火力發(fā)電廠汽輪機(jī)油系統(tǒng)常見故障分析及防治措施

引言

我國電源結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主,火力發(fā)電離不開汽輪機(jī),汽輪機(jī)是將蒸汽能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。汽輪機(jī)油系統(tǒng)包括潤滑油系統(tǒng)、液壓油系統(tǒng),其是保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行的重要組成部分,但是汽輪機(jī)油系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較差,經(jīng)常由于油系統(tǒng)故障而導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)斷油燒瓦事故,甚至造成汽輪機(jī)組報(bào)廢,因此,維護(hù)汽輪機(jī)油系統(tǒng)是保障汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要工作,要加強(qiáng)對(duì)油系統(tǒng)的故障分析、檢修,進(jìn)而減少對(duì)汽輪機(jī)組的損壞,提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1汽輪機(jī)油系統(tǒng)的常見故障原因

1.1油系統(tǒng)內(nèi)存在管路雜質(zhì)

（1）汽輪機(jī)油系統(tǒng)在制造安裝過程中,油系統(tǒng)設(shè)備及管路中會(huì)滯留一些雜質(zhì),如纖維、焊渣、鐵屑、漆皮、鐵銹等:（2）油系統(tǒng)在負(fù)壓運(yùn)行時(shí)有入侵的污染物,如粉塵、泥沙:（3）潤滑油長時(shí)間高溫高壓運(yùn)行產(chǎn)生膠質(zhì)、積碳等:（4）系統(tǒng)在檢修維護(hù)或補(bǔ)油時(shí)會(huì)帶入一些雜質(zhì)、垃圾:（5）油系統(tǒng)涂層脫落物以及金屬表面產(chǎn)生腐蝕物,如氧化鐵、硫化鐵等。

例如,某電廠一臺(tái)200Mw的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組由于閥門殼體發(fā)生銹蝕,油管路中出現(xiàn)鐵銹,造成油污染,導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸與軸瓦磨損厲害。這些雜質(zhì)聚合交織在一起形成油泥、油污等,粘附在油系統(tǒng)管路內(nèi)壁,在汽輪機(jī)高速運(yùn)行過程中,由于流速、壓力、流量、溫度變化及系統(tǒng)振動(dòng)等原因,造成雜質(zhì)自行脫落,進(jìn)而隨著潤滑油或液壓油的循環(huán)運(yùn)行進(jìn)入軸瓦間、布套等處,造成液壓部件卡滯、擁堵,甚至出現(xiàn)燒瓦停機(jī)的重大事故。同時(shí),油中雜質(zhì)的增多,會(huì)加速液壓油或潤滑油的質(zhì)量惡化,造成惡性循環(huán),為確保汽輪機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行,在維護(hù)過程中有必要加強(qiáng)對(duì)油系統(tǒng)管路的清洗,確保油管路的清潔。

1.2供油系統(tǒng)斷油

汽輪機(jī)在高溫高壓下高負(fù)荷長期工作,需要供油系統(tǒng)提供安全保障,供油系統(tǒng)必須在任何情況下,不論汽輪機(jī)運(yùn)行、停機(jī)或發(fā)生事故,甚至當(dāng)發(fā)電廠斷電時(shí),都應(yīng)能確保供油。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組,哪怕是短暫的供油中斷,也會(huì)引起重大事故。

例如,某火力發(fā)電廠一臺(tái)300Mw的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組由于供油不足達(dá)0.5h,軸承的巴氏合金因中斷冷卻而熔化,使汽輪機(jī)關(guān)鍵部件發(fā)生嚴(yán)重磨損。經(jīng)研究分析,在高溫高壓環(huán)境下的供油系統(tǒng)自吸能力差,如果進(jìn)口有空氣滲入,將破壞供油系統(tǒng)的工作,系統(tǒng)運(yùn)行就會(huì)出現(xiàn)故障。

1.3油液的質(zhì)量

油液質(zhì)量的好壞決定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性。經(jīng)過長期實(shí)踐發(fā)現(xiàn),油中水分、工作溫度及固體顆粒度等參數(shù)是引起油質(zhì)變化的主要因素,70%～80%的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障與油品質(zhì)量有直接關(guān)系:油品質(zhì)量差不僅嚴(yán)重影響了潤滑、液壓設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),而且造成很大的人力浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失,降低機(jī)械設(shè)備的使用壽命,因此油品質(zhì)量檢測及污染度監(jiān)測具有極其重要的意義。

1.4其他原因

汽輪機(jī)油系統(tǒng)主油泵有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)故障,注油器入口逆止擋板故障,油系統(tǒng)管道破裂大量漏油,潤滑油箱油位異常等,影響油泵工作狀態(tài),這些都可能造成汽輪機(jī)組發(fā)生事故。

2油系統(tǒng)常見故障的防控措施

2.1提高油品質(zhì)量

濾油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,增設(shè)濾油系統(tǒng),濾油機(jī)與主油箱之間連接有入油管路和出油管路,入油管路上設(shè)有入油閥門,出油管路上設(shè)有出油閥門,入油管路與主油箱的底部相連、出油管路與主油箱的上部相連,出油閥門靠近濾油機(jī)一側(cè)設(shè)有進(jìn)油泵,濾油機(jī)和主油箱之間設(shè)置過濾箱,過濾箱分成沉淀箱和儲(chǔ)油箱,沉淀箱和儲(chǔ)油箱在過濾箱內(nèi)左右設(shè)置,濾油機(jī)的反沖洗管路和排污管路與沉淀箱相連,儲(chǔ)油箱通過排油管路與主油箱相連,反沖洗管路上設(shè)有沖洗閥,排油管路上設(shè)有排油泵。通過該濾油系統(tǒng)從濾油機(jī)的排污管路出來的油水混合物流入過濾箱內(nèi)經(jīng)二次過濾后流入主油箱,這樣就保證了油質(zhì)的質(zhì)量,節(jié)省了汽輪機(jī)油。

2.2油位監(jiān)測保護(hù)

某火力發(fā)電廠有兩臺(tái)300Mw的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組,其中一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)了故障,究其原因,軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間由于潤滑不良,直接干摩擦,產(chǎn)生高溫,造成汽輪機(jī)燒瓦事故的發(fā)生,而另一臺(tái)設(shè)備由于增設(shè)一油箱油位保護(hù)系統(tǒng),通過與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接,方便工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)視油位,保證了設(shè)備的安全運(yùn)行,增設(shè)的油位監(jiān)測系統(tǒng)包括包括3個(gè)獨(dú)立的液位變送器、DCS控制單元和汽輪機(jī)保護(hù)單元,液位測量裝置沿汽輪機(jī)潤滑油箱軸向等間隔設(shè)置,能真實(shí)反映油箱液位情況:3個(gè)液位測量裝置均通過電纜與DCS控制單元連接,實(shí)現(xiàn)與DCS控制單元的連接通信,DCS控制單元對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理,當(dāng)3個(gè)液位測量裝置發(fā)送的液位信號(hào)有2個(gè)達(dá)到液位保護(hù)停機(jī)值,DCS控制單元發(fā)送油箱油位異常保護(hù)信號(hào)至汽輪機(jī)保護(hù)單元。在油箱中心線以下350mm處水平開孔,作為測量裝置下取樣孔,下取樣孔向上1500～1700mm處開設(shè)上取樣孔,連接測量筒,并保證測量筒與主油箱平行且垂直于地面,減小油箱液位波動(dòng)對(duì)測量油位的影響,提高測量穩(wěn)定性、可靠性:3個(gè)獨(dú)立的液位變送器提供3個(gè)冗余測點(diǎn),分別監(jiān)視油箱油位,并將兩兩偏差大于50mm作為報(bào)警信號(hào),提示油箱有異常,并將異常信號(hào)送入系統(tǒng)ETS,油位一旦出現(xiàn)異常,汽輪機(jī)快速打閘,監(jiān)測精度高,可靠性強(qiáng),方便汽輪機(jī)油位的監(jiān)測保護(hù)。

2.3其他防控措施

定期清洗管路,在汽輪機(jī)油管路中還可增設(shè)一清洗系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)清洗液純水配制,清洗介質(zhì)溫度、壓力、流量集中控制,大流量強(qiáng)制循環(huán)清洗與旋流沖刷,高壓輔助清洗、壓縮空氣沖掃、清洗品質(zhì)凈化處理等工序的模式化、程序化、智能化管理,能高效、快捷、安全、徹底地對(duì)潤滑油管路系統(tǒng)進(jìn)行清洗,達(dá)到高度清潔、表面防護(hù)的目的,具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

3結(jié)語

本文針對(duì)現(xiàn)階段火力發(fā)電廠汽輪機(jī)油系統(tǒng)常見故障進(jìn)行了分析,并提出了一些防治措施,要求相關(guān)工作人員通過定期清理油管路,實(shí)時(shí)監(jiān)測油箱油位,提升巡檢過程的規(guī)范性,以避免因油系統(tǒng)故障給汽輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。