留等。没有进行均匀涂抹的耐油防锈漆会导致管道与主油箱的内壁生锈，形成氧化皮对汽轮机油系统清洁度造成影响，而杂物残留会磨损设备，影响设备的正常运行。

1.2 汽轮机油系统轴颈及轴瓦非正常磨损和拉伤

汽轮机油系统会面临油污染的问题，这是由轴颈与轴瓦非正常的磨损与拉伤所引起的，在机组容量越大的情况下，磨损程度越高，导致汽轮机组轴颈车削成槽，从而引发固体颗粒污染。为了提升企业的工作效率，汽轮机组的容量进行扩大，导致汽轮机组轴颈尺寸增大，此时增大的线速度会出现类似车削的情况，导致轴颈拉毛磨损，出现损失过大的故障，影响到汽轮机油系统的正常工作。大量的固体颗粒污染物会造成油污染，一热电厂在检修时发现最严重轴颈损伤已经形成了较深的环状沟槽，1.5mm深，2mm至3mm宽，显示了轴颈容易受到固体颗粒污染物的划伤。机组轴瓦同理，严重拉伤的轴瓦可能导致轴瓦超温，导致汽轮机组无法正常运行甚至停机，从而对企业的工作进度造成影响，返厂大修涉及到大量资金的投入，造成热电厂巨大的经济损失。

1.3 汽轮机油系统漏油

当汽轮机油系统出现漏油的故障，不仅可能会对热电厂的正常工作造成影响，还有可能引发火灾，威胁到人们的生命财产安全。引发汽轮机油系统漏油的原因包括滤油器跑油、轴承箱漏油和高压缸轴端漏气等，其后果的严重性不言而喻，需要在投入工作之前对可能引发故障的原因进行排除。例如，太原第二热电厂所使用的汽轮机组为200MW机组，在工作过程中出现了漏油的情况，经过技术人员对故障的排查，发现是出力不足的排烟风机导致轴承室的负压值过低，且油挡间隙的数值偏大，导致轴承箱出现漏油的情况，使得机组不具有安全性，严重影响热电厂的正常工作。

1.4 汽轮机油系统轴承断油烧瓦

汽轮机油系统在实际运行的过程中有可能出现轴承断油烧瓦的故障，这是由于油系统失压和主油泵断油等因素的干扰，造成热电厂的巨大损失，属于汽轮机油系统工作过程中的恶性事故。在国产机组中大多使用离心式主油泵，其供油系统的组成还包括两个射油器，主油泵入口的供给由一个射油器完成，另一个射油器则负责整个油系统的供给，当油泵供油不足时就会使得系统内的润滑油压过低，导致线路出现故障，可能引发热电厂内机组停机，出现轴承断油烧瓦的事故。在机组发生事故后，非正常的启动和停止会导致汽轮机油系统的油压出现剧烈波动的现象，装置之间不能实现良好的动态切换，进而造成汽轮机油系统故障，影响到热电厂的工作效率与工作质量。

2 汽轮机油系统的解决措施

2.1 控制汽轮机油系统清洁度

设备质量不过关和安装前没有进行彻底清理会影响汽轮机油系统的清洁度，这种设备上的问题除了对生产厂商进行严格挑选，还可以加强对设备的清理力度，将设备进行解体并冲洗。汽轮机油系统所使用的设备包括多个组成部分，包括主油箱、主油泵、轴承箱和内部管路等，使用白布进行清理，去除其中的杂物。在管道焊接前对其进行吹扫，使用空气压缩来完成这项工作，并在结束后擦拭干净，确保没有杂物残留。在管材安装前需要对其进行酸洗，这是为了避免出现二次污染的情况，经过酸洗的管材可以接入到油系统之中，并且要尽量缩短酸洗到安装的时间，避免因为长时间的等待导致管材被腐蚀。在管路安装前需要对孔洞进行配置，包括取样点所需要的孔洞、测温所需要的孔洞和测压所需要的孔洞等，使用螺栓堵住孔洞，防止管材中留有铁屑，对汽轮机油系统的清洁度造成影响[1]。

2.2 对汽轮机油系统轴颈及轴瓦进行监测及诊断

为了避免汽轮机油系统轴颈及轴瓦出现磨损及拉伤的故障，需要对其故障原因进行研究，以实际数据测量的方式找出威胁到汽轮机油系统正常工作的关键点，从而在根源对故障问题进行解决。例如，华电能源股份公司佳木斯热电厂对影响到汽轮机油系统正常工作的颗粒进行测量，通过技术人员的测量与统计，发现对轴颈及轴瓦造成影响的固体颗粒直径占油膜厚度的十分之一到二分之一，在一号机组进行实验后，确定导致轴颈和轴瓦磨损、拉伤的原因正是这些固体颗粒。基于润滑流体动力学，污染物的含量越高，形成污染流的可能性也越大，污染流会影响油膜的动力承载特性，使得汽轮机油系统轴颈及轴瓦出现磨损和拉伤的情况，影响整个机组的平稳运行。

要想实现对固体颗粒污染物的有效控制，就要对热电厂内不同汽轮机组的数据进行研究，包括润滑油内部颗粒直径、轴承油膜厚度和污染流的形成概率等，不同容量的汽轮机组存在不同的数据关系，需要结合热电厂的实际情况进行统计。在对热电厂内汽轮机组进行研究分析后，制定符合现实规律的标准，对固体颗粒污染物进行监测和控制，避免其对轴颈和轴瓦造成影响，干扰汽轮机油系统的正常工作[2]。另外，借鉴国内外的先进经验也十分重要，研究轴颈磨损与各个因素之间的关系，包括转子扭振、转子震动、温度和润滑油污染程度等，将先进的监测经验在热电厂进行实验，获得良好的效果后投入大批量使用，从而实现对汽轮机油系统轴颈及轴瓦的科学监测，将其磨损和拉伤的故障概率控制在最低范围内，保证热电厂的工作效率。

2.3 预防油系统漏油

面对汽轮机油系统漏油的故障问题，需要从预防的角度对故障进行处理，通过对故障原因的研究发现轴承箱漏油占汽轮机油系统漏油故障的比重较高，此外，由油管破裂引发的故障也在实际工作中较多发生，需要针对这些故障进行预防。想要实现对油系统漏油的有效预防，对系统进行监测是其中一项解决措施，选用合理的监测系统对汽轮机油系统进行监测，在发生漏油事件时能够第一时间发现并补救，从而保证热电厂的财产安全[3]。例如，华电能源股份公司佳木斯热电厂为了对汽轮机油系统实施实时监控，引入了具有先进性的监测系统，利用内部局域网将汽轮机油系统的数据进行整合和统计，并向相关的管理部门进行信息的传递，让管理部门能够对系统的运行状态充分了解，在发生漏油情况时发出警报进行提醒，从而实现对油系统漏油的预防。

当汽轮机油系统漏油是在发电机内发生时，即发生氢密封系统漏油，需要对与之相关的参数进行监测，包括压差阀运行情况、平衡阀灵敏度情况、油挡间隙情况和密封油箱内的压力情况等。通过实施监测的方式对故障进行预防，并在参数出现异常时及时发现，技术人员选用合适的补救措施进行抢修，将油系统漏油引发的不良后果控制在最低范围内，避免因漏油引发火灾等大型事故，保证热电厂的正常工作，实现对热电厂经济效益的有效保障，也对热电厂内人员的生命财产安全起到保护的作用。

2.4 研究供油系统动态特性

面对汽轮机油系统出现的轴承断油烧瓦事故，想要解决就要从供油系统的动态特性入手，实施仿真研究，提出具有实际意义的解决措施。国内200MW机组供油系统的组成包括主油泵、射油器和高压启动油泵等，300MW和600MW机组润滑油系统包括主油泵、射油器和交流油泵等，使用DEH系统作为调节系统，前者的供油系统是调节油与润滑油共用的，后者则是将两个系统进行分开使用。通过对供油系统模型的建立来实现对其动态特性的研究，将启动运动过程、停止运动过程和非正常运动过程下的动态特性进行模拟仿真，以判断匹配性的方式对供油系统的动态特性进行研究，完善供油系统的设计，从而实现对汽轮机油系统的完善[4]。

例如，华电能源股份公司佳木斯热电厂的技术人员在对供油系统的动态特性进行测试时，针对调节系统进行动态特性模拟试验，在汽轮机甩负荷后，得到动态飞速转速超出其额定转速5%，符合其不超过额定转速8%的要求，并且与实时监测到的数据保持一致，说明热电厂内使用的汽轮机油系統符合标准，能够正常且安全的运行。通过对供油系统的动态特性进行研究，监测供油元件的运行参数，与仿真系统中的运行参数进行比较，及时排查异常参数，找出故障发生的关键点，采取措施对故障进行解决，让汽轮机油系统能够在足够安全的环境下运行，避免重大事故的发生，实现对热电厂利益的保护，帮助技术人员对汽轮机油系统进行维护，提升经济性和安全性。

3 结语

综上所述，面对汽轮机油系统可能出现的故障，通过有效的解决措施保证热电厂的正常工作，及时发现故障并对故障进行排除，减少因维修造成的经济损失，保证汽轮机油系统的稳定性和安全性。吸收国内外先进的经验，从汽轮机油系统的特点出发，将故障发生的可能性控制在最低，根除热电厂的安全隐患，实现对热电厂经济效益的保障，推动我国工业的进步与发展。

参考文献

[1]李鹏飞.汽轮机油系统清洁度处理与控制[J].通用机械，2016，（05）：96-97.

[2]梁成忠.汽轮机检修中油系统故障与对策研究[J].工程技术研究，2017，（11）：122+129.

[3]张贵山.汽轮机油系统故障分析与预防措施研究[J].技术与市场，2017，24（10）：92+94.

[4]陈荣青.火力发电厂汽轮机常见故障及检修方法分析[J].科技创新与应用，2017，（02）：135.