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哈汽300MW汽轮机启动中润滑油压降低的原因分析及对策 |
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| 哈汽300MW汽轮机启动中润滑油压降低的原因分析及对策 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 19:52:03  |
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一、设备简介：
我厂#1、2汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造，为亚临界参数、中间再热、单轴、两缸两排汽、反动、冷凝式机组，其型号为：N300---16.7/537/537，额定功率为300MW，额定转速为3000rpm，额定蒸汽流量为906.7t/h，额定压力为16.7mpa，额定主汽温度为537℃，再热汽温为537℃。
该机润滑油系统简图为：
N300---16.7/537/537汽轮机的油系统设备规范为：
二、现象及危害：
我厂#1.2机组为国产引进型汽轮机，从去年到今年开机过程中2040rpm中速暖机时频繁出现润滑油压大幅度下降的异常现象，给机组的安全运行构成很大的威胁，以下为近几次开机中出现的问题：
(1) 2000年2月25日，#2机升速到2040rpm时，主机润滑油压由0.218 mpa下降到0.136mpa，后升速到2400 rpm，润滑油压维持到0.181 mpa。
(2) 2000年5月4日，#2机开机中升速到2040 rpm时，润滑油压降低，造成直流油泵联动，升速到2400 rpm时润滑油压稳定。
(3) 2001年9月29日，#2机开机中升速到2200rpm中速暖机时，机组跳闸，来“润滑油压低”光字，油压由0.169 mpa最低下降至0.097 mpa，重新挂闸后升速到2040rpm，润滑油压由0.204 mpa快速下降到0.069 mpa，直流油泵联动，机跳闸。
(4) 2001年1月1日，#1机组在2200rpm中速暖机时，润滑油压突降至0.051MPA，造成汽轮机跳闸，直流油泵联动。
为了进一步详细分析#1、2机组在开机过程中2040rpm中速暖机时润滑油压大幅度下降的问题，在今年4月27日#2机启动过程中做了注油器与交流润滑油泵切换工作点试验：
9：24 #2机升速到1300 rpm时，润滑油压为0.218 mpa，
9：29 #2机升速到1800 rpm时，润滑油压下降为0.19 mpa，
12：16 #2机升速到2420 rpm时，润滑油压下降为0.168 mpa，
12：19 #2机升速到2900 rpm时，润滑油压上升为0.216 mpa，
12：23 #2机降速到2300 rpm时，润滑油压下降为0.158 mpa，
12：25 #2机降速到1900 rpm时，润滑油压为0.2 mpa。
由以上现象可以看出，#1、2机组在开机过程中1800---2400rpm转速范围内，润滑油压大幅度下降，轻则造成直流油泵联动，重则造成机组跳闸，更严重的是有可能造成油压突降太低烧瓦的危险。按机组设计情况，中速暖机转速为2040rpm，但在此转速下频繁出现润滑油压大幅下降，致使#1、2机组在冷态启动过程中中速暖机转速无法维持。
三、原因分析：
在正常运行时该机润滑油系统的全部用油均由注油器供给，注油器出口油经冷油器后供给机组各轴承，在机组启动过程中，主机转速较低时，主油泵不能提供足够的油压及流量，此时由交流润滑油泵来向油系统供油，直流油泵则作为备用油泵，下面对该故障的可能产生原因做如下分析：
1、机组启动初期，主机转速低，润滑油由交流润滑油泵供给，油压稳定在0.21mpa左右，其特性曲线如图一所示：当主机转速提升到1800rpm以上时，主油泵出口压力升高，注油器出口逆止阀前压力缓慢升高，当转速升至使该逆止门前压力略大于逆止门后压力时，逆止门瞬间开启，此时相当于主油泵和交流润滑油泵并列运行，油泵的工作点发生漂移，其特性曲线如图二所示：
注油器出口逆止门一旦开启，主油泵出口流量增大，出口压力下降则又导致注油器出口逆止门回关，交流润滑油泵运行工况发生变化，进入不稳定运行工作区，使润滑油压发生大幅度变化。当主机转速升至2300rpm以上时，通过了注油器出口逆止门动作瞬间后油压又趣于稳定，主油泵与交流油泵并列运行。
2、该机组在注油器扩压管后装有可调逆止阀，它在注油器工作时，可以防止油从系统倒流回注油器而进入油箱，在混合室吸油孔的上方，装有一个可上下自由移动的逆止板，当注油器和主油泵正常工作时，混合室中是负压，逆止板被顶起，油箱中的油可通过8个吸油孔吸入混合室中，而在机组启停过程中交流润滑油泵工作时，逆止板落下，阻止系统中的油经吸油孔倒流回油箱。但从实际情况看我厂#1、2机组注油器后的调压逆止阀性能不好，多次出现开机过程中润滑油压大幅下降，导致机组跳闸、直流润滑油泵联动、机组中速暖机不能正常进行。随着开机过程中机组转速上升，注油器出口逆止门开启的瞬间，由于主油泵出口压力下降，又造成该逆止门回关，在此过程中可能造成注油器出口逆止门频繁动作，出现频跳、抖动等现象，从实际运行情况看，该逆止门性能不好，活动不灵活、工作特性差，且在此过程中该门不能够完全回座，从而使交流润滑油泵出口油由注油器倒流回油箱，引起润滑油压的大幅度下降，造成直流油泵联动，机组跳闸。
3、#2机组主油箱原来配备的是卧式排烟风机，其流量为780立方米/小时，全压为5038帕，由于该风机壳体法兰强度低，经常出现渗漏油现象，所以将排烟风机改型为立式焊接壳体的GXP-HB-300风机，其流量为1152立方米/小时，全压为4500帕，运行中可能造成油箱内负压发生变化，在机组冲动过程中随着转速上升，主油箱内油温也不断升高，加之机组启动后油箱油位降低，排烟风机使主油箱内负压过大，就可能导致主油泵发生汽化，其出口压力和流量发生大幅度波动，影响到润滑油压变化，如果射油器的吸油孔出现部分堵塞也会造成出口压力和流量发生变化。
四、处理对策：
1、 在汽轮机升速过程中，转速上升到1800rpm以上时要严密监视润滑油压的变化情况，一旦发现降低应立即调整机组转速，但要注意不能停留在机组的临界转速内，以防发生共振跳机，尽快避开该压力变化的临界点，然后待润滑油压恢复正常后，停止直流润滑油泵，重新升速。
2、 将机组中速暖机放到2200—2400 rpm 转速下进行，从1800---2200rpm转速间隔内，在保证升速率的前提下，应使机组快速、平稳地通过润滑油压变化临界点，并要注意机组的振动情况，如振动增大则应降低机组转速至600rpm ，暖机后继续升速。
3、 可考虑在注油器出口逆止门后加装一隔离门，在该隔离门与逆止门之间引一疏油管道，加装一个疏油门引至主油箱，在开机过程中机组冲转之前关闭隔离门，打开疏油门，待机组转速升至2900rpm后缓慢关闭疏油门，开启注油器出口加装的隔离门，待油压稳定后停止交流润滑油泵。
4、 在机组启动过程中要及时调整好主油箱排烟风机的调节挡板，维持好主油箱内的负压，同时在开机前要给主油箱加好油，保持油位在+80mm — +100mm之间，使得主油泵在开机过程中不发生汽化现象，保证润滑油压和流量稳定。
5、 利用停机检修的机会，及时检查油箱内注油器出口逆止门，使其动作灵活、无卡涩或其它故障，保证机组在开机过程中该门有良好的工作特性。
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