第八讲汽轮机油系统.ppt
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1、第八讲 汽 轮 机 油 系 统,系统概述润滑/顶轴油系统 润滑油净化系统 液压油系统 油系统的调试 油系统的运行和维护,第一节 系统概述一、汽轮机油系统的组成根据汽轮机油系统的作用,一般将油系统分为润滑油系统和调节(保护)油系统两个部分。汽轮发电机组的供油系统对保证机组安全稳定运行至关重要。大型汽轮发电机组的供油系统既有采用汽轮机油作为润滑油和氢密封油,采用抗燃油作为调节用油的系统,也有所有用油都采用汽轮机油的系统。前者的汽轮机油和抗燃油是两个完全独立的油系统,而后者的油系统为一个。徐州彭城电厂的汽轮机油系统属于前者。二、汽轮机油系统的作用汽轮机油系统作用如下:(1)向机组各轴承供油,以便润滑
2、和冷却轴承。(2)供给调节系统和保护装置稳定充足的压力油,使它们正常工作。(3)供应各传动机构润滑用油。,三、对汽轮机油系统的要求汽轮机的油系统供油必须安全可靠,为此油系统应满足如下基本要求:(1)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。(2)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。(3)油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。(4)油系统必须设置事故油箱,事故油箱应在主厂房外,事故
3、排油门应装在远离主油箱便于操作的地方。(5)整个油系统的管路、设备、部件、仪表等应保证清洁无杂物,并有防止进汽、进水及进灰尘的装置。(6)各轴承的油量分配应合理,保证轴承的润滑。,第二节 润滑/顶轴油系统一、系统概述润滑油系统的主要作用有:首先,在轴承中要形成稳定的油膜,以维持转子的良好旋转;其次,转子的热传导、表面摩擦以及油涡流会产生相当大的热量,为了始终保持油温合适,就需要一部分油量来进行换热。另外,润滑油还为主机盘车系统、顶轴油系统、发电机密封油系统提供稳定可靠的油源。汽轮机的润滑油是用来润滑轴承、冷却轴瓦及各滑动部分。根据转子的重量、转速、轴瓦的构造及润滑油的粘度等,在设计时采用一定的
4、润滑油压,以保证转子在运行中轴瓦能形成良好的油膜,并有足够的油量冷却。若油压过高,可能造成油挡漏油、轴承振动,油压过低会使油膜建立不良,易发生断油而损坏轴瓦。润滑油系统的正常工作对于保证汽轮机的安全运行具有重要意义。如果润滑系统突然中断流油,即使只是很短时间的中断,也将引起轴瓦烧瓦,从而可能发生严重事故。此外,油流的中断同时将使低油压保护动作,使机组故障停机,因此必须给予足够的重视。,图8-2-1 润滑油系统示意图,图8-2-2 1000MW汽机油系统示意图1主油箱 2主油泵 3冷油器 4过滤器 5危急油泵 6顶轴油泵7过滤器 8排油烟装置 9油净化系统 G发电机 M马达 T汽轮机,二、徐州彭
5、城电厂润滑顶轴油系统介绍,二、徐州彭城电厂润滑顶轴油系统介绍汽轮机设备的油供应系统主要包括润滑和冷却系统、顶轴油系统以及排油烟系统。汽轮机润滑油和冷却油系统的供应由主油泵从主油箱吸油,经过冷油器和过滤器输送至轴承;在电源故障情况下,危急油泵将绕过冷油器和过滤器供油至轴承;对于启动和停机以及低转速盘车运行,轴系也需要供应顶轴油,由顶轴油泵经过滤器将压力油供至轴的底部;润滑和冷却油以及顶轴油从轴承流出经回油管线进入主油箱;排油烟风机在润滑油系统内维持轻微的负压;油净化系统将特定部分流量经旁路输送。徐州彭城电厂给水泵汽轮机的润滑油系统和主汽轮机的润滑油系统分开,各自设有单独的润滑油系统。润滑油系统设
6、有可靠的主供油设备及辅助供油设备,在启动、停机、正常运行和事故工况下,提供了各个轴承的油量、油压、回油温度等数值,满足汽轮机、发电机所有轴承的要求。各个轴承的油量、油压、回油温度见下表8-2-1:,表8-2-1 各个轴承的油量、油压、回油温度参数表,润滑油系统包括主油箱、2台100容量的交流润滑油泵、直流事故油泵、顶轴油泵、2台100容量的冷油器、阀门、管道、仪表、满足每台汽轮发电机组所需全部附件,例如回油管上的窥视孔、温度计插座和进油管上的活动滤网(包括发电机)等。该系统还可以作为发电机密封油的辅助供油系统。油箱容量的大小,保证当厂用交流电失电同时冷油器断冷却水的情况下停机时,仍能保证机组安
7、全惰走,此时,润滑油箱中的油温不超过75,并保证安全的循环倍率。主油箱上设置二台全容量用交流电动机驱动的抽油烟机和油烟分离器等。主油箱设置电加热器对润滑油温度进行调整,提供电加热器及温控设备,加热器埋入油中。汽轮机润滑油系统考虑配有氢冷汽轮发电机的油系统排氢设施的回油。汽轮机润滑油系统所用管道及附件是强度足够的厚壁管,至少按一倍以上的工作压力进行设计。尽量减少法兰及管接头连接,对靠近蒸汽管道的油管道采用防护结构,油系统中的附件不使用铸铁件。所有的油管道焊缝全部采用氩弧焊。润滑油管路和内部支撑件均采用不锈钢材料。所有润滑油系统的泵组设计成能自动启动、遥控及手动起停。设有停止自动运行按钮和用电磁操
8、作的启动试验阀门。两台冷油器,每台根据汽轮发电机组在设计冷却水流量和冷却水温38、闭式水设计压力1.0MPa、面积余量15情况下的最大负荷设计。冷油器的设计和管路布置方式允许在一台运行时,另一台停用的冷油器能排放、清洗或调换。冷油器材质TP304。,凡有可能聚集油气的腔室,如轴承箱、回油母管等,都有排放油气的设施。从汽轮机结构和系统设计上,防止有汽水由于轴封漏汽等原因而进入油中。润滑油系统中各项设备如轴承箱、冷却器和管路阀门等,彻底清除残砂、焊渣、锈片等沾污物质,并经防腐蚀处理后再妥善密封出厂。油系统所配用设备包括管道、附件、表计等均由卖方配套提供(用于联锁保护的表计要求进口)。润滑油系统中所
9、配的油泵、风机的交流电动机选用防爆型。油系统的防火要求按照美国NFPA标准及国家和地方有关标准,主油箱设置阻火器及事故放油接口。主油箱设有油净化接口,在轴承箱外各轴承进油管上(含发电机各轴瓦)加装可拆卸滤网。油系统清洁度标准为固体杂质小于ISO 17/14(或NAS 8),水分小于100ppm。顶轴油系统则能向每个轴承(包括发电机轴承)注入高压润滑油,以承受转子的重量。该系统还能向盘车马达提供动力油,在机组盘车时或跳闸后都能顺利投入运行。顶轴系统设计成母管制系统。顶轴油泵为3台50%叶片泵(所配电机为防爆型),其中一台备用,向汽轮机及发电机轴承供油。布置于油箱上部,保证可靠地运行并防止漏油。顶
10、轴油系统设置有安全阀以防超压。顶轴油系统采用不锈钢管、不锈钢阀门及附件。顶轴油系统退出运行后,可利用该系统测定各轴承油膜压力,以了解轴承的运行情况。故每一轴承顶轴油管路中要配置逆止阀及固定式压力表。顶轴油泵设置入口油压低的闭锁装置和滤网,以保证顶轴油泵不受损坏。顶轴油泵与主机之间设联锁。徐州彭城电厂润滑油系统流程和顶轴油系统流程分别如图8-2-3和8-2-4所示。,图8-2-3 徐州彭城电厂润滑油系统图,图8-2-4 徐州彭城电厂顶轴油系统图,三、徐州彭城电厂润滑油站介绍徐州彭城电厂润滑油站示意图如图8-2-5所示,由主油箱、主油泵、危急油泵、除油雾风机、电加热器、冷油器、顶轴油泵、双联过滤器
11、以及连接它们的管道和阀门等组成。,图8-2-5 徐州彭城电厂润滑油站示意图,1主油箱徐州彭城电厂润滑油系统主油箱能容纳所有轴承用的润滑和冷却油以及低转速下顶轴用油,保证当厂用交流电失电的同时冷油器断冷却水的情况下停机时,仍能保证机组安全惰走,此时,轴承中的润滑油能承受120的油温,润滑油箱中的油温不超过80(不影响润滑油物理和化学特性的最高油温为80)。正常运行油位以上的油箱空间能接受停机时系统内所有回油。主油箱不仅是油的储存箱,也可以对油中的气体进行分离,油箱的容量保证油的循环倍率不超过10,约为9.7,也就是进入油箱的油经过6分钟的时间到达泵的吸入口,这段时间可使油充分进行杂质沉淀和分离空
12、气。油箱的底部倾斜并在最低点设排污接口。供油系统的油经油箱油位下的进油口回到油箱第一个腔室中,油在油箱内上升过程中进行除泡沫,然后,油经过滤网进入临近的腔室,在被油泵吸入之前,流经很长的通道。主油箱配有液位指示器和液位开关,在最高、最低油位报警。主油箱设置阻火器及事故放油接口。主油箱设有油净化接口及配套油位控制阀。主油箱设有电加热器,当油箱油温低于10,油不能循环时,投入电加热器加热温度到40。,徐州彭城电厂主油箱的主要技术参数如下表8-2-2所示:表8-2-2 徐州彭城电厂主油箱技术参数,2主油泵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,以保证轴颈与轴
13、瓦之间能形成良好的油膜,并有足够的油量来冷却,汽轮机润滑油压一般取0.050.17MPa。润滑油压过高可能造成油挡漏油,轴承振动;油压过低使油膜建立不良,甚至发生断油损坏轴瓦。徐州彭城电厂润滑油主油泵出口压力0.55MPa,用于轴承润滑和冷却。电动主油泵使系统具有更佳的油泵入口吸入条件(不需要注油器或油涡轮);较少的管道布置;提高了可靠性;维护更加方便。在汽轮发电机运行状态下,其中的一个电动主油泵为所有轴承提供润滑油,主油泵直接从油箱吸油,润滑油经过滤油器、冷油器及节流阀供至各个轴承,每个轴承的润滑油量可通过节流阀进行调整。在汽轮发电机启动、停机过程中,其中的一个电动主油泵为所有轴承提供润滑油
14、。当润滑油系统中的油压下降到整定点以下,通过压力开关将第二个主油泵或危急油泵自动投入运行。,徐州彭城电厂主油泵的主要技术参数如表8-2-3所示。,表8-2-3 徐州彭城电厂主油泵技术参数,3危急油泵徐州彭城电厂润滑油危急油泵出口压力约0.25MPa,用于紧急停机时轴承润滑。在停机过程中,危急油泵直接供油到润滑油管保证轴承供油而不经过冷油器、过滤器等设备。徐州彭城电厂危急油泵的主要技术参数如表8-2-4所示。,4除油雾风机油位以上的所有空间(如油箱、回油管、轴承座等)都可能产生油雾,油箱装设排油烟机的作用是排除油箱和有可能聚集油气的腔室中的气体和水蒸气。这样一方面使水蒸气不在油箱中凝结,另一方面
15、使油箱中压力不高于大气压力,使轴承回油顺利地流入油箱。反之,如果油箱密闭,那么大量气体和水蒸气积在油箱中产生正压,会影响轴承的回油,同时易使油箱油中积水。排油烟机还有排除有害气体使油质不易劣化的作用。徐州彭城电厂润滑油系统设置2100用交流电动机驱动的抽油烟机进行油烟分离。排油雾风机可使上述空间内产生大约0.51.0 mbar的真空。风机的吸入口设置一个油分离器,可将空气排至大气并将分离的油返回油箱。如果发电机由氢气冷却,则发电机轴承配有独立的除油雾装置。汽轮机润滑油系统设计时考虑配氢冷发电机时发电机轴承油经排氢设施的回油。凡有可能聚集油气的腔室,如轴承箱、回油母管等,有排放油气的设施(设置通
16、气管与油箱真空区相通)。徐州彭城电厂除油雾风机的主要技术参数如表8-2-5所示。,图8-2-6 徐州彭城电厂排油烟系统图,表8-2-5 徐州彭城电厂除油雾风机技术参数,5电加热器徐州彭城电厂冷油器的主要技术参数如下表8-2-6所示:表8-2-6 徐州彭城电厂电加热器技术参数6冷油器徐州彭城电厂润滑油系统设有2100板式冷油器,润滑油在轴承中吸入的热量通过冷油器与冷却水进行热量交换。每台冷油器根据汽轮发电机组在设计冷却水流量、设计冷却水温(38)和5余量下的最大负荷设计。冷油器的设计和管路布置方式允许在一台运行时,另一台停用的冷油器能排放、清洗或调换。冷油器的板材根据冷却水水质(除盐水)选用不锈
17、钢材料TP316,冷油器冷却水采用闭式循环冷却水,冷却水设计温度为38。徐州彭城电厂冷油器的主要技术参数如表8-2-7所示。,表8-2-7 徐州彭城电厂冷油器技术参数,7顶轴油泵顶轴油泵为3台50%容量高压容积泵(所配电机要求防爆型),油泵出口高压油经过滤器向汽轮机及发电机各轴承供油。布置于油箱上部,保证可靠地运行并防止漏油。顶轴油泵出口压力约17.5MPa。顶轴油系统投入工作,并为液压盘车马达提供高压油。小流量的高压油将轴颈顶离轴承,避免在低转速状态下轴颈与轴承产生金属摩擦。系统油压由一个先导阀操作的压力限制阀来整定。每个轴承的供油压力由各自独立的控制阀来调节。设置逆止阀以防止机组运行时轴承
18、润滑油倒流,顶轴油系统设置有安全阀以防超压。顶轴油系统退出运行后,可利用该系统测定各轴承油膜压力,以了解轴承的运行情况,每一轴承顶轴油管路中要配置逆止阀及固定式压力表。顶轴油泵设置入口油位低的闭锁装置,以保证顶轴油泵不受损坏。徐州彭城电厂顶轴油泵的主要技术参数如表8-2-8所示。,表8-2-8 徐州彭城电厂顶轴油泵技术参数,第三节 润滑油净化系统一、系统概述润滑油系统除了合理地配置设备和系统的流程连接之外,还有一个非常重要的任务,这就是确保系统中润滑油的理化性能和清洁度,能够符合使用要求(包括系统注油和运行期间)。润滑油的理化性能在设计时就应当注意并予以妥善安排。润滑油的清洁度,则是在安装、注
19、油、运行、管理中应当十分重视、仔细处理的。为了保证系统中润滑油的清洁度,必须认真做好如下工作:(1)安装时,各种设备、管道、阀门以及通油的所有腔室,都必须清理干净,直到露出金属本色;不允许有落尘、积水(湿露)、污染物、锈皮、焊渣或其它任何异物。(2)对系统中所有的容器进行油冲洗,直到冲洗油的油质合格为止。(3)对注入系统的润滑油进行严格的检查。(4)清理干净和注油后的系统应保持全封闭状态,防止异物落入或水分渗入。(5)设置润滑油净化系统,在运行中保持润滑油的清洁度。设置润滑油净化系统的目的,是将汽轮机主油箱、小汽轮机油箱、润滑油储存箱(脏油箱)内以及来自油罐车的润滑油进行过滤、净化处理,以使润
20、滑油的油质达到使用要求,并将经净化处理后的润滑油再送回汽轮机主油箱、小汽轮机油箱、润滑油储存箱(脏油箱)。,二、徐州彭城电厂润滑油净化系统介绍徐州彭城电厂润滑油存储、净化、放油及排烟系统流程如图8-3-1所示。1润滑油净化装置徐州彭城电厂每台汽轮发电机设有一套在线润滑油净化装置。润滑油净化装置除能净化处理主汽轮机、给水泵汽轮机油箱的油,也能对贮油箱中的脏油进行净化处理。本系统还设有润滑油输送油泵,用于贮油箱和汽轮机主油箱之间润滑油的输送。主汽轮机主油箱、给水泵汽轮机小油箱、润滑油贮油箱分别设有事故放油管道,其放油排至布置在汽机房外的事故排油池。徐州彭城电厂汽轮机油净化装置系统原理如图8-3-2
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