1、百萬千瓦級汽輪機頂軸油系統異常的原因分析與處理陳勝軍劉金生高鵬里（華能國際電力股份有限公司浙江分公司）摘要：本文介紹了國內首座百萬千瓦級燃煤電廠汽輪機頂軸油系統的設計原理，針對機組投產后頂軸油系統出現的問題進行的分析及處理方法。關建詞：百萬千瓦級汽輪機頂軸油系統異常原因分析處理1 前言某電廠汽輪機選用由上海汽輪機有限公司和德國西門公司聯合設計制造的N1000-26.25/600/600(TC4F)型1000MW超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、反動凝汽式汽輪機。在機組投產后有2臺機組分別先后出現了頂軸油系統異常的情況，嚴重地威脅了機組的安全運行。2 系統簡介頂軸油系統的作用是在

2、汽輪機低速階段提供高壓油，在轉子和軸承之間形成靜壓油膜將轉子頂起，避免汽輪機低轉速過程中軸頸和軸瓦之間的干摩擦，防止低速碾瓦，并減少盤車力矩，對轉子和軸承起著重要的保護作用；對于該種類型的汽輪機，采用的是液壓盤車裝置，不同于常規的電動盤車裝置，該裝置位于1軸承座前端，液壓盤車的動力油由頂軸系統提供。頂軸油系統主要設備包括350%頂軸油泵（二用一備）、自動反沖洗過濾裝置、雙筒低壓過濾器、單筒高壓過濾器。液壓盤車裝置主要設備包括液壓馬達、超速離合器、中間軸、軸承及緊固件。液壓馬達的動力油來自頂軸油，潤滑油來自主機潤滑油。盤車轉速一般為4854 r/min (0.80.9Hz)。系統流程：頂軸油泵油

3、源來自潤滑油箱，經過一臺32m自動反沖洗過濾裝置進行粗濾，然后再經過25m的雙筒過濾器進入頂軸油泵的吸油口，經油泵升壓后，壓力油經過單筒高壓過濾器進入分流器，經單向閥、節流閥，最后進入各軸承和液壓盤車馬達。頂軸油泵出口油壓由溢流閥整定，正常壓力設定為16.0MPa。在每個軸承進口設一節流閥，通過調整節流閥可控制進入各軸承的油量及油壓，使軸頸的頂起高度在合理的范圍內。在進入液壓盤車裝置前有一電磁閥和手動調節閥，通過調整手動調節閥可調整盤車轉速。機組設一手動盤車裝置，是液壓盤車的輔助裝置，位于3軸承座。它的作用是能夠通過手動來轉動汽輪機轉子。它既可以用于使汽輪發電機轉子轉動起來，也可以使轉子轉動一

4、個給定的角度。3 系統異常分析與處理案例一該廠2機組自調試以來一直存在頂軸油壓偏低的情況，在2007年春節調停檢修期間我們決定進行檢查，當時主機連續盤車時3臺頂軸油泵同時運行的情況下母管壓力才能維持在15MPa以上，而且盤車轉速只有44 r/min。對于引起頂軸油壓偏低的原因我們分析主要有以下幾方面的原因：1） 頂軸油泵故障，出力偏低；2） 系統存在大量的泄油：l 頂軸油泵出口模塊泄壓閥調整不當，泄油量過大；l 管路有外漏；l 軸承內部有漏油，頂軸油管、油管接頭爆裂；l 轉子頂起高度太高導致泄油量偏大；l 液壓盤車裝置有大量泄油。根據以上分析，我們進行了針對性的檢查，先后排除了油泵故障、軸承內

5、部漏油、轉子頂起太高等因素，最后將主要原因歸結在液壓盤車部份。經現場多次調試，發現在液壓盤車手動調節閥全關的情況下，2臺頂軸油泵運行母管壓力正常16.0 MPa，頂軸油進各軸承壓力顯示正常。在打開液壓盤車手動調節閥啟動液壓盤車時，油壓立即下降，在3臺泵運行的情況下，手動調節閥全開后盤車轉速也只能達到44 r/min。附圖1液壓盤車裝置油系統示意圖根據西門子公司提供的系統圖（附圖1），在液壓盤車裝置頂軸油管路與潤滑油管路之間設一逆止閥，如附圖1箭頭所示，機組正常盤車期間，起到防止頂軸油漏到潤滑油系統的作用，而在汽輪機正常運行期間液壓盤車裝置退出運行后，盤車電磁閥自動關閉，潤滑油經過該管路對液壓盤

6、車裝置進行潤滑。根據調試情況，我們初步判斷該逆止閥關閉不嚴或未安裝，在盤車電磁閥開啟時，部分頂軸油直接漏至潤滑壓系統，導致頂軸油壓力大幅下降。經查閱西門子提供的資料，該逆止閥安裝在1號軸承座前的頂軸油模塊內（附圖2序號1-18），將模塊解體后，發現逆止閥確實沒裝，經和廠家聯系到備件，裝復后系統恢復正常，在2臺泵運行的情況下對頂軸油壓系統進行重新整定，頂軸油壓16.0MPa，盤車轉速調整為55 r/min。同時進行頂軸試驗，將各軸承處轉子的頂起高度調整到0.10mm左右。（為了保證頂軸油母管壓力，該逆止閥裝復前3、4、5軸承處轉子的頂起高度均控制在7S左右）。附圖2頂軸油模塊示意圖案例二該廠4號

7、機組投運后也一直存在頂軸油壓偏低的問題，在2008年4月一次正常停機過程中，汽輪機轉子惰走時間正常，在達到正常盤車轉速后，出現轉速緩慢逐漸下降的趨勢，1小時后轉速降至零，在相關技術人員趕到現場了解情況后首先排除了運行操作方面的原因。當時判斷轉子在某一軸承處頂起高度不夠，立即進行了頂軸試驗，當時發現2軸承處轉子頂起高度明顯不足，調整頂軸油模塊處的節流閥至全開后轉子頂起高度只有0.02mm，進油壓力顯示只有80bar,手盤轉子較重，但能投入連續盤車。判斷2軸承內部頂軸油系統有泄漏，在轉子冷卻盤車停運后對2軸承進行了揭蓋檢查，頂軸油管與油管接頭均正常，沒有外漏部位。進一步查閱圖紙后發現該類機組所有的

8、軸承只有2比較特殊，瓦枕與軸承殼體是分離的，瓦枕與軸承殼體的頂軸油接口是通過O型圈來密封，見附圖3。附圖3 2瓦頂軸油進油示意圖翻出下軸承，拆除瓦枕與軸承殼體兩個固定螺栓，打開瓦枕后發現2瓦下瓦瓦枕與軸承殼體2個頂軸油口之一，機側頂軸油口O型密封圈破損，瓦枕機側頂軸油口密封面處有明顯的沖刷凹槽，見附圖4。頂軸油系統運行期間，進該軸承的壓力油在到達頂軸油槽前有部分通過這個部位從瓦枕與軸承殼體之間的夾層直接泄走，使瓦枕頂軸油槽處的壓力油不能形成足夠的動力將轉子頂到一定的高度。最后更換了密封圈并對該處密封面進行了處理。處理結束，重新調整轉子頂起高度為0.09mm，進油壓力70 bar。 1人單杠手盤轉子靈活，投入液壓盤車。經過此次處理，避免了今后在停機過程中由于2軸承處轉子高度頂起不足引起轉子拒動的重大缺陷。附圖42瓦瓦枕底部頂軸接口損壞圖片4 結束語對于引起西門子技術的百萬千瓦級汽輪機，我們在調試期間和投產后先后遇到了一些問題，雖然我們也是初次接觸，缺少相關的經驗