汽轮机轴承润滑油流量的调整

张海丰，林茂盛，段海洲，潘俊生

（辽宁东科电力有限公司，辽宁沈阳 110179）

0 引言

火力发电厂的汽轮机设计有汽轮机润滑油系统。汽轮机润滑油系统的主要任务是向汽轮发电机组的各轴承（包括支撑轴承和推力轴承）提供合格的润滑、冷却油。汽轮发电机组正常运行时，润滑油在轴承中形成稳定的油膜，以维持转子的良好旋转；同时由于转子的热传导、表面摩擦会产生相当大的热量，需要一部分润滑油来进行换热。另外，润滑油还为发电机密封油系统提供稳定可靠的油源。

某国外火力发电厂新建2×660 MW 超超临界燃煤工程2#机组采用的汽轮机为上海电气集团股份有限公司上海汽轮机厂（STP）生产的超超临界、一次中间再热、单抽、四缸四排汽、凝汽式汽轮机，型号为：N660-27/600/610。该汽轮发电机组润滑油系统主要由油箱模块、主油泵（2×100%交流离心泵）、危急油泵（1×100%直流离心泵）、冷油器（2×100%）、换向阀、润滑油过滤器、顶轴油泵（3×50%交流叶片泵）、顶轴油过滤器、油烟净化排放装置等设备及其控制装置、连接管道、附件等组成。正常运行时，主油泵直接从油箱吸油并输送至供油管路，润滑油供油经冷油器、过滤器、节流阀等供至轴承，每个轴承的供油压力和流量可以通过节流阀调整。在主油泵故障情况下，直接由紧急事故油泵供给润滑油，作为紧急停机时的润滑油提供装置（图1）。

图1 润滑油系统示意

1 润滑油量的调整方法

汽轮机每个轴承的要求油量各不相同，汽轮机厂家提供的轴承进油可调式节流阀型号也不相同。根据汽轮机厂家提供的相关资料并针对汽轮机润滑油系统的实际情况，制订了汽轮机轴承润滑油量的调整方法。即在静态情况下，通过对轴承润滑油进油可调式节流阀的调整，确保每个轴承的润滑油流量满足相关要求。

1.1 油量调整前的条件检查

汽轮机轴承润滑油量调整前应先对润滑油系统进行条件检查：①汽轮机润滑油系统安装完毕；②润滑油系统冲洗完毕，润滑油的油质达到要求；③润滑油系统的所有润滑油泵送电完成，可以随时启动；④润滑油系统的滤网等检查和清理完毕；⑤润滑油系统的所有监控仪表校验完毕，具备投入条件；⑥润滑油的油温达到要求（最低35 ℃）；⑦汽轮机润滑油箱的油位在正常范围内。

1.2 静态调整过程

首先逐个全开各个轴承的进油可调式节流阀，记录阀门的位置。然后再逐个全关各个轴承的进油可调式节流阀，并记录阀门的位置，这样就得到了阀门的全行程数据。记录完毕后依据以下步骤进行轴承润滑油流量的调整。

步骤1：将所有轴承的进油可调式节流阀开启至全行程1/2的位置，并记录节流阀的行程数据。

步骤2：启动一台交流润滑油泵，记录各个轴承进油可调式节流阀前后的油压。

步骤3：通过每个可调式节流阀的阀门特性曲线，计算出各个轴承的当前进油量，并与轴承的要求进油量进行比对。如果油量未达到要求，则利用节流阀前后记录的压差，参考阀门特性曲线，核算出可调式节流阀需要调整的行程。

步骤4：利用上一步骤中核算出的行程，对各个轴承的可调式节流阀进行重新的调整。

步骤5：调整完毕后再次核算轴承的进油量，如果进油量仍旧未达到设计要求，则重新进行步骤3 和步骤4，直到调整结果满足要求。

步骤6：调整完毕，待汽轮机冲转完成后再依据各轴承的温度变化进行细调。

2 润滑油量的调整经过

在2020 年5 月14 日至2020 年5 月15日期间，启动汽轮机交流润滑油泵，对汽轮机各个轴承的润滑油量进行调整。

2.1 可调式节流阀的全行程

在检查汽轮机润滑油系统具备流量调整条件后，开始进行汽轮机各个轴承的润滑油流量调整工作。首先逐个全开和全关轴承的入口可调式节流阀，记录节流阀的全行程。由表1 可知，除测量误差外，阀门的全行程基本与设计的行程一致。

表1 汽轮机轴承入口可调式节流阀全行程测量mm

2.2 第一次润滑油量调整

将汽轮机轴承的入口可调式节流阀行程均调整至全行程的1/2 左右。启动一台交流润滑油泵，观察记录相关参数，并利用节流阀前后的压力值计算出节流阀的压差，利用压差和节流阀的流量特性曲线计算出进入轴承的当前流量。具体参数见表2，其中1 bar 等于0.1 MPa。

表2 汽轮机轴承流量第一次调整记录

2.3 第二次润滑油量调整

从第一次调整（开启至全行程的1/2 左右）的结果不难发现，大部分轴承的实际计算流量大于要求的流量很多，因此需要对节流阀进行调整。利用计算出的节流阀前后压差和节流阀特性曲线，重新进行了计算，并重新调整了各轴承入口可调式节流阀的实际行程。调整后的记录参数见表3。

从表3 的调整结果数据来看，汽轮机各轴承的润滑油流量已经基本接近设计要求值，并能满足各轴承的润滑油量要求。

表3 汽轮机各轴承流量第二次调整记录

3 润滑油量的调整结果分析

汽轮机轴承润滑油量调整完毕后，需要进行汽轮机冲转并分析轴承的温度，以确定轴承润滑油量是否需要进行细调。在汽轮机后来的冲转以及带负荷过程中，记录了各轴承的温度（表4）。

从表4 的数据来看，所有轴承的温度均在汽轮机厂家设计的正常范围内（115 ℃为温度高报警），这说明轴承的润滑油量满足要求。

表4 汽轮机轴承温度记录 ℃

4 结论

汽轮机润滑油系统的可靠和稳定运行是防止汽轮机轴瓦磨损的重要保障，其系统的设计、安装调试以及设备的性能至关重要，因此汽轮机轴承润滑油流量调整是汽轮机润滑油系统调试工作的重要环节。通过对该类型汽轮机润滑油系统油量调整的关键技术要点以及实际运行数据分析，确保润滑油量调整的结果满足机组安全和稳定运行要求，并为其他同类型机组的相关调试工作提供借鉴。