氣囊式蓄能器在汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、小編語：汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)中壓力低聯(lián)啟備泵這事，各位還真得關(guān)注一下，據(jù)小編了解，目前小機(jī)潤滑油泵跳一臺，潤滑油壓力多數(shù)都會低到跳閘值，運(yùn)行中一旦出現(xiàn)這種情況，輕則 RB，重則跳機(jī)，對單臺汽泵配置的機(jī)組，更是如此，本文提供的增加蓄能器的方 案，我看行。潤滑油系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機(jī)組最重要的輔助系統(tǒng)之一，它為機(jī)組各個軸承提供潤滑油， 通過油循環(huán)帶走軸承運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量、雜質(zhì)，保護(hù)機(jī)組各個軸承的正常運(yùn)行。在潤滑油 系統(tǒng)中，閥門的狀態(tài)、泵組的運(yùn)行情況以及管路的充液、排氣等，都會導(dǎo)致管路壓力波 動，嚴(yán)重的甚至引起機(jī)組跳閘等事故。蓄能器可以作為輔助壓力油源，吸收和儲存系統(tǒng)中 的能量，有效減小管路中的壓力波動，減少

2、設(shè)備運(yùn)行切換對整個系統(tǒng)的沖擊，從而避免機(jī) 組跳閘等事故的發(fā)生。1 潤滑油系統(tǒng)簡介某發(fā)電廠裝有 2 臺美國 GE 公司生產(chǎn)的 9E型燃?xì)廨啓C(jī)組和 1 臺與其配套的 100 MW 級汽輪機(jī)組，汽輪機(jī)組配套的潤滑油系統(tǒng)如圖 1 所示。 A/B潤滑油泵一用一備，向系統(tǒng)提 供穩(wěn)定的油源( 0.0214 m3/s ，600 kPa)。潤滑油經(jīng)過雙聯(lián)冷油器及過濾器，由調(diào)壓閥調(diào) 至額定壓力( 145 kPa)后送至潤滑油母管，同時潤滑油過濾器后由一支路向發(fā)電機(jī)密封 油系統(tǒng)提供油源。系統(tǒng)中還設(shè)置 1 臺直流應(yīng)急潤滑油泵，在緊急情況下，提供停機(jī)過程 的潤滑油及發(fā)電機(jī)密封用油。A/B 潤滑油泵存在 2 套聯(lián)鎖保護(hù)，

3、 1 套是電氣聯(lián)鎖，另 1 套是泵出口母管低油壓聯(lián) 鎖（整定值為 500 kPa）。同時潤滑油系統(tǒng)中有汽機(jī)跳閘保護(hù)：（ 1）當(dāng)軸承潤滑油母管 壓力低于 125 kPa 時，汽輪機(jī)跳閘，同時直流應(yīng)急潤滑油泵自啟。（ 2）發(fā)電機(jī)密封油差 壓低低（ 24.138 kPa ），延時 1 s ，汽輪機(jī)跳閘。2 事故經(jīng)過及原因分析2010年，汽輪機(jī)帶滿負(fù)荷正常運(yùn)行， A 潤滑油泵故障、自動切換至 B 潤滑油泵時， 軸承潤滑油母管壓力低及發(fā)電機(jī)密封油壓差低低 2 個報警同時出現(xiàn)，汽輪機(jī)跳閘 。經(jīng)檢 查，發(fā)現(xiàn)軸承潤滑油母管壓力低信號先于發(fā)電機(jī)密封油壓差低低信號發(fā)出。為查明事故原 因，在停機(jī)狀態(tài)下對 A/B 潤

4、滑油泵進(jìn)行電氣聯(lián)鎖試驗，模擬事故狀態(tài)。在 2 臺泵切換過 程中，軸承潤滑油母管壓力瞬間降至整定值 125 kPa 以下后回升，系統(tǒng)出現(xiàn)軸承潤滑油 母管壓力低跳機(jī)信號，隨后也出現(xiàn)發(fā)電機(jī)密封油壓差低低信號，與事故現(xiàn)象一致。經(jīng)檢 查，油泵運(yùn)行狀態(tài)正常， 2 臺泵電氣聯(lián)鎖反應(yīng)時間 2 s 左右，也屬正常。因此可以確定事 故原因是潤滑油系統(tǒng)壓力自保持時間過短。3 改造方法為解決潤滑油系統(tǒng)壓力自保持時間過短問題，一個有效的解決方法是在潤滑油系統(tǒng)加 裝一定容量的蓄能器。蓄能器在系統(tǒng)正常運(yùn)行中蓄存潤滑油，蓄存量要保證在油泵切換過 程能有效釋放至少 43 L（油泵 2 s 內(nèi)的額定流量）潤滑油，以維護(hù)系統(tǒng)壓力。

5、3.1 蓄能器形式的選擇目前常用的充氣式蓄能器有活塞式、隔膜式、氣囊式等，各有優(yōu)缺點?；钊竭m用高 壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，但是反應(yīng)靈敏性差。隔膜式雖反應(yīng)靈敏，但容量較小。鑒于使用的是 低壓潤滑油，同時需要在短時間內(nèi)向系統(tǒng)提供 43 L 潤滑油，故氣囊式蓄能器較為合適。3.2 蓄能器安裝位置的確定因潤滑油 2 個主要用戶都會出現(xiàn)跳機(jī)信號，所以蓄能器安裝位置應(yīng)選在潤滑油泵出 口母管處較為合適。經(jīng)反復(fù)試驗確定，只要潤滑油母管處油壓在 300 kPa 以上，軸承潤滑油母管壓力與發(fā)電機(jī)密封油壓差都能正常運(yùn)行，為安全起見，增加10%安全余量，因而潤滑油泵出口母管最低壓力為 330 kPa。3.3 蓄能器容量和

6、規(guī)格的確定因蓄能器在系統(tǒng)中作為輔助動力源，按照規(guī)范，蓄能器的容量由式（1）來計算。3.3.1 充氣壓力 P0 的選定蓄能器充氣壓力是整個裝置的關(guān)鍵參數(shù)， P0=小，運(yùn)行時一定容量蓄能器蓄油量 =多， 但有效排油量不一定大，而充氣壓力 P0按以下原則選取3.3.2 蓄能器 理論容 量的確 定因 充氣壓 力 P0=300kPa，蓄能器的有效排放量至少為潤滑油泵 2 s 的額定流量 Vx =43 L，按式（ 1）計算得 到 V0=162.5 L 。3.3.3 蓄能器數(shù)量的確定由于蓄能器中的皮囊是易損件，蓄能器出油速度過快，會使皮囊卡入出口菌形閥中而 破損，因而一般皮囊式蓄能器出油流量低于 1015

7、L/s 。根據(jù)潤滑油系統(tǒng)正常運(yùn)行所需 流量 21.5 L/s （0.021 4m3/s ）來看，選擇 3 只蓄能器比較合適。 3.3.4 蓄能器規(guī)格的確 定每只蓄能器的規(guī)格 V =V0 /n=162.5/3=54.2L 。蓄能器規(guī)格選擇為 63 L ，但考慮系統(tǒng) 的一定裕度，因而上選一個容量，蓄能器容量取 80 L 。蓄能器型號為： NXQAB-80/10-F- Y。4 改造 效果新 增潤滑 油蓄能 器系統(tǒng) 如圖 2 所示在 日常運(yùn) 行中， 蓄能器 既能對 潤滑油 系統(tǒng)油 壓進(jìn)行有效的補(bǔ)償平衡，使整個潤滑油系統(tǒng)壓力平穩(wěn)，又解決了主備泵切換時系統(tǒng)壓力波動產(chǎn)生的問 題。同時，皮囊式蓄能器結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，性能可靠，反應(yīng)靈敏。改造后，實際 運(yùn)行效果良好，沒有發(fā)生任何異動誤動情況，大大提高了潤滑油系統(tǒng)的安全性。5 結(jié)語潤滑油泵切換時系統(tǒng)壓力自保持時間過短的問題在同類機(jī)組中普遍存在。通過在潤滑 油系統(tǒng)加裝蓄能器，可有效減小系統(tǒng)的壓力變化，吸收沖擊，減少潤滑油系統(tǒng)的故障，同 時其結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，大大提高了潤滑油系統(tǒng)的安全性。該方法對類似機(jī)組的改進(jìn)有 一定的借鑒意義。參考文獻(xiàn)：(1) GB/T2352-2003 液壓傳動隔離式充氣蓄能器壓力和容積范圍及特征量 S. 北京：中國 標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2003.(2) 馬雅麗，黃志堅 . 蓄能器實用技