氣囊式蓄能器在汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、小編語(yǔ)：汽輪機(jī)潤(rùn)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(rùn)滑油泵跳一臺(tái)，潤(rùn)滑油壓力多數(shù)都會(huì)低到跳閘值，運(yùn)行中一旦出現(xiàn)這種情況， 輕則RR重則跳機(jī)，對(duì)單臺(tái)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(rùn)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(gè)軸承提供潤(rùn)滑油， 通過(guò)油循環(huán)帶走軸承運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量、雜質(zhì)，保護(hù)機(jī)組各個(gè)軸承的正常運(yùn)行。在潤(rùn)滑油 系統(tǒng)中，閥門(mén)的狀態(tài)、泵組的運(yùn)行情況以及管路的充液、排氣等，都會(huì)導(dǎo)致管路壓力波 動(dòng)，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(chǔ)存系統(tǒng)中 的能量，有效減小管路中的壓力波動(dòng)，減少設(shè)

2、備運(yùn)行切換對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的沖擊，從而避免機(jī) 組跳閘等事故的發(fā)生。1潤(rùn)滑油系統(tǒng)簡(jiǎn)介某發(fā)電廠裝有2臺(tái)美國(guó)GE公司生產(chǎn)的9E型燃?xì)廨啓C(jī)組和1臺(tái)與其配套的100 MW 級(jí)汽輪機(jī)組，汽輪機(jī)組配套的潤(rùn)滑油系統(tǒng)如圖1所示。A/B潤(rùn)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(rùn)滑油經(jīng)過(guò)雙聯(lián)冷油器及過(guò)濾器，由調(diào)壓閥調(diào) 至額定壓力(145 kPa)后送至潤(rùn)滑油母管，同時(shí)潤(rùn)滑油過(guò)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(tái)直流應(yīng)急潤(rùn)滑油泵，在緊急情況下，提供停機(jī)過(guò)程 的潤(rùn)滑油及發(fā)電機(jī)密封用油。A/B潤(rùn)滑油泵存在2套聯(lián)鎖保護(hù)，1套是電氣聯(lián)鎖，另1套是泵出口母管低油壓聯(lián)

3、 鎖（整定值為500 kPa）。同時(shí)潤(rùn)滑油系統(tǒng)中有汽機(jī)跳閘保護(hù)：（1）當(dāng)軸承潤(rùn)滑油母管 壓力低于125 kPa時(shí)，汽輪機(jī)跳閘，同時(shí)直流應(yīng)急潤(rùn)滑油泵自啟。（2）發(fā)電機(jī)密封油差 壓低低（24.138 kPa ），延時(shí)1 s ,汽輪機(jī)跳閘。2事故經(jīng)過(guò)及原因分析2010年，汽輪機(jī)帶滿負(fù)荷正常運(yùn)行，A潤(rùn)滑油泵故障、自動(dòng)切換至 B潤(rùn)滑油泵時(shí)， 軸承潤(rùn)滑油母管壓力低及發(fā)電機(jī)密封油壓差低低2個(gè)報(bào)警同時(shí)出現(xiàn)，汽輪機(jī)跳閘。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)軸承潤(rùn)滑油母管壓力低信號(hào)先于發(fā)電機(jī)密封油壓差低低信號(hào)發(fā)出。為查明事故原 因，在停機(jī)狀態(tài)下對(duì)A/B潤(rùn)滑油泵進(jìn)行電氣聯(lián)鎖試驗(yàn)，模擬事故狀態(tài)。在 2臺(tái)泵切換過(guò) 程中，軸承潤(rùn)滑油母管壓力瞬間

4、降至整定值 125 kPa以下后回升，系統(tǒng)出現(xiàn)軸承潤(rùn)滑油 母管壓力低跳機(jī)信號(hào)，隨后也出現(xiàn)發(fā)電機(jī)密封油壓差低低信號(hào)，與事故現(xiàn)象一致。經(jīng)檢 查，油泵運(yùn)行狀態(tài)正常，2臺(tái)泵電氣聯(lián)鎖反應(yīng)時(shí)間2s左右，也屬正常。因此可以確定事 故原因是潤(rùn)滑油系統(tǒng)壓力自保持時(shí)間過(guò)短。3改造方法為解決潤(rùn)滑油系統(tǒng)壓力自保持時(shí)間過(guò)短問(wèn)題，一個(gè)有效的解決方法是在潤(rùn)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(rùn)滑油，蓄存量要保證在油泵切換過(guò) 程能有效釋放至少43 L （油泵2 s內(nèi)的額定流量）潤(rùn)滑油，以維護(hù)系統(tǒng)壓力。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(diǎn)?；钊竭m用高 壓系

5、統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(rùn)滑油，同時(shí)需要在短時(shí)間內(nèi)向系統(tǒng)提供43 L潤(rùn)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(rùn)滑油2個(gè)主要用戶都會(huì)出現(xiàn)跳機(jī)信號(hào)，所以蓄能器安裝位置應(yīng)選在潤(rùn)滑油泵出 口母管處較為合適。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)確定，只要潤(rùn)滑油母管處油壓在300 kPa以上，軸承潤(rùn)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(jiàn)，增加10%?全余量，因而潤(rùn)滑油泵出口母管最低壓力為 330 kPa。3.3 蓄能器容量和規(guī)格的確定因蓄能器在系統(tǒng)中作為輔助動(dòng)力源，按照規(guī)范，蓄能器的容量由式（1）來(lái)計(jì)算。3.3.1 充氣壓力R的選定蓄能器

6、充氣壓力是整個(gè)裝置的關(guān)鍵參數(shù)，P0可、，運(yùn)行時(shí)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 止因 充氣壓 力R=3000.9一。，/0.25尸式其中尸尸330 kPa, P尸600 kPa）,即 300 kPa2150kPa表1以100 L的蓄能器為例，給出了在心同 充氣壓力%下，蓄能器充排油過(guò)程中各主要參 數(shù)的理論計(jì)算值從表1可以看出.凡在選值范 圍內(nèi)取值越大,雖蓄能器的蓄油量是下降，但其 排放過(guò)程中有效排放量卻是增加的,因而吊應(yīng) |選大機(jī)取Po=3OO kPac二汽棚躇kPa,蓄能器的有效排放量至少為潤(rùn)滑油泵 2 s的額定

7、流量Vx =43 L ,按式（1）計(jì)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(guò)快，會(huì)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 L/s o根據(jù)潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常運(yùn)行所需 流量21.5 L/s （0.021 4m3/s）來(lái)看，選擇3只蓄能器比較合適。3.3.4蓄能器規(guī)格的確 止每只蓄能器的規(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(gè)容量，蓄能器容量取 80 L。蓄能器型號(hào)為：NXQAB-80/10-F- Y。倬即1料UiJWtk小牝*卜維

8、也時(shí)利十月七上線k .=1J鵬Jirojoo25,00出00風(fēng)A2<kooTlOilALtB«I菖帳/先播油過(guò)耳中生士事知端，片播鷹冉 *-ft)4改造 效果新 增潤(rùn)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(duì) 潤(rùn)滑油 系統(tǒng)油 壓進(jìn)行有效的補(bǔ)償平衡，使整個(gè)潤(rùn)滑油系統(tǒng)壓力平穩(wěn)，又解決了主備泵切換時(shí)系統(tǒng)壓力波動(dòng)產(chǎn)生的問(wèn) 題。同時(shí)，皮囊式蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，性能可靠，反應(yīng)靈敏。改造后，實(shí)際 運(yùn)行效果良好，沒(méi)有發(fā)生任何異動(dòng)誤動(dòng)情況，大大提高了潤(rùn)滑油系統(tǒng)的安全性。5結(jié)語(yǔ)潤(rùn)滑油泵切換時(shí)系統(tǒng)壓力自保持時(shí)間過(guò)短的問(wèn)題在同類(lèi)機(jī)組中普遍存在。通過(guò)在潤(rùn)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(rùn)滑油系統(tǒng)的故障，同 時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，大大提高了潤(rùn)滑油系統(tǒng)的安全性。該方法對(duì)類(lèi)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(dòng)隔離式充氣蓄能器壓力和容積范圍及特征量S.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2