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關于#1、2汽輪發電機組#5軸承油檔甩油問題研究與改進措施
2023-08-01
摘 要：在火電廠的正常運行中離不開汽輪機的輔助運行，尤其是汽輪機的潤滑油系統與機組的正常運行密切相關，潤滑油系統主要起到冷卻、密封、潤滑作用，能夠降低機組運行中發生故障的概率，因此對潤滑油系統的運行提出更高要求。在現階段加強對汽輪機潤滑油系統的研究，尤其是#1、2機#5軸承油檔甩油、潤滑油外溢問題異常的研究，具有重要的現實意義，能夠更加全面的掌握汽輪機潤滑油系統的基本情況，全面了解潤滑油系統的常見故障，針對#5軸承油檔甩油問題異常，制定科學合理的方案，更好的發揮潤滑油系統的作用，保障汽輪機機組及整個熱電廠的正常運行。
關鍵詞：汽輪機機組；主油箱排油煙風機；潤滑油系統；解決措施；#5軸承油檔外溢、甩油；#5軸承回油管改造
前言
一、汽輪機潤滑油系統
汽輪機組潤滑油系統是熱電廠輔助系統的重要組成部分，利用潤滑油系統為機組運行的相應位置，提供充足的潤滑密封和冷卻需求。我公司熱電廠汽輪機潤滑油系統，設計由潤滑油主油箱、注油器、冷油器、油泵、油煙分離裝置等組成。汽輪機油系統主要作用是向機組各軸承供油，以便潤滑和冷卻軸承。供給調節系統和保護裝置穩定充足的壓力油，使它們正常工作。供應各傳動機構潤滑用油。根據汽輪機油系統的作用，一般將油系統分為潤滑油系統和調節（保護）油系統兩個部分。其中油泵又分為主油泵、高壓調速油泵、交流輔助油泵和直流潤滑油泵等不同的類型。在機組正常運行時，潤滑油系統由主軸帶動的主油泵供油。同時潤滑油系統需要為機組全部軸承和盤車裝置、跳閘裝置等裝置，提供相應的動力用油以及密封用油，確保各軸承的油量分配合理，保證軸承的潤滑，使軸頸與軸瓦之間形成油膜，以減少摩擦損失，同時帶走由摩擦產生的熱量。系統工質為L-TSA46汽輪機油。
二、針對發現問題的研究與改進
2.1 #5軸承回油管改造原因分析
2.1.1 在機組實際運行過程中發現,汽輪發電機組#5軸承用油的配管設計不合理,不符合設備及現場的實際情況,為了保證對汽輪發電機組的安全運行，現場還進行了水平尺實際測量#5軸承回油管坡度確認為0.0075，不符合回油管坡20～50/1000（0.02～0.05）的規范要求。
2.2.2 2020年02月08日14:00:33，某燃煤電站#1、2機#5軸瓦處發生潤滑油外溢，軸承座明顯積油。
回溯到2020年01月10日07:45#1機組大修后試運行期間，同樣也發生過#5軸瓦潤滑油外溢的異常事故。事故發生后我們進行了認真的分析及現場查找原因,分析后認為主要原因是，排煙風機停運后無法把油中分離出的空氣和其它不凝結的氣體及時排除，主油箱負壓明顯降低，潤滑油受到嚴重有效的阻擋,流入油箱中的微負壓增大,軸承回油管處的流速不高,不能產生較大的壓力差,造成#5軸瓦潤滑油外溢。
而對于2020年01月10日07:45#1機組大修后試運行期間，發生的#5軸瓦潤滑油外溢的事故，當時正進行機組超速試驗潤滑油壓達0.15MPa，#5軸承回油量增加，潤滑油壓過高，油就會從軸承兩端高速甩出，變成細小油霧，從而出現油檔甩油。
上述異常現象的發生，造成對設備安全運行無法保證,因此我們必須解決#5軸承回油不暢和回油管坡度不滿足20～50/1000規范的要求等問題。
三、軸承回油不暢的原因分析
3.1 汽輪機現場油系統潤滑油的配管問題
3.1.1 由汽輪機潤滑油系統油管路圖紙可以看出，＃5軸承回油管Ø32x3.5mmDN25，進油管Ø25x2.5mmDN20，節流孔管內徑Ø8mm，管徑流速為0.7m/s，潤滑油油壓在機組正常運行時為0.122MPa，機組試驗高壓油泵運行時潤滑油油壓將達到0.15MPa，在主油箱排油煙風機故障或停運時，這樣就造成＃5軸承無法得到足夠壓力和充足流量的潤滑油，導致軸承回油不暢，另外，實測#5軸承回油管坡度為0.0075，不符合回油管坡度20～50/1000（0.02～0.05）的規范要求，影響汽輪發電機組的安全運行。
3.1.2 ＃5軸承回油管為DN25的304不銹鋼管道，在軸承回油流入油箱微負壓降低時，因回油管佳管徑流速為0.7m/s，要保證正常的軸承回油流量比較困難。
3.1.3 軸承回油管坡度不滿足足夠的坡度20～50/1000，不便于油煙分離及回油流暢。
四、#5軸承回油管改造措施
4.1 技術改造措施
4.1.1 考慮潤滑油油壓在機組正常運行時為0.122MPa，機組試驗高壓油泵運行時潤滑油油壓將達到0.15MPa。采用將＃5軸承回油管原Ø32的法蘭進行內徑車削擴為Ø57的304不銹鋼管道，匯接接入回油母管至油箱，這樣在潤滑油壓不變的情況下，增設Ø57x3.5mm的304不銹鋼管道后油流流量變大，油流流速降低，能避免潤滑油受到阻擋,流入油箱微負壓降低,軸承回油管處流速不高,壓力差減小,不再發生潤滑油外溢的事件。對比論證得出：這種改造方案簡單、可行、安全，能夠保證機組啟動、停運及運行期間的安全性、可靠性，符合《防止電力生產事故二十五項反措》要求。
4.1.2 對軸承回油管坡度進行改造，滿足足夠的坡度20～50/1000（0.02～0.05）角度45/角度30，便于油煙分離及回油流暢。詳見附圖
4.2 運行保障措施
4.2.1 機組試運前，確認工作票結束，保證油箱油位正常。保證油循環時間至少在24小時以上，經化學人員化驗油質合格后方可進行試運。保證主油箱濾網前、后油位差≤80mm，超過時及時聯系檢修清掃。及時排凈系統積存空氣，防止管路振動。檢查各軸瓦、各軸承供油、回油量應正常，防止斷油燒瓦，特別是機組沖動過程中，運行中通過窺視鏡勤察、勤看各軸承回油和油流情況。
4.2.2 機組運行期間，加強監盤質量管理，嚴格定期切換制度執行，對設備存在的問題及時反饋、處理。杜絕經驗主義，對運行設備的停運做好充分預想工作，并經值長許可同意。檢修工作票安全措施審核、把關到位，對安全措施執行后的事故預控做好預想，嚴禁出現安全措施不到位或措施不全的禁止許可。增加完善排油煙風機轉動設備的跳閘（停運）聲光報警。
五、結語
5.1 為了保證二期在建機組的安全性，在#3機組進行試驗論證，對#5軸承回油管的配管試驗確定方案，對改造論證成功后的運行工況書面推廣，對二期在建機組進行優化。將＃5軸承回油管原Ø32的法蘭進行內徑車削擴為Ø57的304不銹鋼管道，匯接接入回油母管至油箱，這樣在潤滑油壓不變的情況下，增設Ø57x3.5mm的304不銹鋼管道，匯接接入回油母管至油箱。
5.2 對軸承回油管坡度進行改造，滿足足夠的坡度20～50/1000（0.02～0.05），便于油煙分離及回油流暢。
5.3 完善機組聲光報警菜單，增加排油煙風機轉動設備的跳閘（停運）聲光報警條。
當前，機組運行環境紛繁復雜，處于邊基建邊生產的緊張階段，可能引發事故的因素眾多，防止機組非停工作重大，運行人員要盡心盡責，檢修人員要勤查勤治；更要未雨綢繆，抓好源頭控制，查清風險因素，達到減少和預防機組大事故發生的目的。
六、參考文獻：
[1]中國長江動力集團有限公司汽輪發電機組技術協議書及水利電力部頒發的《汽輪機運行規程》及《電力工業標準匯編》。
[2]其它同類型機組運行規程。
（來源：除灰脫硫脫硝技術聯盟）
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