汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)主泵故障分析及處理

汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)主泵故障分析及處理

在一家中型電廠的200mw機(jī)組中，由哈爾濱機(jī)械廠制造。在測(cè)試開(kāi)運(yùn)后，由于電機(jī)的軸承，裝置被迫停工。惰走中,交、直流油泵相繼聯(lián)鎖啟動(dòng),但油壓持續(xù)、急速下跌,致使發(fā)生斷油燒瓦嚴(yán)重事故。通過(guò)分析事故現(xiàn)象,查找出斷油燒瓦的原因,采取有效措施進(jìn)行預(yù)防,保證了該機(jī)組的安全運(yùn)行。下面敘述該機(jī)組的事故處理過(guò)程、分析斷油燒瓦的原因及后期調(diào)試采取的措施。1交流油泵系統(tǒng)故障調(diào)整該機(jī)組在前6次啟動(dòng)中,調(diào)試人員已發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油壓偏低的異常現(xiàn)象,并分別對(duì)溢油閥、注油器出口可調(diào)逆止閥的開(kāi)度進(jìn)行了3次調(diào)整。當(dāng)汽機(jī)定速后,高壓油泵和交流潤(rùn)滑油泵己停運(yùn),潤(rùn)滑油壓穩(wěn)定在0.09MPa,通過(guò)調(diào)整溢油閥使?jié)櫥蛪哼_(dá)0.10MPa。幾分鐘后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)前、后瓦甩油嚴(yán)重,因此在汽機(jī)機(jī)頭就地手打停機(jī)。當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速降到2763r/min時(shí),潤(rùn)滑油壓降到0.07MPa,這時(shí),交流油泵聯(lián)鎖啟動(dòng)。當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速降到2614r/min時(shí),潤(rùn)滑油壓降到0.06MPa,這時(shí),直流油泵聯(lián)鎖啟動(dòng)。此后在交、直流油泵己聯(lián)鎖啟動(dòng)的情況下,潤(rùn)滑油壓降到0.03MPa以下。當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速降到1647r/min時(shí),由于調(diào)試人員將溢油閥關(guān)死,油壓才回升到0.12MPa。汽機(jī)在惰走335s后,轉(zhuǎn)速才降到0。停機(jī)后由于盤(pán)車(chē)無(wú)法投入,采用天車(chē)強(qiáng)力盤(pán)車(chē)(翻轉(zhuǎn)180°)。后揭瓦檢查,發(fā)現(xiàn)所有鎢金軸承已全部燒毀,發(fā)電機(jī)軸頸損傷嚴(yán)重,被迫返廠修理。機(jī)組修復(fù)后,再次啟動(dòng),當(dāng)汽機(jī)定速后,交流油泵出口壓力、電流持續(xù)下降,16min后,交流油泵電流由58A下降至38A;出口壓力由0.30MPa降至0.18MPa。實(shí)際上,油泵已不向潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油。當(dāng)汽機(jī)進(jìn)行噴油試驗(yàn)時(shí),汽機(jī)跳閘,試驗(yàn)中交流油泵陪轉(zhuǎn),但供不上油。跳閘后,潤(rùn)滑油母管壓力急劇下跌,由0.1064MPa降到0.0859MPa。汽機(jī)轉(zhuǎn)速降到2669r/min時(shí),調(diào)試人員搶啟動(dòng)直流油泵運(yùn)轉(zhuǎn),潤(rùn)滑油壓快速升到0.13MPA以上;未釀成事故。2油壓爐拆除和處理措施2.1注油器出口油壓設(shè)計(jì)值次啟動(dòng)時(shí)的油壓關(guān)系曲線(xiàn),發(fā)現(xiàn)有以下異?，F(xiàn)象:(1)在汽機(jī)以2100r/min速度運(yùn)行時(shí),主油箱油位出現(xiàn)大幅振蕩,最大油位差達(dá)200mm,主油箱內(nèi)油流紊亂。(2)主油泵工作時(shí),油量超過(guò)設(shè)計(jì)值,為3900L/min,潤(rùn)滑油母管壓力偏低,為0.09MPa。(3)交、直流油泵定速前、后,泵體聚集空氣,泵出口壓力降到0.18MPa,空載電流降至38A。由于聚集空氣,導(dǎo)致汽機(jī)再次啟動(dòng)后短時(shí)間帶不上負(fù)荷。(4)注油器出口壓力、主油泵入口壓力偏低,達(dá)不到設(shè)計(jì)值。主油泵進(jìn)口油壓設(shè)計(jì)值為0.10~0.13MPa,而實(shí)際值僅為0.025MPa;主油泵出口油壓設(shè)計(jì)值應(yīng)為1.95~2.00MPa,而實(shí)際值僅為1.82MPa。1號(hào)射油器出口油壓設(shè)計(jì)值為0.193MPa,實(shí)際值僅為0.103MPa;2號(hào)射油器出口油壓設(shè)計(jì)值為0.287MPa,實(shí)際值僅為0.224MPa。(5)斷油燒瓦前,3次調(diào)整、開(kāi)大注油器出口逆止閥的開(kāi)度,使惰走過(guò)程中油壓越來(lái)越低,其恢復(fù)時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)。2.2設(shè)備與心理檢查調(diào)試人員為查找原因,根據(jù)斷油燒瓦前潤(rùn)滑油系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象,進(jìn)行了各種原因的排查。(1)首先分析了注油器出口逆止閥的開(kāi)度對(duì)潤(rùn)滑油壓的影響。分析認(rèn)為,過(guò)大的開(kāi)啟角度不利于惰走過(guò)程中油壓的快速恢復(fù)。油壓關(guān)系曲線(xiàn)表明:每加大1次逆止閥的開(kāi)度,惰走過(guò)程中油壓降低1個(gè)臺(tái)階。建議將其開(kāi)度整定在40%~50%。(2)鑒于發(fā)生過(guò)電機(jī)前、后瓦嚴(yán)重甩油及主油泵用油量偏大的現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)了軸承潤(rùn)滑油各節(jié)流孔板、交流油泵供主油泵入口油孔板、高壓油泵到備用密封油的孔板。檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)前、后軸承均無(wú)節(jié)流孔板,經(jīng)與制造廠磋商,增裝了?31mm孔板;還檢查發(fā)現(xiàn)交流油泵供主油泵入口孔板中,?60mm孔直徑偏大,惰走中影響潤(rùn)滑油壓,現(xiàn)將其減小為?35mm;又在高壓油出口到密封油管路增設(shè)了?18mm節(jié)流孔板。(3)對(duì)主油箱內(nèi)交、直流油泵出口逆止閥,高壓油泵出口逆止閥,注油器逆止圓盤(pán)間隙、傾斜度、靈活程度進(jìn)行檢查,查找并消除泄漏點(diǎn)。(4)重新標(biāo)定潤(rùn)滑油系統(tǒng)的所有壓力測(cè)點(diǎn),進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查試驗(yàn),將油泵出口壓力、注油器出口壓力等就地測(cè)點(diǎn)進(jìn)入DCS,進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。(5)為確保異常情況下交、直流油泵聯(lián)動(dòng)的快速性和可靠性,將其邏輯回路修改為:當(dāng)滿(mǎn)足汽機(jī)跳閘或油壓小于0.070MPa中任一條件,聯(lián)啟交流油泵;當(dāng)滿(mǎn)足汽機(jī)跳閘且交流油泵未運(yùn)行(延時(shí)5s)或油壓小于0.060MPa中任一條件,聯(lián)啟直流油泵。(6)機(jī)組修理后,再次啟動(dòng)前,對(duì)交、直流潤(rùn)滑油泵進(jìn)行了單獨(dú)試轉(zhuǎn),測(cè)量其油量特性,更換了出力不足的交流油泵,測(cè)定了發(fā)電機(jī)前、后瓦的油壓、油量,增設(shè)了發(fā)電機(jī)軸承入口就地油壓監(jiān)視儀表。(7)為防止和消除交、直流油泵運(yùn)行中泵體聚集空氣,在泵殼頂部各加開(kāi)了2個(gè)?4mm的小孔。(8)為改變注油器出口油壓偏低達(dá)不到設(shè)計(jì)值,對(duì)噴嘴進(jìn)行了擴(kuò)孔。(9)在機(jī)組修復(fù)后,再次啟動(dòng)前,制定了確保機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)安全運(yùn)行的措施,交、直流油泵投運(yùn)檢查程序,加強(qiáng)了啟動(dòng)時(shí)監(jiān)控各油壓測(cè)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化。2.3油擋作用發(fā)揮不充分,造成資源泄漏,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不暢在排查了各種可能性并進(jìn)行了初步處理后,再次對(duì)汽機(jī)做噴油試驗(yàn),但再次出現(xiàn)跳機(jī)和油壓下降現(xiàn)象。結(jié)合上述已進(jìn)行的工作,分析認(rèn)為:系統(tǒng)可能存在隱蔽性的內(nèi)泄漏。因此,對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)分段進(jìn)行加壓找漏,發(fā)現(xiàn)主油泵出口高壓管道(套裝油管內(nèi)靠近主油箱側(cè)的廠供短節(jié)處)焊接不良,存在隱蔽性斷縫,在加壓找漏后徹底斷開(kāi),這就是引發(fā)斷油燒瓦事故的原因。由于主油泵出口管道存在隱蔽性斷縫,造成運(yùn)行中高壓油泄漏,致使射油器動(dòng)力油源不足。而高壓泄漏射流恰好落入交、直流油泵吸入口區(qū)域,使交流油泵吸入口形成嚴(yán)重氣塞,吸不上油,導(dǎo)致機(jī)組跳閘后短時(shí)間不能正常工作;管道泄漏噴出的高壓射流亦使主油箱油位受到強(qiáng)力擾動(dòng),引起大幅波動(dòng)。另外,設(shè)備沒(méi)有設(shè)置發(fā)電機(jī)前、后軸承進(jìn)油節(jié)流孔板,致使油量較多,超出設(shè)計(jì)值,造成軸承回油來(lái)不及排出,導(dǎo)致油擋嚴(yán)重甩油。原一、二級(jí)注油器噴嘴加工精度差,尺寸偏小,在正常工況下尚嫌出力不足。在停機(jī)惰走中,由于動(dòng)力油源泄漏,切換時(shí)不能保證供油量。交流油泵出力達(dá)不到設(shè)計(jì)值3300L/min,實(shí)測(cè)為2780L/min;停機(jī)中進(jìn)行切換時(shí),即使在正常工況下,也會(huì)造成油壓下降。由于系統(tǒng)有泄漏、用油量大量增加,使?jié)櫥拖到y(tǒng)工況更惡化。注油器出口逆止閥開(kāi)度過(guò)大,使停機(jī)惰走中逆止閥滯后關(guān)閉,更不利于油壓的快速恢復(fù)。2.4制定嚴(yán)格的科學(xué)調(diào)整及運(yùn)行監(jiān)測(cè)手段對(duì)機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)采取了以下措施:(l)增加發(fā)電機(jī)前、后軸承入口就地壓力表,據(jù)此調(diào)整潤(rùn)滑油母管壓力,并分別增設(shè)?31mm進(jìn)油節(jié)流孔板,調(diào)整軸承用油量以符合設(shè)計(jì)的油量。(2)更換出力不足的交流潤(rùn)滑油泵,確保其出力達(dá)到設(shè)計(jì)值,并適當(dāng)縮小交流油泵供主油泵入口節(jié)流孔板,以保證停機(jī)惰走時(shí)油壓、油量滿(mǎn)足要求。(3)注油器出口可調(diào)逆止閥調(diào)到最佳角度(45°)。(4)全面檢測(cè)潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油總管、發(fā)電機(jī)前和后軸承、溢油閥等處的油量。(5)制定詳盡、嚴(yán)格的潤(rùn)滑油系統(tǒng)運(yùn)行及反事故措施,并嚴(yán)格檢查、督促執(zhí)行,確保試運(yùn)安全。(6)對(duì)已查出的斷裂主油泵出口管道,重新焊接并再次進(jìn)行壓力試驗(yàn),徹底根除油壓泄漏點(diǎn)。經(jīng)過(guò)上述處理,在機(jī)組第10次啟動(dòng)定速后,各油壓達(dá)到設(shè)計(jì)值,交、直流油泵、主油泵工作正?？煽?。在以后的歷次啟、停中,油系統(tǒng)工作可靠,至此,已徹底消除油系統(tǒng)工作中的異?，F(xiàn)象。3停機(jī)猛于選擇真盤(pán)法系統(tǒng)平衡切換慢3.1該機(jī)組斷油燒瓦的主要原因是主油泵出口管道焊接不良,存在隱蔽性斷裂,其泄漏造成高壓射流使主油泵吸入口區(qū)域嚴(yán)重氣化,油泵吸不上油。由于系統(tǒng)用油量偏大,交流油泵、射油器出力均不足,注油器出口逆止閥關(guān)閉慢。這些因素導(dǎo)致停機(jī)惰走