北重机组润滑油系统讲义PPT.ppt

润滑油系统 汽轮发电机组是高速运转的大型机械 其支持轴承和推力轴承需要大量的油来润滑和冷却 因此汽轮机必须有供油系统用于保证上述装置的正常工作 此外 润滑油系统还为调速油系统提供低压安全油 润滑油系统概述 大机组 高参数 汽门装置在汽缸两侧 油动机提升力大 火灾危险性大 润滑油系统和EH油系统分开 调节油采用高压抗燃油 润滑油采用普通透平油 润滑油系统的作用 润滑 建立油膜 循环换热 其他系统油源 汽机发电机各轴承和盘车装置 在轴承中形成稳定的油膜 维持转子的良好旋转 转子的热传导 表面摩檫以及油涡流会产生相当大的热量 为始终保持油温合适 就需要一部分油量来进行换热 盘车系统 顶轴油系统 发电机密封油系统 低压安全油提供稳定可靠的油源 润滑油系统的类型 集中供油系统 油泵集中布置 便于检查维护及现场设备管理 分散供油系统 油管路采用套装管路 启动油泵 辅助油泵和直流油泵集中布置在油箱顶上 检修困难 防止压力油管跑油 发生火灾事故和造成损失 管路分散安装 各设备分别安装在各自的基础上 占地面积大 压力油管外漏 容易发生漏油着火事故 润滑油系统图 套装油管路 套装管油路 小管道输送高压油 润滑油 主油泵吸入油 大小管道之间的空间则作为回油管道 前轴承箱的套装油管路 另一路为去后轴承箱及电机轴承的套装油管路 顶轴油管从润滑油母管进到各轴承箱 套装油管路主要由管道接头 套管 弯管组 分叉套管 接圈等零部件组成 在制造厂内将其分段做好 然后运到现场组装而成 回油管的内表面和供油管的外表面涂有防腐涂料 防止锈蚀 提高了油管路的清洁度 防止了回油腔室堵油现象 孔板式滤网 回油观察孔 套装管油路 主要设备介绍 主油泵 交流油泵 直流油泵 润滑油冷却器 润滑油输送泵 排烟风机 离心泵 离心泵的工作原理 在泵内充满油的情况下 叶轮旋转使叶轮内的油也跟着旋转 叶轮内的油在离心力的作用下获得能量 叶轮槽道中的油在离心力的作用下甩向外围流进泵壳 于是叶轮中心压力降低 这个压力低于进油管内压力 油就在这个压力差作用下由吸油池流向叶轮 这样油泵就可以不断的吸油 不断的供油了 主油泵泵壳 主油泵泵体 主油泵是主轴驱动离心泵 水平地安装在汽轮机的前轴承箱内 泵轴与汽轮机的高压转子刚性连接 主油泵为外啮合斜齿轮泵 安装于前轴承箱内 直接与汽轮机主轴 高压转子延伸小轴 联接 由汽轮机转子直接驱动 机组正常运行中主油泵直接向各个轴承提供润滑油 主油泵的介绍 一 一般说明从法国ALSTHOM引进的330MW汽轮发电机组中 主油泵便是主润滑油泵 主润滑油泵011P0是330MW汽轮机润滑油系统GGR中一个主要部件 它是装在前轴承箱内 其动力是由汽轮机转子驱动 通过一个齿轮付 即驱动装置 将转动传递到主润滑油泵的主动轴上 见图1a 图1b主油泵及驱动装置图 二 特性说明法国ALSTHOM公司将主润滑油泵作了PE的系列化设计 330MW汽机润滑油系统采用其中PE75齿轮泵 它是一个外啮合斜齿轮泵 1 齿轮轴结构参数为 齿数9齿长350模数14压力角25o斜齿螺旋角7o13 12 泵的特性数值 3 泵的特性数值 1 额定转速963 5rmin 2 相连驱动装置的降速比44 137 3 出口压力 泵轴高度 3bar 4 吸入真空高度 实际 3 689m 5 额定转速下流量60 2L S 6 许可最小流量59L S 7 额定转速下出口压力为3bar时功率64KW 8 噪音 120dB 离心式油泵 交流润滑油泵 交流油泵在汽轮机组启动 停机及事故工况时向系统提供润滑油 在机组盘车 冲转前必须投入运行 建立正常油压 当机组升到2850r min 主油泵已能满足润滑油系统的全部供油需求 交流辅助油泵到机组定速后且主油泵正常工作可退出运行 直流润滑油泵 直流油泵在机组事故工况 系统供油装置无法满足需要或交流失电的情况下使用 提供保证机组顺利停机需要的润滑油 为保证安全 在机组停机前 应试转交流油泵 直流油泵 盘车 溢流阀 溢流阀控制最后的润滑油压 机组首次冲转到3000RPM后 须对上述三个阀门进行配合调整 使主油泵抽吸油压力在0 098 0 147MPa之间 保证轴承进油管处的压力在0 16 0 2MPa 润滑油冷却器 板式冷却器的特点 板式冷油器的结构 冷油器主要参数 冷油器投运操作 板式冷油器采用换热波纹板叠装于上下导杆之间构成主换热元件 导杆一端和固定压紧板采用螺丝连接 另一端穿过活动压紧板开槽口 压紧板四周采用压紧螺杆和螺母把压紧板和换热波纹板压紧固定 冷却水和润滑油采用纯逆流换热 如图左侧红色流体为热流体润滑油 右侧蓝色流体为冷流体循环水 板式冷油器的结构 两两换热波纹板之间构成流体介质通道层 作为换热元件的波纹板一侧是冷却循环水另一侧润滑油 构成油水的换热通道层交错布置 压紧板和波纹板之间不通换热介质 油 或水 通道层的水进出口周围的两片波纹板之间采用密封垫密封 防止油 或水 进入水通道和冷却器外 两个波纹板之间的油通道 或水通道 采用密封垫密封构成完整封闭的油通道层 或水通道层 并防止油 或水 泄漏到冷却器外 板式冷却器的特点 传热效率高 使用安全可靠 结构紧凑 占地小 易维护 阻力损失少 热损失小 冷却水量少 经济性高 随即应变 有利于低温热源的应用 板式冷却器的特点 1 传热效率高 换热片采用高导热的波纹板 板片波纹所形成的特殊流道使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流 湍流 扰动流又有自净效应以防止污垢生成因而传热效率很高 2 使用安全可靠 在板片之间的密封装置上设计了2道密封 同时又设有信号孔 一旦发生泄漏 可将其排出冷油器外部 即防止了二种介质相混 又起到了安全报警的作用 板式冷却器的特点 板式冷油器的结构极为紧凑 在传热量相等的条件下 所占空间仅为管壳式的1 2 1 3 并且不象管壳式那样需要预留出很大得空间用来拉出管束检修 而板式换热器只需要松开夹紧螺杆 即可在原空间范围内100 地接触倒换热板的表面 且拆装很方便 3 结构紧凑 占地小 易维护 4 阻力损失少 5 热损失小 6 冷却水量小 7 经济性高 8 随机应变 9 有利于低温热源的利用 在相同传热系数的条件下 板式冷油器通过合理的选择流速 阻力损失可控制在管壳式换热器的1 3范围内 因结构紧凑和体积小 换热器的外表面积也很小 因而热损失也很小 通常设备不再需要保温 板式冷油器由于其流道的几何形状所致 以及二种液体都又很高的热效率 故可使冷却水用量大为降低 反过来又降低了管道 阀门和泵的安装费用 在相同传热量的前提下 板式冷油器与管壳式冷油器相比较 由于换热面积 占地面积 流体阻力 冷却水用量等项目数值的减少 使得设备投资 基建投资 动力消耗等费用大大降低 特别是当需要采用昂贵的材料时 由于效率高和板材薄 设备更显经济 由于换热板容易拆卸 通过调节换热板的数目或者变更流程就可以得到最合适的传热效果和容量 只要利用换热器中间架 换热板部件就可有多种独特的机能 这样就为用户提供了随时可变更处理量和改变传热系数K值或者增加新机能的可能 由于两种介质几乎是全逆流流动 以及高的传热效果 板式换热器两种介质的最小温差可达到1 用它来回收低温余热或利用低温热源都是最理想的设备 板式冷却器的特点 冷油器的投运 关闭冷油器放油门 开启冷油器油侧放空气门 缓慢开启冷油器注油门 放气门有连续的油流出 关闭油侧放气门 开冷油器水侧放气门 开冷却水进口门 观察水侧放气门有连续的水流出且无油花 关闭冷油器水侧放气门 开冷油器冷却水出口门 转动压紧扳手使切换阀松动 将冷油器切换手柄切至所需投运冷油器工作位置 转动压紧扳手锁紧切换阀 关闭冷油器注油门 检查冷油器温度调节正常 注意事项 冷油器投运前应放尽油侧空气 放空气门有连续的油流出再关闭放气门 操作中始终保持冷油器油侧压力大于水侧压力 切换冷油器时注意润滑油母管压力变化 注意保持润滑油温度正常 润滑油输送泵 润滑油输送泵可以将贮油箱的润滑油输送到汽轮机润滑油箱 A B小机润滑油箱 主机小机润滑油输送到贮油箱 贮油箱输送油泵的进出口管道装有滤油器的接口 可以利用这两个接口将贮油箱中的油用过滤油器进行净化处理 在输送泵进口还有一个充油接口 可以将新的润滑油通过输送泵补充到系统中 排烟风机 排烟风机为离心式风机 叶轮悬臂地安装在电动机轴上 风机的吸风口前装有手动操作可调蝶阀 调整蝶阀的位置即可改变风机进口风道的通流面积 亦即改变风机的吸风量 从而达到调整轴承油箱及回油系统微负压的目的 随着机组容量的增大 油系统中用油量随之增加 油箱的容积也越来越大 为了使油系统设备布置紧凑和安装 运行 维护方便油箱采用集装方式 将油系统中的大量设备如交流油泵 事故直流油泵 油烟分离装置 油位指示器 电加热器等集中在一起 布置在油箱内方便运行 监视 简化电站布置 便于防火 增加了机组供油系统运行的安全可靠性 组合式油箱正常运行时容量为20m3 停机时容量为30m3 润滑油牌号为ISOVG46 集装油箱 系统运行和调整 系统运行和调整 润滑油系统启动前检查 润滑油系统的启动 润滑油系统停运 润滑油净化停运 润滑油系统运行监视与调整 低油压试验 润滑油系统启动前检查 油管道 油箱 冷油器 油泵等均处于完好状态 油系统无漏油现象 油箱油位正常 油位计的浮标 上下移动灵活 无卡涩现象 DCS显示的油位与就地相同 经化验油箱内油质合格 符合运行要求 各个轴承的磁性滤网完好 为了滤油所加的临时滤网及检修时添加的堵板 启动前均应拆除 检查油系统的热工信号 仪表 联锁 保护回路已正确投入 热工测量装置的一次门已开启 变送器放油门已关闭 检查冷油器出口油温 如果油温过低 将冷油器进水门关闭 出水门可在开启状态 或投入加热器 油系统所有油泵马达 安措恢复送电无漏油油位正常油质合格滤网完好控制监测投入油温正常 润滑油系统的启动 启动交流油泵 试启动直流油泵 启动排烟风机 调泵出口管的溢流阀 整定出口油压为0 2MPa 调风机入口挡板 使主油箱负压在额定值 投入冷油器 2900rpm联停交流油泵 3000rpm 停启动油泵停运辅助油泵 最后调整溢流阀以维持母管油压在规定值内 并锁定溢流阀 联停顶轴油泵 润滑油系统停运 当机组正常或事故停机时 需在汽轮机转速下降到2900r min或停机之前启动交流辅助油泵 一旦机组跳闸 交流油泵自动启动 当转子顶起和盘车系统处于 自动 模式时 两台顶轴油泵和盘车马达由于辅助油泵的起动而启动 如交流辅助油泵一旦失效 应联动直流事故油泵保证安全停机 机组盘车期间 可停启动油泵 停盘车后方能停顶轴装置 交流辅助油泵应在盘车停运后一段时间后再停运 机组正常运行时 主油泵正常出口油压为0 3MPa 当润滑油母管油压降到0 12MPa时 应自动联启交流油泵 查明原因 做好停机准备 机组正常运行时 进入轴承的润滑油压力为0 16 0 18MPa 当润滑油压降至0 1MPa时 报警并联启直流油泵 并检查系统油下降的原因 润滑油压降至0 1MPa时 保护动作停机 润滑油压降至0 1MPa时 停用盘车 每半个月必须作一次低油压连锁保护试验机组轴承进油油温为38 45 回油温度应小于60 正常运行过程中 要根据润滑油母管油温调整冷油器冷却水量 保证轴承进口油温 运行应注意主油箱油位是否正常油位 当油位低于最低油位时应向油箱补油到正常油位 如油箱油位下降过快至400mm 应立即手动停机 润滑油系统运行监视与调整 低油压试验 在DEH试验画面上按下 润滑油压低试验 按钮 灯亮进入润滑油压低试验状态 1通道试验 在DEH画面上点击20 1 LUB试验按钮并开启 检查相应的LUB1压力开关动作正常后 再关闭20 1 LUB试验按钮 退出1通道试验 2通道试验 在DEH画面上点击20 2 LUB试验按钮并开启 检查相应的LUB2压力开关动作正常后再关闭20 2 LUB试验按钮 退出2通道试验 3通道试验 在DEH画面上点击20 3 LUB试验按钮并开启 检查相应的LUB3压力开关动作正常后再关闭20 3 LUB试验按钮 退出3通道试验 试验结束后按下 润滑油压低试验 按钮 灯灭退出润滑油压低试验状态 汽轮机油的质量指标 润滑油的质量指标 粘度是判断汽轮机油稠或稀的标准 粘度大 油就稠 不易流动 粘度小 油就稀 薄容易流动 粘度以恩氏作为测量单位 常用的汽轮机油粘度为恩氏度2 9 4 3 粘度对于轴承润滑性能影响很大 粘度过大轴承容易发热 过小会使油膜破坏 油质恶化时 油的粘度会增大 酸价表示油中含酸分的多少 它以每克油中用多少毫克的氢氧化钾才能中和来计算 新汽轮机油的酸价应不大于0 04KOHmg g油 油质恶化时 酸价迅速上升 酸碱性反应是指油呈酸性还是碱性 良好的润滑油应呈中性 抗乳化度是油能迅速的和水分离的能力 用分离所需的时间来表示 良好的汽轮机油抗乳化度不大于8min 油中含有机酸时 抗乳化度就恶化增大 闪点是指汽轮机油加热到一定程度时部分油变为气体 用火一点就能燃烧 这个温度叫做闪点 又称引火点 汽轮机油的温度很高 因此闪点不能太低 良好的汽轮机油闪点应不低于180 油质劣化时 闪点会下降 润滑油在炼制过程中加一些添加剂 使其具备一定的品质 例如 抗氧化剂使汽轮机油不易老化 抗乳化剂使油中水分容易聚成水珠而沉淀下来 防锈剂使油中的水分不易接触到铁而生锈 油的消泡能力对汽机的运行也很重要 消泡性能衰退时泡沫大增 在油箱油面上漂浮起数百毫米的泡沫层 泡沫层与油界面不清 使油箱油位指示虚假升高 正常泡沫层厚度不应大于50mm 必要时可在运行中加入消泡剂 粘度和粘度指标 酸价和酸碱性反应 抗乳化度和闪点 添加剂 汽轮机油的保养和操作建议 设置粗滤网及节流孔板 装设观察箱 在轴承供油主管的支管处 设置一粗滤网以及在主轴承前设置一节流孔板 这些滤网可通过罩壳中盖板或保护罩而易于取出 在汽机和辅助油泵关闭后滤网应在几分钟内得到清洗 机组关机时 特别是在机组盘车启动前而润滑系统工作完成后 应定期清洗这些滤网 从各轴承排出油的一部分流过一排油观察箱 通过观察箱可以观察排油情况并通过安装的温度计测得排油温度 轴承的发热通过观察箱排放的温度来表示 应在汽轮机运行过程中一定时间间隔中进行观察 合理的运行油温是在油入口40 50 而在各轴承的温升不超过20 轴承供油节流板调节轴承油流以保证上述温度界限 油的成功使用只有通过不断的保养 观察和处理来达到 如果能得到良好过滤和保养 油就可以反复使用达到许多个月 这就取决于油的初始质量 处理设备和过滤器每天的运行时间 汽轮机油的保养和操作 下列规范需严格遵守 油箱内有足量的品质良好 清洁的油 保持足量的供油储备以备急用 需要时弥补不足 不可将油 水相混 如果水产生集结 可分离去除 检查仪表盘上各压力表记录良好 压力表旋塞应足够节流以减少指针振动和对各压力表内部机械的损耗 如果在正常运行时油温发生稳定增加 这可能说明冷油器脏了或者油已发生 老化 这时应该 转换冷油器 运行 或 备用 条件 给系统重新加入新油或通过外置式滤油机净化油使其能再用 定期测试冷油器漏水情况 保持各油泵 冷却器和其他装置处于一种良好的运行状态 砂粒或其它固态物体在油中起磨损作用 降低轴承寿命 不得使用废棉纱头或其他棉织物擦拭浸油的内表面 不得用汽油作为清洁液 请采用煤油或石油酒精 为防止可能的爆炸 当油是热的以及汽化时应使所有火源远离各油箱敞口 汽轮机油的有关问题 汽轮机油的的基本要求 汽轮机的油系统供油必须安全可靠 设计 安装合理 容量和强度足够 支吊牢靠 表计齐全以及运行中管路不振动 系统中不许采用暗杆阀门 且阀门应采用细牙门杆 逆止门动作灵活 关闭要严密 阀门水平安装或倒装 防止阀芯掉下断油 油系统必须设置事故油箱 事故油箱应在主厂房外 事故排油门应装在远离主油箱便于操作的地方 整个系统的管路 设备 部件 仪表应保证清洁无杂物 并有防止进汽 进水及进灰尘的装置 管路应尽量少用法兰连接 必须采用法兰时 其法兰垫应选用耐油耐高温垫料 且法兰应装铁皮盒罩 油管应尽量远离热体 热体上应有坚固完整的保温 且外包铁皮 各轴承的油量分配应合理 保证轴承的润滑 保证润滑油系统清洁 油中无水 油质正常的措施 机组大修后 油箱 油管路必须清洁干净 机组启动前需进行油循环冲洗油系统 油质合格后方可进入调节系统 每次大修应更换轴封梳齿片 梳齿间隙应符合要求 油箱排烟风机必须运行正常 根据负荷变化及时调整轴封供汽量 避免轴封汽压过高漏至油系统中 保证冷油器运行正常 冷却水压必须低于油压 停机后 特别要禁止水压大于油压 加强对汽轮机的化学监督工作 定期检查汽轮机油质量和放水工作 主油箱容量的确定依据 汽轮机油的循环倍率 确定依据 循环倍率 汽轮机主油箱的贮油量决定于油系统的大小 应满足润滑及调节系统的用油量 机组越大 调节 润滑系统用油量越多 油箱的油量也越大 汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱的总油量之比 一般应小于12 如循环倍率过大 汽轮机油应在油箱内停留时间短 空气 水分来不及分离 致使油质迅速恶化 缩短油的使用寿命 润滑油压的确定依据 汽轮机润滑油压根据转子的重量 转速 轴瓦的构造及润滑油的粘度等 在设计时计算出来 以保证轴颈和轴瓦之间能形成良好的油膜 并有足够的油量来冷却 因此汽轮机润滑油压一般取0 137 0 176Mpa 润滑油压过高可能造成油挡漏油 轴承振动 冷油器漏油 油压过低使油膜建立不良 甚至发生断油损坏轴瓦 主机润滑油系统异常及事故处理 润滑油压下降 油箱油位正常 现象 画面及就地显示润滑油压下降 主油箱油位不变 轴承温度及回油温度升高 润滑油压低可能造成油泵的联启 原因 主油泵故障 压力油管道泄漏 交直流润滑油泵出口逆止门不严 润滑油滤网堵塞 处理 润滑油压下降至0 12Mpa时 交流润滑油泵应联启 否则手动启动 润滑油压下降至0 1Mpa时 汽机保护动作跳闸 否则破坏真空紧急停机 润滑油压下降 立即检查轴承金属温度 回油温度 发现异常升高 达到报警值 应汇报值长 破坏真空紧急停机 检查主油泵有无故障 压力油管路有无泄漏 若压力油管路无泄漏 启动交流润滑油泵 恢复润滑油压 检查交直流润滑油泵出口压力 判断其出口逆止门有无泄漏 联系维护检查 及时处理 若油压无法恢复 停机后油压降至0 1Mpa以下 盘车无法投用 则应闷缸 联系检修尽快处理 若短时无法恢复润滑油系统则发电机排氢 氢压将至80Kpa以下 密封油到至自循环系统运行 若冷油器泄漏 切换冷油器 并隔绝故障冷油器进行检修 若滤网堵 应切换至备用滤网运行 并隔绝堵塞滤网进行清扫 如果泄漏严重 转子静止后 停运事故油泵 不进行连续盘车 顶轴油系统维持运行 定期手动盘车 防止大轴热弯曲 油箱油位下降 润滑油油压正常 原因 冷油器泄漏 油箱事故放油门误开 取样门误开 密封油系统或氢气系统故障使发电机进油或密封油系统泄漏 补排油系统误操作 油净化装置运行系统有泄漏 润滑油系统回油管道泄漏 处理 DCS画面显示油位与就地油位计核对 确认油位下降 检查事故放油门关闭 若补排油系统有操作 应停止操作恢复系统 若其他系统无故障 油位下降缓慢 可能是冷油器泄漏 若冷油器泄漏 应切换冷油器 联系检修处理 检查密封油及氢气系统 若有故障 按相关规定处理 检查油净化装置及润滑油回油管道系统有无泄漏 油箱油位降至400mm报警 汇报值长进行补油 若短时无法查清原因 应申请故障停机 油位降至300mm 应破坏真空紧急停机 顶轴油系统 顶轴油系统在汽轮发电机组盘车 启动 停机过程中起顶起转子的作用 汽轮发电机组的椭圆轴承 1 2 3 4 5 6 7 8 均设有高压顶轴油囊 顶轴装置所提供的高压油在转子和轴承油囊之间形成静压油膜 强行将转子顶起 避免汽轮机低转速过程中轴颈和轴瓦之间的干摩擦 减少盘车力矩 对转子和轴承的保护起着重要作用 在汽轮发电机组停机转速下降过程中 防止低速碾瓦 运行时顶轴油囊的压力代表该点轴承的油膜压力 是监视轴系标高变化 轴承载荷分配的重要手段之一 顶轴油系统概述 顶轴油系统图 顶轴油泵 顶轴油系统采用两台顶轴油泵 一运一备 型式为恒压变量柱塞泵 启动油泵之前必须做的工作 在启动主油泵之前 必须打开主油泵吸油滤器前的柱阀 必须打开泵泄油口的球阀 否则将损坏主油泵 b 打开主油泵控制总成上的板式球阀 检查压力油输出口的球阀位置 c 拧松油泵上的调压阀 点动并检查油泵旋转方向 d 低压启动油泵 检查各接头的联接不得有渗漏 e 低压跑合油泵 逐步升压 检查各接头的联接不得有渗漏 f 当压力调整为18MPa时 锁紧泵的调压螺母 该泵调整完毕 g 按同样的顺序调整另外一台油泵 顶轴油系统启动 检查顶轴油泵入口母管门开启 确认顶轴油泵入口门已开启 油箱油位正常 检查顶轴油泵出口门开启 检查顶轴油分配器至各轴瓦供油门开启 调整各个分门的开度以保证各瓦轴颈顶起高度在0 08 0 12mm 启动一台顶轴油泵运行 检查其电流 压力正常 运行良好 分油器压力正常 系统无泄漏 检查各瓦顶轴油压正常 顶轴油供油系统的工作原理 由交流马达驱动高压柱塞泵 泵的入口油先通过磁性滤油器 再通过入口滤网将透平油吸入 高压油经泵流量计 单向阀进入高压油母管 顶轴油供油系统的输出压力调定为18 0 2MPa 顶轴油供油系统安全阀整定值21 0 2MPa 油泵启动后 单台油泵以约135L min的流量向系统供油 当泵输出压力到达调压阀调定压力时 高压油推动恒压泵上的控制阀 控制阀操作泵的变量机构 使泵的输出流量减少 当泵的输出流量和系统用油流量相等时 泵的变量机构维持在某一位置 当系统需要增加或减少用油量时 泵会自动改变输出流量 维护系统油压在18MPa 安全阀在高压油母管压力达到21 0 2MPa时动作 起到过压保护作用 顶轴油供油系统的特点 采用恒压变量泵 顶轴油供油系统工作在调定的恒定压力下 流量依据外负载的变