汽机| 汽轮机润滑油系统

1 典型油系统介绍

汽机的油系统按功能可以分为：调节油部分，保安油部分，润滑油部分。

汽轮机的油系统是一套分厂完整的液压油系统，其组成：储油装置-油箱，动力单元-油泵，输送装置-管道，冷却单元-冷油器，净化单元-过滤器，控制单元-电调装置，执行单元-油动机。

下面以电调式汽轮机油系统为例分别来介绍：

1 调节油系统

电调型汽轮机通过电子调节器(即DEH)输出电信号，经过电液转换装置，改变成液压信号，控制油动机动作。

目前国内小型汽轮机用的电液转换器主要有三种分别是：VOITH,CPC,DDV(MOOG)。作用是将接收到的电信号转换成相应的液压信号。

动力油(EH油)从注油泵出其中一路进入电液转换器，经过电液转换器变压后，成为调节油，进入错油门底部，控制错油焖阀芯移动，改变动力油进入油动机活塞的油路，进而改变油动机活塞的位置。油动机能够在一个特定的位置挺住，电调系统需要感知油动机目前的位置，这就需要有反馈信号的存在。

2 润滑油系统

动力油来自主油泵出口，经过一射油器后，形成一股较低压力的油，这股油经过冷油器冷却至40℃(该温度下油的粘度最佳，工程实践中一般要求油温在40~45℃)后直接进入各个轴承，在转子轴颈和轴瓦之间形成一层油膜，起到润滑作用，同时，通过油将轴承处产生的热量带走。

3 保安油系统

保安油系统，顾名思义，对汽轮机的起到安全保护作用的一股油。

保安油是由一股动力油在经过危机遮断装置后形成的。保安油在汽轮机运行中，几乎不消耗油量，保安油压力与动力油一致。只有当外部原因促使危机遮断装置动作，或者AST电磁阀动作，将保安油卸掉，保安油失压，使得汽轮机保安设备动作，起到关闭和保护汽轮机的作用。例如汽轮机的主汽门液压缸上就接有保安油，当保安油失压后，主汽门会迅速关闭以切断汽轮机进汽。

2 润滑油系统的组成

系统主要由汽轮机主轴驱动的主油泵、冷油器、注油器、顶轴油系统、排烟系统、集装油箱（主油箱）、润滑油泵、事故油泵、密封油备用泵、滤网、电加热器、阀门、逆止门和各种监测仪表等构成。

润滑油系统使用的是高质量、均质的精炼矿物油，并且必须添加防腐蚀和防氧化的添加剂，但不得含有任何影响润滑性能的其他杂质，润滑油推荐牌号为32L-TSA/GB11120-89透平油。

3 润滑油系统的运行

汽轮发电机组在额定转速下运行时，润滑油系统由主油泵供油。另外，主油泵的压力油进入机械超速保护装置和发电机密封油系统，同时也进入油箱内部管道，为注油器提供动力油。从#1注油器排出的油，供主油泵吸入口。#2注油器排出的油，通过冷油器供汽轮发电机组轴承润滑用油。

系统设置交流润滑油泵和直流事故油泵，在机组启动、停机时，向轴承润滑系统供油。交流润滑油泵在机组正常运行或停机时，润滑油压降到0.08MPa， 压力开关闭合，自动投入，向轴承和主油泵供油。若润滑油压降到0.07MPa，事故油泵由压力开关自动投入运行。交流和直流油泵需手动停泵。

4 润滑油系统的主要设备

1.集装油箱

机组采用集装（组合）式油箱。它是一只有效容积45.7M3的筒形卧式油箱，由钢板卷制焊接而成。油箱顶部焊有顶板，交流润滑油泵与直流事故油泵的电动机、备用氢密封油泵、排烟装置、油位指示器、油位开关等都装在顶板上。油箱内装有滤油器、交流润滑油泵、直流事故油泵、油涡轮、电加热器及连接管道、逆止阀等。油箱顶部开有人孔，装有垫圈和人孔盖，油箱底部有一法兰连接的排油孔。

2．主油泵

主油泵是蜗壳型离心泵，安装在前轴承箱中的汽轮机外伸轴上，与汽轮机主轴采用刚性连接，由汽轮机主轴直接驱动，以保证运行期间供油的可靠性。离心式主油泵自吸能力较差，必须不断地向其入口供给充足的低压油：在启动升速和停机期间，由交流润滑油泵向其供油；在额定转速或接近额定转速时由注油器向其供油。主油泵出口有管道与油箱内的注油器进口相连，并通过一逆止门与机械超速遮断和手动遮断油总管，以及发电机氢密封油总管相通。

3．射油器

两个装在油面下管道上的射油器，主要由喷嘴、混合室、喉部和扩散段组成。喷嘴进口和提供动力油的主油泵出口相连。油通过喷嘴到混合室，然后进入射油器喉部，最后进入扩散段。油通过喷嘴时，速度增加，这种高速油通过混合室，在混合室中产生一个低压区，使油从油箱中吸入混合室，然后被高速油带入射油器喉部。油通过喉部进入扩散段，在扩散段油的速度能转换成压力能。＃Ⅰ射油器出口油送往主油泵进油口；＃Ⅱ射油器出口油通过冷油器，由管道送入轴承润滑油母管。扩散段后面各装有一个翻板式逆止阀，以防止油从系统中倒流。在混合室进油面上装有一块止逆板，防止主油泵工作时油倒流进油箱。为防止异物进入射油器，在射油器的吸油侧装有一可拆卸的多孔钢板滤网。

4．交流润滑油泵

由交流电动机驱动的一台润滑油泵，立式电动机安装在油箱的顶板上，离心油泵完全浸没在油中。该泵是垂直安装的离心泵，能保持连续运行，通过一个联轴器由立式电动机驱动。电动机支座上的推力轴承承受全部液压推力和转子的重量。该泵经过油泵底部的滤网吸油，其出口分别经过翻板式逆止阀连至主油泵进油管和润滑油的冷油器，向主油泵和轴承润滑油母管供油。该泵只在起动和停机阶段，或润滑油压力较低时使用。该泵由压力开关和装在控制室内的三位（启动、停止、自动）开关控制，在机组启动前手动投入，机组并网前停泵，置于自动方式，当轴承油压降到0.0758～0.0827MPa(g)时，润滑油泵可自动投入运行，把油压回升到所需值。

5．直流事故油泵

事故油泵是一台由直流电动机驱动的离心油泵，它是交流润滑油泵的事故备用泵，由220V直流系统供电，如交流电断电或轴承润滑油压降到0.07MPa(g)，事故油泵就会自动投入运行。

6．备用密封油泵

备用密封油泵是卧式交流油泵，安装在油箱顶部，其出口通过逆止阀与高压密封油母管相通。它在机组启动、停机或主油泵不能满足高压密封油时，投入运行。

7．滤油器

系统有一台滤网式滤油器，安装在油箱内的回油槽底部。滤网是圆筒形的，由滤网和带孔金属网架组成。它嵌入槽底割出的开口内，回油靠重力流过滤油器，从滤油器侧面和底面流入油箱。滤油器顶部装有一个手柄，检修时通过检修口可把滤网取出，进行清洗或调换，但在机组运行期间不允许抽出滤网。

8.润滑油冷油器 

润滑油的温度由冷油器调节。系统设置两台板式冷油器，在正常运行时，一台运行，另一台备用。在某些特殊工况下，两台冷油器可以同时运行。当最高冷却水温38℃，水侧清洁系数为0.85以及管子堵塞率为5%等情况下，冷油器可使进油温度为60℃～65℃的润滑油，出口温度降到43～49℃。

润滑油温高于37℃投入，调整冷却水量，控制油温在38～49℃。

9.油位指示器

油位指示器装在油箱顶部，配有UB液位变送器，可输出4-20mADC信号，可就地指示油箱油位，以及发出控制和报警信号。

油位开关有两组，其中一组供低油位或高油位报警；另一组具有连锁和报警功能：在低低油位时和油箱电加热器联锁，及时关掉电加热器电源；在低低油位时发出停机信号。

10．电加热器

在油箱顶上装有四台浸没式电加热器，由油温调节触点和三位开关控制。开关位于接通时，加热器通电。一般情况下，开关放在＂自动＂位置上，由油温调节器控制。当油温低于27℃时，自动投入；高于38℃时，停止工作。为安全起见，电加热器通常与低油位开关联锁，以便在加热器部件露出油面之前切断加热器的电源。油温调节器由可调旋钮调整，它应整定在油温正常工作范围27℃～38℃之内。

11.顶轴油系统

机组在启动盘车前，先打开顶轴油泵，利用5.5～12.4MPa(g)（取决于转子的大小）的高压油把轴颈顶起，离开轴瓦0.05～0.08mm，以消除两者之间的干磨擦，同时可以减少盘车的启动力矩，使盘车马达的功率减少。汽轮机的两个低压转子的轴承和发电机的两只轴承底部均设有顶轴油孔，与顶轴装置相通。顶轴油系统为母管制，配有柱塞泵。油泵的进油取自滤油器后管道。顶轴泵出口有滤网，安全阀和压力开关等。

本装置为开式供油系统，补给油引自汽轮机润滑油母管，顶起压力油排入轴承箱，补给油压力与润滑压力相同。当汽轮机供油系统中辅助油泵（润滑油泵）启动后，本装置即可投入运行。

本装置工作油温为35℃－65℃。 本装置允许最大工作压力为27.5Mpa,安全阀压力调整在20.6Mpa动作。

高压顶起油自轴向柱塞泵出口引入集管，由集管引出各支管通向各轴承顶起管路接头。各支管上均装有节流阀和单向阀,用以调整各轴承的顶起高度，防止各轴承之间的相互影响。其中节流阀用来调整顶轴油压，单向阀是为使机组运行时防止轴承中压力油泄走。集管上装有安全阀，用以限制集管油压，并防止供油系统中油压超过最大允许值。

在输往各轴承压力油支管上还装有高压控制器，应在盘车时确定顶起转子的最低值之后，再将控制器整定在顶起转子的最低值。当油压低于该值时，联锁盘车电机不得启动，六个控制器，如果有一个显示轴颈没有顶起，也不得盘车。

12.排烟系统

烟装置由两台排烟风机，两台电动机，一台油烟分离器，二台排出口以及风门、管道等组成。

两台电动机、风机及油烟分离器安装在油箱顶部的圆形平台上。

风机为蜗壳式离心风机，具有良好的P—Q曲线，能够满足润滑油系统运行中需排除大量烟气而又不使真空大幅降低的需要。

油烟分离器的滤芯采用玻璃纤维和不锈钢丝材料，具有烟阻小而油阻大的特点，保证了分离油和烟的效果，而且清洗和更换方便。

排出口安装在烟气的出口处，是具有正弦曲线的阻尼装置。它的作用是进一步阻止烟气中的油随烟气排入大气。

风门安装在油箱上风机的出口，用以调整排烟量，以维持油箱内的负压。风门是摇柄式阀门，能随意调整阀门开度，具有结构简单，安装方便的特点。

13.油再生系统（也称油净化装置）

润滑油系统中使用的油必须是高质量、均质的精炼矿物油，并且必须添加防腐蚀和防氧化的成份。此外，它不得含有任何影响润滑性能的其他杂质，润滑油牌号为32L-TSA/GB11120-89透平油。

为了保持润滑油的完好，使润滑油系统部件和被润滑的汽轮发电机部件不被磨损，润滑油的特性需要做一些特殊考虑，最基本的是：油的清洁度、物理和化学特性，恰当的贮存和管理以及恰当的加油方法。

为了提高汽轮发电机组零部件的使用寿命，对于油的清洁度和油温的要求尤其严格，汽轮机投运前的油冲洗和油取样及清洁度等级的评定按国家标准执行。

在运行过程中，轴封漏汽可能进入轴承箱，冷油器的冷却水可能漏入其油侧，使润滑油含水。另外，管道和设备的磨损和锈蚀，使润滑油受固体污染。因此润滑油会出现水解、氧化和酸化，而且这种变化是恶性循环。为了保持润滑油的清洁度和理化性能，润滑油系统配置一套油再生装置。该装置由高速离心分离器和过滤器组成，油净化系统包括油净化装置及其与汽机主油箱、储油箱相连的有关管道系统。

5 润滑油系统的主要故障

汽轮机润滑油系统的作用是润滑轴承和减少轴承的摩擦损失，并且带走因摩擦产生的热量和由转子传过来的热量，保证其正常工作，而低油压就起不到润滑和冷却的作用，更有可能造成轴瓦烧毁，汽轮机运行中应保证正常的润滑油压。　　

一、   润滑油压下降，主油箱油位不变 

1. 润滑油压下降，主油箱油位不变现象：　　

a.CRT画面及就地仪表显示润滑油压下降，主油箱油位不变　　

b. 轴承温度及回油温度升高　　

c. 交流润滑油泵可能联启　　

d. 润滑油滤网差压大报警　　

2.润滑油压低，油位不变的原因及其处理  　　

a. 汽轮机主油泵或油涡轮泵工作失常。确认主油泵或油涡轮泵工作失常，应启动TOP、MSP，主油泵或油涡轮泵工作严重失常，应故障停机。 　　

b. 润滑油供油管路漏泄或油箱内、轴承室内的压力油管漏油(如供油管焊孔漏油，顶轴油管有焊孔或砂眼)。应设法堵漏并联系检修处理，严密监视主油箱油位，必要时应进行补油。若漏油不严重，油压可维持在80KPa以上，则维持运行，停机后处理;若油压迅速下降至70KPa，则汽机保护动作，紧急停机。 　　

c. TOP、EOP出口逆止门不严。确认TOP、EOP出口逆止门不严，立即汇报有关部门，联系检修处理。　　

d. 润滑油滤网堵塞，若润滑油滤网差压大报警，则及时切换滤网，联系检修清理。　　

e. 润滑油冷却器脏污，切换润滑油冷油器运行，联系检修清理。　　

f. 安全阀误动或者溢流阀整定值不对，应将其调整至正常值。　

g. 润滑油压降低时，应注意密封油真空箱油位。　　

h. 当润滑油压降至0.105MPa，EOP应自启动，若润滑油压继续降至0.07MPa，应紧急停机。 　　

i. 润滑油压下降时，应立即检查各轴承金属及回油温度，回油窗的油流情况。轴承温度升高，若达到紧停规定值，则紧急停机。发现轴承断油应紧急停机。　　

j. 如果泄漏严重，转子静止后，停运事故油泵，不进行连续盘车，维持顶轴油系统运行，定期手动盘车，防止大轴热弯曲。

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二、润滑油压不变，主油箱油位下降

1. 润滑油压不变，主油箱油位下降的原因：

a.油位计显示不准。

b.油箱事故放油门、放水门或滤油门误开。

c.冷油器铜管轻微泄漏。

e.密封油系统泄漏，密封油箱油位过高使油漫入发电机。

2. 润滑油压不变，主油箱油位下降的处理

a.事故放油门、放水门或滤油门误开，及时关闭。

b.根据油箱油位情况及时补油，主机油箱滤油机出力200L/min，净油泵出力300 L/min， 当泄漏量超过这两者之和500 L/min，油位无法维持时，应破坏真空紧急停机，必须确保在汽轮机转速在油箱油漏完之前到0，防止断油烧瓦，并做好防火措施。

c.冷油器铜管泄漏时，切换备用冷油器运行。

d.调整密封油箱油位正常。

e.密封油系统泄漏时迅速查明漏油处，联系维护及时消缺。

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三、润滑油压、主油箱油位同时下降

1. 润滑油压、主油箱油位同时下降的原因：

a.压力油管路漏油至油箱外。

b.冷油器铜管破裂。

2. 润滑油压、主油箱油位同时下降的处理:

a.启动备用油泵维持油压。

b.如属于压力油管路外漏，油箱油位下降时，应设法补油，油压、油位无法维持时，应破坏真空紧急停机，必须确保汽轮机转速在油箱油漏完之前到0，防止断油烧瓦，并做好防火措施。

c.冷油器铜管破裂时，切换备用冷油器运行，通知点检员处理。

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四、主机润滑油系统火灾  　　  　　

汽轮机油系统着火，通常是瞬间引发，火势凶猛，若不能及时切断油源，火势将迅速蔓延扩大，以至毁掉设备和厂房，有时还通过电缆蔓延到其它车间，给国家财产和人身安全造成极其严重的后果。　　

1. 润滑油系统着火现象  　　

a.相关消防警报动作。　　

b. 电气设备着火时相关参数异常变化。　　

c. 就地可看到火情、浓烟。　　

d. 油系统着火原因  　

e. 油系统泄漏，遇到着火源。　

f. 高温部件保温不善。　

g. 检修后残余火种未清理。　　

h. 电气设备温度超限。　　

i. 机械部分碰撞及摩擦产生火花。　　

2. 油系统着火处理  　　

a. 值班人员一旦发现火灾，应立即采取相应措施，火势不威胁机组安全运行时，做好防止火势蔓延的措施，进行火灾扑救，同时加强运行监视，做好停机准备，如火灾严重，无法扑灭时应立即发出“119”火警警报通知消防队，并汇报有关领导，积极采取相应的处理。 　　

b. 值班人员应严守工作岗位，加强对机组情况的监视，保证非故障设备的正常运行，在消防队未来之前，应注意不使火势蔓延至非故障设备及电气设备电缆处。　　

c. 电气设备着火时，应立即断开该设备电源，然后再进行灭火对可能带电的设备以及发电机、电动机等，应使用干式灭火器、二氧化碳灭火器或1211灭火器灭火。严禁用水和泡沫灭火器灭火。 　　

d. 油系统着火可使用干式灭火器、二氧化碳灭火器或泡沫灭火器灭火，严禁用水和沙子(地面上可用水和沙子)灭火。 　　

e. 如漏油至高温管道或部件引起火灾，应用干粉灭火器和泡沫灭火器，严禁用水灭火。　　

f. 如火势蔓延，无法消除，威胁到机组安全运行时应破坏真空紧急停机。