600MW机组直流润滑油泵启动异常分析

学术论文 2018-01-26 11:35:42
  对于600MW机组的润滑油系统而言,在实际应用中经常发生各种故障,直接影响机组的安全运行和稳定。当出现事故后就必须停机检查,在检查维修过程中,还会受到盘车、汽轮机缸温的影响制约,因此维修时间较长,不利于电力企业的长期发展,影响用户用电的体验,在评价中会出现很多投诉,因此电力企业要认真对待,努力克服避免出现上述问题。 
  一、案例分析 
  1.600MW机组直流润滑油泵基本情况分析 
  某发电厂应用了600MW机组直流润滑油泵,在该厂的#3号机组中应用了这种汽轮机,生产厂家为三菱公司和哈尔滨汽轮机厂联合设计生产的,该汽轮机为一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、反动、凝汽式汽轮机[1]。对于该汽轮机的润滑油系统而言,主要由九部分组成,具体都包括主油泵、直流润滑油泵、高压备用密封油泵、交流润滑油泵、排烟系统、净化装置、主油箱、射油器、冷油器,对于其中的润滑油系统而言,其供回油管使用了套装管路,如果该汽轮机在日常工作中发生故障,为了保护装置就会出现停机问题。在正常的启停操作中,交流润滑油泵起到供给油液的作用[2],主要将油液供给到1号和2 号射油器,同时也供给到手动脱扣和机械超速设备中,对于其中的高压设备使用密封油管进行供油。系统中的1 号射油器,主要为主油泵进口,以及低压备用密封油管提供油液,系统中的2号射油器主要向润滑油系统供油,以此来保证设备的正常运行。 
  2.分析系统运行中出现的故障 
  该汽轮机组在投产之后,定期对油泵进行检查,避免故障发生。同时对其进行切换实验,从测试中得知机组润滑油系统中存在的一些问题,例如:直流油泵有时不能正常启动,在测试过程中出现了下面三种不同的启动情况,可以进行深入分析。第一种,完成汽轮机的启动之后,启动电流为160 A或95 A, 测量油泵出口压力,具体数值为0.35 MPa[3]。第二种,完成设备的启动之后,系统内部的电流却只有6 A,测量油泵的出口压力是0 MPa。第三种,完成设备的启动之后,系统运行的电流在20到30A范围,测量得到的油泵压力为0.1 MPa。业内人士都非常清楚,上述这三种情况中只有一种是正常的,也就是启动电流为160 A或95 A, 测量油泵出口压力,具体数值为0.35 MPa[4]。而之后的两种情况,在完成启动之后,其数值都是不正常的,还需要等待10到20 min才能达到正常的启动电流和出口压力。由此可见,在一些特殊的情况下运行时,直流油泵不能确保大轴、汽机轴承的安全。针对这一现实情况,在该电厂的运行规程中明确规定,密封油泵和润滑油泵其中任意一台出现低油压联动试验不合格;或者运行中发生故障,该机组都要禁止启动,然后及时进行故障分析和维修,保证整个机组设备、人员的安全。 
  二、分析机组发生故障的原因 
  1.在启动后电流和油压出现问题的原因分析 
  在启动油泵之后,如果电流没有显示出标准值,主要是机组没有带上负荷导致的。具体而言,机组中设置射油器,主要构成有扩散段、喉部、混合室、喷嘴等。当射油器在运行的过程中,在混合室会出现一个低压区域,这样油液就会从油箱中吸出,来到系统中的混合室中,之后速度很高的油流就会将其带入到射油器喉部。射油器的出口和主油泵进口连接,而且射油器的出口会经过冷油器,直接通过管道送到轴承润滑油母管中,由此可知在运行过程中,射油器会从油箱中不断的吸进油液,增加其自身的油量,在油箱的上部设计了排油烟机,当其在正常使用中上部处于负压状态,回油时会带有大量的空气。在此基础上油中会含有一定的水分,油液在整个系统中循环过程中会出现大量的气泡,由于油箱较小,但是系统中所需要的润滑油量较大,可以断定油循环的倍率很小,这样气泡没有时间析出,这些气体在油泵下开始聚集,汇入到交流泵的吸入口。与此同时,这一交直流油泵属于离心泵,只有在离心力的作用下才能让油液正常循环,如果在该泵的吸入口下部聚集气体,油泵运转就不会形成负压,与之对应的驱动电机也处于空载运行状态,这种情况下导致电流很小,泵体不会有较大的负荷。在油泵不断运转过程中,所进入的气泡会被击碎,当这些气泡都被击碎后,油泵就开始产生负压,开始吸入油液,这样就恢复正常工作,电机电流也就开始恢复到正常值。在此过程中,击碎气泡需要一定的时间,时间的长短由具体情况而定,如果时间过长,直流油泵就会出现上述的启动异常[5]。 
  三、 600MW机组直流润滑油泵启动异常处理措施分析 
  通过上述的分析可以得知,发生启动异常问题的根本原因是空气无法及时排除。这样油泵运行过程中不能立即建立压力,导致其运行处于空载状态。因此技术人员对该问题进行处理,主要有三种处理方案,下面就一一进行分析。第一种方案,将直流油泵的出口压力表拆下,让其有效进行油液中空气的排除。这一压力表是和油管连接的,当将其拆除之后,空气就可以由此排出;其在油泵管线的前面,因此这些空气不好聚集在交流泵的进口下部。但是在进行测试过程中发现,直流油泵工作状态还是时好时坏,这一措施方案没有达到最初的理想效果。技术人员对出现这一结果进行了深入分析,发现抽油烟机在运行过程中,其油箱内部属于负压状态,这一方式不能完全将泵体中的气体排出,相反这一措施还吸入了一定量的空气,造成油泵空载运行的时间延长。对第二种处理方案的分析,在系统中安装真空泵,具体安装在排气润滑油系统外侧;其可以直接将油箱中的油液吸入到真空泵中,这样真空就会失效,只有放油才能持续工作。由此得知真空泵不能长期运行,对于这一措施而言,当真空泵不失效时直流油泵才能正常运转,因此这一改造措施也不够彻底,还需要继续改进。 
  第三种处理方案的分析,将直流润滑油泵出口压力表管引出一条新的路径。将这一路管和润滑油净化装置连接,使用中结合实际情况进行节流操作,如果这一入口门不能很好的节流,那么系统中的直流油泵还会出现启动异常问题。主要因素是净化装置设置在厂房标高0 m处,和油泵的入口相比,二者所存在油柱静压大约在7 m高范围。当存在这一问题时,在直流油泵中吸入的气体还是不能彻底被排出来。如果设置的节流装置节流到很大程度后,油泵在入口中的压力会比润滑油箱中的压力低很多,进而泵体内的空气就开始不断的吸出来。为了保证这一方案的有效性,不会在使用中出现不作为问题,对其进行了测试分析;试验证明将直流润滑油泵出口压力表管引出一条新的路径和润滑油净化装置连接后,能够彻底消除直流油泵启动异常问题,因此该方案可以推广使用,以提高我国在这方面的技术水平。 
  结语 
  通过以上对600MW机组直流润滑油泵启动异常分析,发现主机润滑油系统对于保护汽轮机轴瓦、转子动静叶、大轴安全意义重大。因此在日常工作中,对这些设备出现的异常进行分析和处理非常有必要,在以后的故障分析,要秉持实事求是的原则,提高这方面的实际水平。 
上一篇设备合理润滑的主要技术 下一篇浅析提升汽轮机真空系统严密性(..