汽轮机运行工况分析(九)油系统参数变化分析

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⒈油压:

⑴变化原因:

①油压升高:

a.油温太低,油黏度增加;

b.油流堵塞,如油门开度关小,轴承进口或针型阀、油管有阻塞现象,冷油器油垃圾阻塞,油压差增大;

c.辅助油泵误动作而启动;

d.疏油门故障关小;

e.频率上升,转速也上升,高压油和润滑油,一次油压均会升高。

②油压降低:

a.油温升高,黏度减小;

b.低频率,主油泵转速下降;

c.油系统大量漏油,如油箱内压力油管、冷油器铜管破裂;

d.油箱滤网阻塞;

e.油系统逆止门不严,如辅助油泵逆止门漏油;

f.油系统阀门开度不足或门芯损坏;

g.主油泵故障,间隙增大;

h.疏油门弹簧变软,开度过大或卡住;

i.调速系统错油门或快关阀等处大量漏油;

j.辅助油泵逆止门至旁路门或调速系统放油门误开;

k.减压阀故障,使高压油与润滑油压力比例关系变化;

l.注油器喷嘴损坏或阻塞;

m.启动时转速升高,轴承进油量增大,润滑油压降低;

n.一次油压除转速下降影响外,由于旋转阻尼封油环间隙太大,针型阀开度变小,放大器波形管破裂,一次油压管漏油等因素也会引起降低;

o.二次油压除随着一次油压变化影响外,由于启动阀,危机继动器、电超速保护等错油门逃油,放大器碟阀改变等因素也会引起油压降低。

③油压摆动:

a.注油器油压摆动,由于减压阀调整不当,注油器喷嘴与扩散管喉部不中心,主油泵出口油压不稳等原因;

b.一次油压摆动由于放大器波形管有空气或破裂,主油泵出口油压不稳等原因;

c.二次油压摆动,由于主油泵出口油压及一次油压不正常。放大器碟阀中心不正松动,油动机错油门继动器有空气或活塞间隙不当,重叠度不对等原因;

⑵油压变化的影响:

①  汽轮机油系统一般为主油泵出口油压、调整油压、润滑油压、安全油压、启动油压、复位油压、一次油压、二次油压等,油压的变化应根据油系统变化情况进行分析。由于油的污脏使滤网阻塞,造成油压变化,一般变化开始时很慢,发现滤油器压差变化,应切换滤油器或清洗滤网;

②  油压降低,如主油泵出口油压下降过多,会使自动主汽门误关闭,调速系统工作失调,动作困难。润滑油压过低,影响轴承正常润滑,需检查轴承油流情况。油压低至限额应启动辅助油泵;

③  油压升高,一般危害性不大,如油压过高,要影响油管等部件金属强度,易发生油管法兰等处漏油。

e.排烟风机运行。

②油位降低:

a.油系统压力油管或冷油器铜管漏油如漏油严重,影响油压降低;

b.油箱事故放油门或油系统非压力油管等处漏油;

c.油温降低,油体积缩小;

d.排烟风机停用或大气压升高,油箱内油沫减薄,油位指示降低;

e.油箱放过水或甩水机、滤油机运行;

f.排烟风机起动后,油位过高或减压阀油压高使油从溢流管流出。

⑵油位变化的影响

①  油管破裂或油管法兰、接头损坏引起大量漏油,使油位迅速下降,冷油器铜管渗漏,会引起油位缓慢下降,启动时,油温降低,滤网阻力增大,易引起油箱吸油仓油位下降,特别提出的是,汽动油泵和电动油泵同时使用时,油量很大,油位很低,使汽动油泵失油,容易烧毁油泵轴承;

②  运行中检查冷油器是否漏油,可关闭冷油器进、出水门,开启水侧放空门,观察是否有油花漏出,或观察循环水出口水渠是否有油花;

③  一般规定最高油位线离油箱顶部至少100mm,防止运行中油箱加油过多,油位很高,停机后,由于调速系统及轴承油管回路至油箱发生溢油;最低油位线应不低于油泵吸入口以上100~150mm,确保在油位最低紧急停机时,辅助油泵能吸上油,不使机组轴承断油,油位高还会导致轴承回油困难,影响轴瓦正常工作。

⑶ EH油中酸值偏高主要有以下两点:

1.    油中含水。

2.  油温偏高引起油质劣化。过热点应该有两处,一个油动机处,如各个汽门保温不好,油动机回油温度有时高达90~100℃,另外如EH油箱电加热非正常运行时也有此可能。

⒊冷油器出油温:

⑵出水温度的变化的影响:

①  冷油器出油温升高,如冷油器进、出口水温差升高,而冷油器出油温与出口水温相差不大,表明冷却水量少,可能循泵运行台数太少或滤水器阻塞,或者冷却水门芯锈烂,落座关闭,使冷油器失水,应设法恢复或切换备用水源,如冷油器进、出水温差减小,而出口油温与出水温差大,则表示冷油器水侧或油侧不清洁,传热效果差;

②  油温过高,不但影响油压降低,使轴承正常润滑受到影响,而且使轴承温度相应升高,长期维持高油温运行使汽轮机油质容易老化,使用寿命缩短,一般规定冷油器出油温度不超过45℃;

③  冷油器出油温度过低,黏度增加,影响轴承油膜建立,容易使机组振动增大,有的大容量机组,油温过低,有可能引起轴承油膜震荡。(当汽机转速升高到两倍第一临界转速2ωc1时,涡动的频率正好与轴的第一临界转速合拍,振幅明显扩大,这种震荡称为油膜震荡。)

⒋轴承温度:

⑴变化原因:

①  轴承进油量减少进入杂物,回油孔不畅;

②  冷油器出油温度变化;

③  汽机负荷升高轴向传热增加;

④  轴封漏汽过大;

⑤  轴承乌金脱壳、融化磨损或龟裂;

⑥  轴承振动过大,引起油膜破坏,润滑不良;

⑦  油质恶化,油中带水。

⑵轴承温度变化的影响:

①  轴承温度升高,要观察一下轴承温度与回油温度之间的关系,一般回油温度小于轴承温度,分析是各轴承普遍升高还是个别轴承温度升高,检查油压与油流情况,轴承温度普遍升高,一般为冷油器出油温升高或油压降低等原因引起;

②  轴承温度升高时,还应注意轴承进、出油温差,一般规定不超过20℃,温差过大,说明轴承内部可能有故障或润滑油量不足,应加强对轴承的监视;

③  若某一轴承回油温度和瓦温同时下降,该瓦所对应的压力亦有所降低,而进油温度不变时,一般来讲是该瓦乌金破碎所引起,此时应根据该瓦所承担的负荷和所处的位置做好相应的事故预想和对策,并及时汇报有关部门,定期抄表、分析。

⒌推力瓦温:

⑴变化原因:

①  汽机负荷变化,轴向推力改变;

②  汽机负荷变化后,瓦块吃力不均,个别瓦块温度变化;

③  气温过低或水冲击;

④  真空下降较多;

⑤  叶片严重结垢;

⑥  轴封汽压力变化;

⑦  推力轴承进油量变化;

⑧  推力瓦块磨损或损坏或才投用的机组油质差使瓦块粘有油腻;

⑨  冷油器出油温变化。

⑵推力瓦温度变化的影响:

①  推力轴承是由工作推力瓦和非工作推力瓦块组成的。它是承受转子的轴向推力,一般单缸汽轮机,轴向推力的方向的沿汽流方向,由工作推力瓦块承受;多汽缸汽轮由于高、中压缸汽流反向流动,轴向推力由两者差值所定,如果高压缸推力比中压缸推力大时,就会形成负的轴向推力,由非工作推力瓦块承受,推力温度是随轴向推力的变化而相应的变化,有时工作推力瓦非工作推力瓦块温度变化不一,个别瓦块温度很高,这是在推力的作用下各瓦块吃力不均或瓦块有故障,润滑不良所造成的,需加强监视,防止发生瓦块局部或全部融化,致使通汽部件的严重损坏;

②  轴向推力的改变,推力瓦油膜压力的变化比推力瓦温的变化灵敏迅速,推力瓦温的变化又比推力轴承温度变化敏感。没有推力油膜压力及推力瓦温表记的机组,对推力轴承的温度监视更要注意,有时推力轴承的温度只上升1~2℃,乌金就磨损得很多了,若温度上升8~15℃,则不仅乌金已熔化,而瓦块本身也已经磨损得很厉害了。

③  (附)安装或检修不当,可能在发电机的转子内会产生轴电流,轴电流会造成机组个轴承轴颈腐蚀,轴瓦损坏及油质劣化等现象。轻微的电腐蚀作用,会使轴颈和轴瓦的乌金表面失去光泽,有时由于油的烧焦,会使金属表面成黑色;如果将一滤油纸放入润滑油回油内,然后取出在阳光下查看,会看到在滤油纸上有放银色光亮的质点。如果电腐蚀严重,会把轴颈和轴瓦的乌金表面电蚀成灰白色的麻面,形成烧瓦的严重事故。

汽轮发电机组在转轴上产生轴电流的原因,主要有以下几方面:

1.由于静电效应产生静电荷:这种静电荷是由于汽或气流与高速旋转的部件相互摩擦产生的,对地放电的电流一般仅为几个毫安,在转子上安装接地碳刷,就可以消除他的危害。运行中的轴与轴瓦之间不是直接接触的,有一层均匀的压力油膜,使轴电荷不能释放出,积累效应,其轴对地电压升高,达到一定的电压后,易击穿轴瓦的油膜,使轴瓦烧损。

2.转子轴向磁化而产生感应电流:由于励磁电路不合理,干燥电机绝缘时采用过大的直流电,转子绕组有层间短路情况等,会使转子轴向磁化而在轴瓦处产生感应电流。在正常情况下这种电流很小,但在转子绕组发生短路时,将会产生危及安全的单极感应电流。这种危害只有将被磁化的转子进行退磁,使转子剩磁符合规定要求,才能被清除。

3.交流轴电流:这是由于发电机空气间隙不均匀,定子线圈层间短路,转子线圈两点接地或匝间短路等原因,产生的轴电流电压不高,一般约几十伏,但如果形成回路会产生几百安培的轴电流,所以对机组各个轴承来说,这是一种最危险的轴电流。防止交流轴电流最有效的办法是,使用绝缘手段将发电机后轴承、发电机后密封瓦、励磁机轴承和进水支座等部件与机架、台板和基础隔离开,使其不形成轴电流回路。这就要求上述各部件的支承和固定都要有绝缘措施。包括与他们相连接的润滑油管道、顶轴油管道、密封油管道和气体管道等都要有妥善的绝缘措施。

⑶非工作瓦块烧损原因:

加负荷过快,大量的高参数蒸汽进入高压缸,使高压转子前几级在进汽和出汽侧瞬间形成很大的压差,从而在高压转子上形成巨大的负推力(通常把指向机头方向的轴向推力称为负推力,反之,指向机尾方向的为正推力),把高压转子推向前箱侧。这样巨大的负推力使推力瓦的非工作瓦迅速磨损。

在通常情况下,设计上已通过将高、中压缸进汽对称布置和通流部件的设计使汽轮机转子上产生的轴向力绝大部分被平衡掉,而不会存在过大的剩余推力,且剩余的轴向推力为正推力。然而由于运行人员操作过猛,使高、中压缸调速汽门瞬间过开或全开,大量蒸汽急剧地作用在高、中压缸前几级上,在级后尚未建立正常压力的情况下,高压前几级的前后压差大大高于中压前几级的前后压差(高、中压进汽压力约为6比1的关系),产生了相当大的负推力。

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