火力發(fā)電廠汽輪機油系統(tǒng)常見故障分析及防治措施

引言

我國電源結構以火力發(fā)電為主,火力發(fā)電離不開汽輪機,汽輪機是將蒸汽能量轉換成機械功的旋轉式動力機械。汽輪機油系統(tǒng)包括潤滑油系統(tǒng)、液壓油系統(tǒng),其是保證汽輪機正常運行的重要組成部分,但是汽輪機油系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較差,經常由于油系統(tǒng)故障而導致汽輪機發(fā)電機組出現(xiàn)斷油燒瓦事故,甚至造成汽輪機組報廢,因此,維護汽輪機油系統(tǒng)是保障汽輪機安全運行的重要工作,要加強對油系統(tǒng)的故障分析、檢修,進而減少對汽輪機組的損壞,提高發(fā)電廠的經濟效益。

1汽輪機油系統(tǒng)的常見故障原因

1.1油系統(tǒng)內存在管路雜質

（1）汽輪機油系統(tǒng)在制造安裝過程中,油系統(tǒng)設備及管路中會滯留一些雜質,如纖維、焊渣、鐵屑、漆皮、鐵銹等:（2）油系統(tǒng)在負壓運行時有入侵的污染物,如粉塵、泥沙:（3）潤滑油長時間高溫高壓運行產生膠質、積碳等:（4）系統(tǒng)在檢修維護或補油時會帶入一些雜質、垃圾:（5）油系統(tǒng)涂層脫落物以及金屬表面產生腐蝕物,如氧化鐵、硫化鐵等。

例如,某電廠一臺200Mw的汽輪機發(fā)電機組由于閥門殼體發(fā)生銹蝕,油管路中出現(xiàn)鐵銹,造成油污染,導致汽輪機轉軸與軸瓦磨損厲害。這些雜質聚合交織在一起形成油泥、油污等,粘附在油系統(tǒng)管路內壁,在汽輪機高速運行過程中,由于流速、壓力、流量、溫度變化及系統(tǒng)振動等原因,造成雜質自行脫落,進而隨著潤滑油或液壓油的循環(huán)運行進入軸瓦間、布套等處,造成液壓部件卡滯、擁堵,甚至出現(xiàn)燒瓦停機的重大事故。同時,油中雜質的增多,會加速液壓油或潤滑油的質量惡化,造成惡性循環(huán),為確保汽輪機穩(wěn)定可靠運行,在維護過程中有必要加強對油系統(tǒng)管路的清洗,確保油管路的清潔。

1.2供油系統(tǒng)斷油

汽輪機在高溫高壓下高負荷長期工作,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,不論汽輪機運行、停機或發(fā)生事故,甚至當發(fā)電廠斷電時,都應能確保供油。對于高速旋轉的汽輪機發(fā)電機組,哪怕是短暫的供油中斷,也會引起重大事故。

例如,某火力發(fā)電廠一臺300Mw的汽輪機發(fā)電機組由于供油不足達0.5h,軸承的巴氏合金因中斷冷卻而熔化,使汽輪機關鍵部件發(fā)生嚴重磨損。經研究分析,在高溫高壓環(huán)境下的供油系統(tǒng)自吸能力差,如果進口有空氣滲入,將破壞供油系統(tǒng)的工作,系統(tǒng)運行就會出現(xiàn)故障。

1.3油液的質量

油液質量的好壞決定機械設備的運行效率和可靠性。經過長期實踐發(fā)現(xiàn),油中水分、工作溫度及固體顆粒度等參數是引起油質變化的主要因素,70%～80%的汽輪機發(fā)電機組出現(xiàn)故障與油品質量有直接關系:油品質量差不僅嚴重影響了潤滑、液壓設備的正常運轉,而且造成很大的人力浪費和經濟損失,降低機械設備的使用壽命,因此油品質量檢測及污染度監(jiān)測具有極其重要的意義。

1.4其他原因

汽輪機油系統(tǒng)主油泵有時也會出現(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提高油品質量

濾油系統(tǒng)結構示意圖如圖1所示,增設濾油系統(tǒng),濾油機與主油箱之間連接有入油管路和出油管路,入油管路上設有入油閥門,出油管路上設有出油閥門,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一側設有進油泵,濾油機和主油箱之間設置過濾箱,過濾箱分成沉淀箱和儲油箱,沉淀箱和儲油箱在過濾箱內左右設置,濾油機的反沖洗管路和排污管路與沉淀箱相連,儲油箱通過排油管路與主油箱相連,反沖洗管路上設有沖洗閥,排油管路上設有排油泵。通過該濾油系統(tǒng)從濾油機的排污管路出來的油水混合物流入過濾箱內經二次過濾后流入主油箱,這樣就保證了油質的質量,節(jié)省了汽輪機油。

2.2油位監(jiān)測保護

某火力發(fā)電廠有兩臺300Mw的汽輪機發(fā)電機組,其中一臺設備出現(xiàn)了故障,究其原因,軸瓦與轉軸之間由于潤滑不良,直接干摩擦,產生高溫,造成汽輪機燒瓦事故的發(fā)生,而另一臺設備由于增設一油箱油位保護系統(tǒng),通過與計算機網絡連接,方便工作人員實時監(jiān)視油位,保證了設備的安全運行,增設的油位監(jiān)測系統(tǒng)包括包括3個獨立的液位變送器、DCS控制單元和汽輪機保護單元,液位測量裝置沿汽輪機潤滑油箱軸向等間隔設置,能真實反映油箱液位情況:3個液位測量裝置均通過電纜與DCS控制單元連接,實現(xiàn)與DCS控制單元的連接通信,DCS控制單元對接收信號進行處理,當3個液位測量裝置發(fā)送的液位信號有2個達到液位保護停機值,DCS控制單元發(fā)送油箱油位異常保護信號至汽輪機保護單元。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,減小油箱液位波動對測量油位的影響,提高測量穩(wěn)定性、可靠性:3個獨立的液位變送器提供3個冗余測點,分別監(jiān)視油箱油位,并將兩兩偏差大于50mm作為報警信號,提示油箱有異常,并將異常信號送入系統(tǒng)ETS,油位一旦出現(xiàn)異常,汽輪機快速打閘,監(jiān)測精度高,可靠性強,方便汽輪機油位的監(jiān)測保護。

2.3其他防控措施

定期清洗管路,在汽輪機油管路中還可增設一清洗系統(tǒng),實現(xiàn)清洗液純水配制,清洗介質溫度、壓力、流量集中控制,大流量強制循環(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、徹底地對潤滑油管路系統(tǒng)進行清洗,達到高度清潔、表面防護的目的,具有顯著的經濟價值和社會效益。

3結語

本文針對現(xiàn)階段火力發(fā)電廠汽輪機油系統(tǒng)常見故障進行了分析,并提出了一些防治措施,要求相關工作人員通過定期清理油管路,實時監(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)故障給汽輪機組的穩(wěn)定運行帶來嚴重影響。