330MW亚临界汽轮发电机组润滑油系统故障与处置技术分析

中铝宁夏能源集团有限公司六盘山热电厂 宁夏固原 756000

1 研究背景

汽轮发电机是一种重要的电力生产设备，其工作原理是：用汽轮机拖动转子旋转，并依据电磁感应原理将机械能转化为电能。目前，我国电力生产的主力机组是330MW亚临界汽轮发电机组，其润滑油系统包含直流润滑油泵、交流润滑油泵、启动油泵和主油泵等组成，且不同油泵的驱动力不同，即：直流电机驱动直流润滑油泵，交流电机驱动交流润滑油泵和启动油泵，汽轮机驱动主油泵。330MW亚临界汽轮发电机组润滑油系统的作用是将压力和温度适宜的润滑油提供给机组的轴承，但若系统出现故障，无疑会对机组的安全运行产生不利影响。鉴于此，本文笔者首先分析某330MW亚临界汽轮发电机组润滑油系统的故障特征，然后进一步提出故障处置办法[1]。

2 润滑油系统故障分析

某330MW亚临界汽轮发电机组润滑油系统的油泵全部采用了离心泵。当该机组调试进入额定转速且带负荷30MW时，其润滑油压骤降0.043MPa（从0.113到0.07MPa）；当联启直流与交流润滑油泵时，润滑油压剧增0.038MPa（从0.07到0.108MPa）；在整个调试期间，主油泵的出口油压下降0.121MPa(从2.345到2.224MPa）。经分析，初步断定引起润滑油系统油压异常升降的原因可能包括：

①可调逆止阀的压紧螺母出现松脱问题；

②注油器出口的逆止阀门心出现脱落问题；

③注油器吸油口的滤网出现严重堵塞问题；

④注油器的射油口存在异物堵塞问题；

⑤注油器吸油口的提板出现倾斜问题；

⑥套装管道出现堵塞或泄露问题。

对于以上六种可能性原因，笔者将一一予以排除和确定，即：

（1）从机组启动到进入额定转速期间，主油泵出口的压力正常升高，即：主油泵在机组转速增到1500r/min期间的压力增加0.538MPa（从0.215到0.753MPa）；在机组转速增到3000r.min期间的压力增加1.592MPa（从0.753到2.345MPa）。那么，依据“离心泵的压头与机组转速的平方呈正相关”可知，主油泵的压力无异常。另外，润滑油压力在机组转速增加期间的增幅为0.005MPa（从0.108到0.113MPa），交流润滑油泵电流的降幅为15.8A（从70.8到55A），反映了主油泵为润滑油系统正常供油。综合可知，主油泵及其出口逆止阀门、注油器在故障发生前未出现异常。

（2）在联启直流与交流润滑油泵后，现场调节主油泵出口的压力，期间发现调压螺栓未压紧，导致调压螺栓的旋出在油压升高方向上不受控制，但期间主油泵出口的压力并未升高，表明了压紧螺母松动不是引起润滑油系统油压异常升降的原因。

（3）安装者用手能够现场调节调压螺栓，而若没有工具辅助，却不能调节直径250mm、前后压差0.03MPa的逆止阀门心，门心上的作用力为1471N左右，表明了调压螺栓没有接触到逆止阀门心。

（4）在联启交流润滑油泵后，润滑油压力的降幅较小，仅为0.004MPa（从0.108到0.104MPa）。但若出现③、④、⑤三种问题，注油器的吸油量会降低，致使调压螺栓无法接触到逆止阀门心，从而引起润滑油的压力骤降。显然，注油器未出现异常。

（5）倘若存在润滑油系统套管内漏的问题，则润滑油泄漏在所难免，此时一旦停止高启润滑油泵和交流润滑油泵，便会影响到注油器和主油泵正常的工作状态。在启动机组前及机组转速增到3000 r/min后关停高启润滑油泵、交流润滑油泵前，低压遮断油压、主油泵出口油压和润滑油压力都未出现异常，表明了交流油泵及其轴承供油管路、高压润滑油泵及其隔膜阀供油管路无异常。

（6）在该机组润滑油系统中，注油器出口逆止阀门心采用了脱落指数较高的单面焊接工艺，则初步判定存在逆止阀门心脱落卡管的问题，从而减小了主油泵入口的流量。

综上判定，引起该330MW亚临界汽轮发电机组润滑油系统油压异常升降的原因是主油泵出口、注油器管路泄漏。

3 故障处置建议

经分析判断，工作人员决定停机检查机组的润滑油系统。但润滑油系统采用了套装管路，且在回油管中装油供油管，从而增加了管道检查的难度。鉴于此，工作人员制定了以下检修方案：第一步：先将润滑油箱中的润滑油全部放空，再逐一检查注油器的吸油口提板、入口滤网和射油门；第二步：对注油器出口的逆止阀进行检查；第三步：对主油泵的出口、注油器的管路进行检查，排除其可能存在的堵塞和泄漏问题。检查发现，注油器的吸油口提板、射油口和入口滤网都未出现堵塞和卡涩问题，表明前文的分析无误；逆止阀门心检查发现门心脱落，这恰好与系统故障的表现相吻合。对于这一问题，将卡在管道中的门心清出，并复位即可[2]。

4 结语

鉴于330MW亚临界汽轮发电机组在电力生产中的重要价值，故要求防范其润滑油系统发生故障和科学处置故障，即：为了防止润滑油系统发生故障，要求改进润滑油系统的安装工艺，使用质量达标、规格合规的材料设备，并定期检查、维护和更换设备，同时制定一套科学的管理制度来约束系统安装人员和检修人员的行为；为了及时消除系统故障及防止其引发严重后果，要求通过分析故障的表现特征，快速确定具体的故障点，然后对症下药快速解决问题。总之，330MW亚临界汽轮发电机组润滑油系统故障分析与处置是一项难度大、要求高、任务艰巨的工作，有待行业深入研究。