汽轮机油系统培训教材.docx

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汽轮机油系统培训教材

第一节

汽轮机润滑油系统

汽轮机润滑油系统基本都采用主油泵—射油器的供油方式，主油泵由汽轮机主轴直接驱动，其出口压力油驱动射油器投入工作。

润滑油系统主要用于向汽轮发电机组各轴承提供润滑油，向汽轮机危急遮断系统供油，向发电机氢密封装置提供油源，以及为主轴顶起装置提供入口油。

一、系统组成

各机组润滑油系统设置略有不同，下面以某哈汽机组为主作讲解。

（一）主油泵

主油泵都为单级双吸离心式油泵，安装于前轴承箱内，由汽轮机转子直接驱动，它为射油器提供动力油，向调节保安系统提供压力油。

主油泵吸入口油压为0.09～0.12MPa，出口油压为1.0～2.05MPa。

主油泵不能自吸，在汽轮机起停阶段要靠交流润滑油提供压力油，维持轴承润滑油、密封油和主油泵的进口油；由高压起动油泵提供高压油供调节保安用油。

当转速达到额定转速的90％左右时，主油泵就能正常工作，这时要进行主油泵与高压起动油泵、交流润滑油泵的切换，切换时应监视主油泵出口油压，当压力值异常时采取紧急措施防止烧瓦。

（二）射油器

射油器安装在油箱内油面以下，采用射流泵结构，它由喷嘴、混合室、喉部和扩压管等主要部分组成。

工作时，主油泵来的压力油以很高的速度从喷嘴射出，在混合室中造成一个负压区，油箱中的油被吸入混合室。

同时由于油粘性，高速油流带动吸入混合室的油进入射油器喉部，从油箱中吸入的油量基本等于主油泵供给喷嘴进口的动力油量。

油流通过喉部进入扩散管以后速度降低，速度能又部分变为压力能，使压力升高，最后将有一定压力的油供给系统使用。

东方机组润滑油系统一般有两个射油器：

供油射油器和供润滑油射油器。

供油射油器为主油泵提供入口油，而供润滑油射油器为汽轮发电机组各轴承提供润滑油以及密封用油；两射油器在结构上完全相同。

国产引进型机组只有一个射油器，它同时向主油泵进口和轴承供油。

（三）电动油泵

高压起动油泵、交流润滑油泵、直流事故油泵均为单级单吸立式离心泵。

当机组在起动和停机工况时，高压起动油泵代替主油泵向保安系统提供压力油。

在机组起动和停机工况时，交流润滑油泵代替供润滑油射油器，向机组各轴承及盘车装置、顶轴装置提供充足的润滑油，同时也为氢密封油泵提供油源，直流事故油泵在机组处于事故状态时，代替交流润滑油泵，在机组发生交流失电时为机组提供必要的润滑油，以保证机组安全停运，但直流事故油泵不能用于机组起动或正常运行。

国产引进型机组系统高压起动油泵的油还送至密封油，起密封油备用油的作用，因此叫密封油备用泵。

密封油备用泵为卧式人字齿齿轮泵，为了方便，本书后面仍然统称高压起动油泵。

交流润滑油泵也有送至密封油的低压备用油，而直流油泵出口接至冷油器入口，可以在主油泵和交流油泵事故下维持机组正常运行。

（四）集装油箱和溢油阀

高压起动油泵、交流润滑油泵、直流事故油泵一般都安装在润滑油箱盖板上。

在油箱的顶部还装有两台排烟风机，用来抽出油箱内的油烟。

在机组冷态起动时为缩短加热油温时间，在油箱盖板上还安装了电加热器。

溢流阀有润滑油母管溢流阀和高压起动油泵出口溢流阀。

润滑油母管溢油阀布置在冷油器后的润滑油管道上，用来调节润滑油供油母管压力，以保证轴承润滑油压力和流量稳定。

高压起动油泵出口溢流阀装于高压起动油泵出口，用以调整高压起动油泵出口油压；在主油泵和高压起动油泵切换过程中，该溢流阀还有排油作用，防止高压起动油泵闷泵发热。

（五）冷油器和切换阀

油系统中共采用两台100%容量的冷油器，其中一台运行，一台备用。

冷油器为光管表面式换热器，以循环水作为冷却介质，带走因轴承摩擦产生的热量，保证进入轴承的油温为40～46℃。

润滑油在进入轴承前都须经过冷油器。

油在冷油器壳体内绕管束环流，冷却水在管内流过，进入工作冷油器的润滑油通过装在两冷油器之间的三通切换阀来控制。

通过切换阀可以使油流向任意一台冷油器，或同时流向二台冷油器，也可以切换冷油器而不影响进入轴承的润滑流量。

切换阀安装于两台冷油器之间。

润滑油从切换阀下部入口进入，经冷油器冷却后，由切换阀上部出口进入轴承润滑油供油管。

阀板开口侧所处的位置，决定了相应侧的冷油器投入状况。

切换阀换向前，必须先将备用冷油器充满油，然后松动压紧手轮，才能板动换向手柄，进行切换操作。

在冷油器的切换过程中，应保证备用冷油器切换前充满油。

为此将两台冷油器的进油口，通过一连通管和连通阀连接起来，连通阀也称注油门。

在机组运行过程中为保证备用冷油器能迅速投入使用，将连通阀一直开启。

冷油器下部水管设有放水门，上部水室上装有排气门；对于油侧，冷油器壳体上装有排气门，在三通阀下部装有放油塞头。

利用冷油器上部水室排气门，可在运行中对冷油器进行查漏。

正常运行时，冷油器出口油温是45℃，盘车状态时进油温可不必太高，维持在21～35℃即可。

（六）油烟分离器和排烟风机

润滑油系统在运行过程中，少部分油蒸发为油雾，这些油雾积聚在油箱内及轴承和油管之中，如果油雾压力高，将通过汽轮机轴的汽封漏入厂房，油烟分离器的作用就是对油雾进行分离，回收油雾带走的部分油粒。

当油烟分离器投入运行时，油烟混合物从装置底部的由弓形板筒体形成的通道进入分离芯，穿过分离芯向出口方向流动。

烟在流动的过程中与分离芯中的折片接触，在附着力的作用下，其中的油粒不断在折片表面上积累，最后在重力作用下沿折片流到分离器的底部，排入油箱，分离后的烟气则从出口被排烟风机排出，排入大气。

机组运行时，油烟分离器必须连续工作，只有当机组完全停止以后，以及油全被抽出并分离完后，才能停止工作。

系统备有两台排烟风机，为单级单吸卧式离心风机，用于使轴承箱回油管及油箱建立微真空，以保证回油通畅，油烟无外溢，保证油系统安全、可靠。

油箱及回油系统中的烟气经排烟风机抽出，排向大气，同时在整个回油管路和油箱内形成一定的负压，并有利于回油快速流回油箱，避免油或油烟向外溢，使整个润滑油系统处于安全状态下工作。

（七）套装油管路

现代大型机组均采用套装油管路，外部的大管子起保持作用兼作回油管，直接通入主油箱。

大管子内部的较小管子是压力油输送管，一旦压力油泄漏，则不会使油喷射到主机部件引起火灾。

发电机的轴承回油和密封油一样，先经过油氢分离器，分离出氢气以后再进入回油套管。

（八）顶轴油系统

当汽轮机转速很低时，在轴颈和轴承之间没有形成油膜，轴颈就会与轴承接触，轴颈和轴承可能产生摩擦损伤；另外，如果没有油膜存在，转子转动可能产生抖动现象，这会引起叶片的振动。

为了防止汽轮机损坏，减小汽轮机的盘车功率，确保盘车时的平稳运转，都配有顶轴油。

东方机组顶轴油送入汽轮机和发电机的六个支承轴承，国产引进型机组只送到低压缸和发电机两端的＃3、＃4、＃5、＃6轴承。

该机组设有三台顶轴油泵，一台运行，二台备用；各轴颈顶起油压为8～12MPa，顶起高度为0.09～0.22mm，顶轴油泵进口压力应在0.05～0.2MPa间，入口压力低于0.21MPa禁止起动顶轴油泵。

顶轴油装置工作正常与否的主要标记是顶轴压力，如油压偏高说明转子末充分顶起，导致高压排油不畅而憋压；如果偏低则表示高压管道有漏油现象或顶轴油泵及系统工作不正常。

二、润滑油系统运行

（一）起动运行工况

系统起动前，应确认系统中油质满足起动运行清洁度要求，油箱油位在最高油位。

关闭冷油器的冷却水阀，根据温度要求起动电加热加热油温，开启排烟风机，并起动油泵，强制润滑油系统进行循环，并调整溢油阀以维持母管油压在规定值内。

待油温达到38℃后，可以起动高压起动油泵，开启冷油器冷却水阀投入冷油器，然后起动顶轴油泵，将各轴承之轴颈的顶起高度调整到设计要求值，即可投入盘车装置。

东方机组冲转到1200rpm时切除顶轴装置，国产引进型机组停顶轴油泵转速较低，600rpm或200rpm。

在机组升速期间，高压起动油泵、交流润滑油泵应正常工作；当机组升速到额定转速的90％左右时，主油泵应投入工作，再根据油泵功率表或电流表指示变化以及主油泵出口压力情况，停运高压起动油泵和交流润滑油泵。

（二）停机工况

当机组正常或事故停机时，需在汽轮机转速下降到规定转速之前起动交流润滑油泵和高压起动油泵，东方机组转速下降到1200rpm时起动顶轴装置，国产引进型机组则是到600rpm或200rpm时才起动顶轴装置。

机组盘车期间，可先停高压起动油泵，而顶轴装置和润滑油泵需待盘车停运后方能停下。

（三）维护

各厂运行参数有所不同，现仍以该东方电厂为例进行介绍：

机组正常运行时，主油泵正常出口油压为2MPa，当其下降到1.8MPa时，应起动高压启劝油泵和交流润滑油泵，并查明原因作好停机准备。

轴承润滑油压力为0.08～0.12MPa。

当润滑油压降至0.049MPa时，报警并起动交流润滑油泵，如果交流润滑油泵起动后，油压继续下降，应立即打闸停机。

当润滑油压降至0.039MPa时，应起动直流事故油泵，并立即检查系统油压降低的原因。

当油压降低至0.029MPa时，应停止盘车。

油泵之间的低油压联锁试验每半个月做一次。

国产引进型机组一般当润滑油压降至0.076～0.083MPa时，起动交流润滑油泵和密封油备用泵，油压降至0.068～0.075MPa时，起动直流润滑油泵。

轴承进油温度为40～45℃，轴承回油温度为70℃。

正常运行过程中要根据润滑油母管油温调整冷油器水量，保证轴承进口油温。

正常运行时，主油箱油位高值不能超过+250mm，-250mm时低油位报警，最低油位-300mm。

系统正常起动前，油箱油位应处于最高油位。

第二节

EH油系统

EH油系统是用来提供高压抗燃油，由它来驱动伺服执行机构，以调节汽轮机各汽阀开度。

高压抗燃油是一种三芳基磷酸脂型的合成油，它具有良好的抗燃性和流体稳定性，自燃点高，燃点达665℃，因此当高压抗燃油漏到高温部件时不会引起火灾。

但由于高压抗燃油价格贵，具有一定毒性和腐蚀性，不宜在润滑系统内使用，因而设置单独的供油系统。

一、系统组成

（一）油箱

EH油箱能满足1台大机和两台50%小汽轮机的正常用油，由于抗燃油具有一定的腐蚀性，油箱全部采用不锈钢材料。

油箱板上有液位开关、磁性滤油器，油箱底部外侧还安装有一组加热器。

油箱除有就地指示式油位计外，还有两个浮子型液位报警装置，安装在油箱顶部，能报警高、低油位；并在极限低油位时，使遮断开关动作。

EH油温由指针式温度计和温度控制继电器监控；测温开关来的信号控制继电器，再由继电器操作电磁水阀。

当油温超上限值55℃时，电磁水阀打开，冷却水流过冷油器；当油温降到下限值38℃时，电磁水阀关闭。

电加热采用浸入式，可自动控制，也可手操。

EH系统油温低于10℃应投入油加热装置，注意油位在正常油位之上时才可投入，否则将导致加热器损坏；手动操作时在温度达到20℃应手动停止。

磁性过滤器是由永久磁钢组成的，用来吸取EH油中的金属垃圾。

（二）油泵

东方机组EH油泵一般为高压柱塞泵，国产引进型机组一般采用高压叶片泵，EH油泵位于油箱下方，以保证正的吸入压头。

系统设有两台EH油泵，正常运行时，一台油泵就能满足需要，另一台处于备用状态；每台泵的吸入口前，截止阀后均装有140mm的滤芯对EH油进行过滤。

（三）EH油箱控制组件

控制块安装在油箱顶部，由滤芯、单向阀、截止阀、溢流阀等部件组成。

每泵的出口均装有两个并列的10μm滤芯，在滤网两侧装上差压继电器，能在油压偏离正常值时提供报警信号。

两个单向阀装于每个泵的出口侧高压油路中，防止油倒流。

备用泵处于备用状态时，其入口和出口截止阀均开，靠单向阀关闭出口。

截止阀正常全开，手动关闭其中一路，不影响机组的运行，以便对该路的滤网、单向阀以及泵等进行在线维修或更换。

溢流阀安装在单向阀和截止阀之后的高压油路中，用来监视油压，并且当油压高于设计值时，将油送回油箱，确保系统正常的工作压力。

（四）蓄能器

EH供油系统一般都设有其中5个高压蓄能器；一个容量较大的高压蓄能器装在油箱旁边，用来维持溢流阀的压力，以防止发生振动，另外四个高压蓄能器分别装置在位于汽轮机左右两侧的主汽门—调节组件旁边。

在压力回油管道上还有低压蓄能器，它们作为缓冲器在负荷快速卸去时，吸收回油。

国产引进型机组的高压蓄能器是活塞式的，而低压蓄能器采用球胆式；东方机组蓄能器都为皮囊式。

高压蓄能器内充高压氮气，压力一般为9.1MPa；低压蓄能器内充低压氮气，压力一般为0.21MPa。

（五）回油管路

回油管道共有三条，一条压力回油，两条无压回油。

有压力回油是油动机活塞正常回油，回油管上装有低压蓄能器；油动机动作排油时，油首先排入低压蓄能器，然后由低压蓄能器向外排出，使一定压力的油经过滤网和一个冷油器返回油箱。

回油管路上还装有一个弹簧加载逆止阀，在过滤器或冷油器堵塞以及其他原因造成回油压力过高时，该阀自动打开，使回油直接通过该阀回到油箱。

（六）自循环滤油系统和自循环冷却系统

除建设较早的电厂外，EH油系统中一般都设有独立的自然循环滤油系统，以保证油系统的清洁度，使系统长期可靠运行。

自循环冷却系统是为了确保在非正常工况下的EH油温而设立的，其冷油器的冷却水受电磁水阀控制，也可以人工起动或停止。

抗燃油再生装置与自循环滤油装置共用一个油泵。

（七）电气控制组件

电气箱内装有许多压力开关和压力传感器，用于报警信号和监视；还有可以对备用油泵起动开关进行遥控试验的电磁阀。

当电磁阀动作时，使高压工作油管路泄油，随着压力下降，备用油泵压力开关就使备用油泵起动。

由于用节流孔隔开，试验时母管压力不会受到影响。

备用油泵起动开关的试验还可以通过打开现场的手动常闭阀来进行。

二、抗燃油再生装置

抗燃油再生装置是一种用来储存吸附剂和使抗燃油得到再生的精滤器装置，它能使油保持中性、去除水份。

它主要由硅藻土滤器和波纹纤维滤器组成；前者降低EH油中酸值及水和氯的含量，后者除去硅藻土和来自EH油中的其它颗粒。

二者串联后安装在独立循环滤油的管路中，打开再生装置前的截止阀，即可以使再生装置投入运行。

每个滤器还装有一个压力表，当滤器需要检修时，此压力表就指出不正常的高压力。

在机组投运的第一个月，此装置每周应连续运行八小时，以后根据油的化验结果决定是否需要将其投入。

三、EH油系统运行

在机组的起动过程中，EH供油系统的起动是比较早的，一般盘车投入之后，即可起动EH油系统进行油循环。

提前进行油循环的目的是检查油系统的完好程度，净化油系统，提高油质，并将油温调节至所需的温度。

下面以某机组EH油系统在各种情况下的运行方式。

（一）预起动

在机组起动期间，EH油系统应进行升温、升压，严禁在EH油温低于20℃时起动EH油系统，若油温低于20℃时应投入油加热装置。

油温合格后，可起动油泵，起动前打开截止阀。

油箱中的油通过金属滤芯，经油泵输出，经过滤芯、单向阀汇集于高压母管，母管上有溢流阀和蓄能器维持正常工作压力，并由再生装置保证EH油油质。

高压母管给阀门油动机、EH油试验块、AST母管提供EH油。

正常情况下，AST电磁阀、隔膜阀堵住了AST母管泄油；起动前，汽轮机未挂闸，AST母管的EH油经过中压主汽门，通过无压力回油管直接返回油箱。

（二）起动、正常负荷运行

汽轮机挂闸后，AST电磁阀关闭，AST母管压力建立，从而可实现对各阀门的控制。

起动方式不同，阀门开启顺序不一样，不同的阶段，阀门的开度也不一样。

这些都是由DEH控制器根据所选择的方式、操作员操作命令和机组本身的状态确定，通过电液转换机构来实现的。

具体情况将在控制部分作详细介绍。

（三）非正常运行

机组手动跳闸、机械超速、电气超速、低真空、低润滑油压、低EH油压、推力轴承磨损以及用户选择的脱扣方式都属“非正常运行”方式。

一旦汽轮机脱扣，EH油通过危急脱扣控制组件或隔膜阀直接排放至油箱。