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1、第六章主机油系统第六章 汽轮机供油系统汽轮发电机组的供油系统是保证机组安全稳定运行的重要系统。伊敏煤电公司600MW汽轮发电机组的供油系统采用汽轮机油作为轴承润滑油和氢密封油，采用抗燃油作为调节动力用油，它们是两个完全独立的油系统。在机组正常运行时，润滑油系统由主轴带动的主油泵供油。其基本功能是为机组全部轴承和盘车装置提供润滑油，为发电机氢密封系统供油以及为其它保安系统提供安全压力油。由于机组容量较大，为了提高调节系统的工作性能，增加它的可靠性和灵敏度，要求有更高的工作油压，以改善调节响应的品质，减小执行机构的尺寸，降低机械惯性和摩擦的影响，减少耗油量。但油压的提高可能会引起更多的油泄漏，增加

2、了发生火灾的危险。因此在润滑油系统之外另设一采用具有高闪点抗燃油独立的、封闭的抗燃油供油系统，常称为EH（Electric Hydrolic）油系统。主机油系统是指汽轮发电机组的润滑油系统、顶轴油系统、调节/安全油系统及发电机密封油系统。第一节 润滑油系统一、概述本机组的润滑油系统（见图6-1）采用汽轮机油，系统除为全部、汽轮发电机组轴系的支持轴承、推力轴承和盘车装置提供润滑油外，还为发电机氢密封油系统提供高压和低压密封油，同时为其它保安系统提供安全压力油。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作的启动试验阀门。润滑油系统包括主油箱、主油泵、交流备

3、用润滑油泵、直流润滑油泵、顶轴油系统及顶轴油泵、两台100%的容量的冷油器、两台100%的容量的排油烟风机、管道和有关监测监视仪表等。其主要设备技术参数如表6-1所示。本机组设置两台冷油器，一台运行一台备用。冷油器的冷却水为海水，冷油器的换热管材采用钛管，冷油器的管板采用钛复合板，壳体材料采用0Cr18Ni9，水室采用了衬胶防腐措施，并有防止衬胶防腐层脱落的措施。二、主油泵润滑油系统的主油泵安装在汽轮机高压转子前端，与汽轮机主轴采用刚性连接。主油泵为双吸式单级离心泵（如图6-2所示）。它供油量大，出口压头稳定，轴向推力小，且对负荷的适应性好。在额定转速或接近额定转速运行时，主油泵供给润滑油系统

4、的全部压力油。这种主油泵不能自吸，因此在汽轮机启动和停机阶段要依靠电动机驱动的辅助油泵供给机组用油和主油泵进口油。在正常运行时，主油泵由注油器提供一定压力的进口油。如果主油泵的吸油管道中进入了气体，泵的正常工作会被破坏，从而造成润滑油系统的工作不稳定，因此主油泵的进口必须保持一定的正压。离心油泵的出口油压基本上与转速的平方成正比，随着汽轮机转速的升高，主油泵的出口压力也增高。当汽轮机的转速达到90%额定转速时，主油泵和注油器就能提供润滑油系统的全部油量，这时要进行辅助油泵和主油泵的切换。切换时应注意监视主油泵出口油压，当油压值异常时应采取紧急措施，以防止烧瓦。图6-1 润滑油系统图6-2 主油

5、泵表6-1 润滑油系统主要设备技术参数名 称单 位数 值1、采用的油牌号、油质标准32L-TSA/GB11120-89 NAS7级2、油系统需油量 m3503、轴承油循环倍率84、轴承油压MPa(g)0.1180.00985、组合油箱型式卧式圆筒型有效容量m350.4外形尺寸（长宽高）mmmmmm30327000设计压力MPa(g)常压材料Q235A油箱重量kg16000回油流量m3294.86、主油泵型式离心制造厂三菱容量m3/h456出口压力MPa(g)2.06入口压力MPa（g）0.098材料： 壳体 ZG230-450 轴34CrMo1V 叶轮ZG230-450 总重kg9867、电加

6、热器功率kW424电压V2208、冷油器型式管式数量台2100%冷却面积m22600冷却水入口设计温度38进/出口油温65/45冷却水流量m3/h750油量m3/h287管阻MPa(g)0.046管子尺寸（外径壁厚）mmmm191设计压力： 管侧MPa(g)1.0 壳侧MPa(g)0.6设计温度： 管侧80 壳侧80材料： 管子HSn70-1B 壳体Q235-A 水室Q235-A 管板16MnR管板尺寸（外径壁厚）mmmm160065每台总重kg201509、交流润滑油泵型式立式、离心式制造厂数量台1容量m3/h292.7出口压力MPa(g)0.283转速r/min1480材料： 外壳ZG23

7、0450 轴25Cr2MoVA 叶轮ZG1Cr13电动机 型式三相交流异步防爆 容量kW45 电压V380 转速r/min1480 总重kg109410、直流事故油泵型式立式、离心式数量台1容量m3/h292.7出口压力MPa(g)0.283转速r/min1480材料： 泵壳ZG230450 轴25Cr2MoVA 叶轮ZG1Cr13 电动机 型式直流 容量kW40 电压V220 转速r/min1480 总重kg109711、顶轴油泵型式高压轴向柱塞泵制造厂上海高压泵厂数量台2容量kg/h3311 最高出口压力MPa(g)31.5转速r/min1000 材料： 壳体ZG230-450 轴38Cr

8、MoAL 柱塞25Cr2MoVA电动机 型式三相异步防爆 容量kW30 电压V380 转速r/min1000 总重kg6612、氢密封备用油泵型式螺杆泵制造厂天津工业泵厂数量台1容量m3/h42.7电动机型式三相交流异步防爆容量kW22电压V380转速r/min2930总重kg15313、主油箱排油烟机型式离心式制造厂余杭特种鼓风机厂数量台2容量m3/h1500电动机：型式三相交流异步防爆容量kW4电压V380转速r/min2980总重kg78414、贮油箱容量m3602尺寸mmmmmm34408000/个贮油箱重量（空重）kg3489515、盘车油泵型式立式、离心式出口压力MPa(g)0.2

9、83供油量m3/h292.7在机组正常运行时，主油泵的进油由装于油箱内的注油器供给，主油泵出口的压力油作为动力油驱动注油器，其乏油经冷油器之后送往各轴承作为润滑油。机组在启动、升速过程或停机情况下由盘车油泵向润滑系统供油。若盘车油泵不能正常工作，则启动直流事故油泵维持润滑油压。当机组在90%额定转速以下时，辅助油泵代替注油器向主油泵进口供油。 由图6-2可以看出，在注油器处设有节流阀、旁路阀和泄油阀。节流阀主要控制进入油蜗轮泵的压力油流量；旁路阀主要控制旁路（绕开注油器而直接进入润滑油系统）中的压力油流量；泄油阀控制最后的润滑油压力。机组在首次冲转到3000r/min后，须对上述二只阀门进行配

10、合调整，使其既有足够的压力油进入注油器，以保证主油泵进口所需的油压，又能保证有足够的油量向润滑系统供油。正常运行时，要求的油压（汽缸中分面标高）为：主油泵进口处油压0.098MPa(g)；主油泵出口处油压2.06MPa(g)；润滑油压0.1180.0098MPa(g)。 盘车油泵和辅助油泵均能在集控室CRT或就地控制盘上控制其启停。事故油泵可在集控室备用盘上或就地控制盘上控制启动，而其停运只能在就地控制盘上操作。当盘车油泵或辅助油泵发生电气故障时，它们将各自停运并报警。但事故油泵发生电气故障时，则只报警，继续运行，直至人工操作停运。 当发生下列任一情况时，备用的盘车油泵自动启功： （1）轴承润

11、滑油压0.11MPa； （2）主油泵出口油压1.21MPa； （3）发电机主开关跳闸3s内。 当发生下列任一情况时，备用的直流事故油泵自动启功： (1)轴承润滑油压0.11MPa； (2)主油泵出口油压1.14MPa； (3)盘车油泵交流电源失电。当主油泵进口油压60A）；(2)一台顶轴油泵运行情况下，其顶轴油压25.1MPa时，则另一台也投运；(3)运行的一台顶轴油泵电气故障，则另一台投运。当顶轴油母管内的油压降至25.1MPa时，压力开关动作，发出报警信号；当润滑油箱内的油位降至低一低油位时，或顶轴油泵进口压力低于0.2MPa时，顶轴油泵自动停运。只有在汽轮机转速高于2900r/min或另

12、一台备用顶轴油泵已经运行的情况下，才能手动停运原来运行的顶轴油泵。第三节 润滑油净化系统一、概述润滑油净化系统是清除润滑油中的水分、固体颗粒和其他杂质。润滑油净化系统是通过沉淀、过滤和精处理等手段来达到净化油目的的。润滑油净化系统由净油装置、输油泵、循环油泵、再生油泵、排油烟机等组成。净油装置的本体用钢板焊接而成，其内部结构分三部分：沉淀室、过滤室和精处理室，如图6-6所示。从再生油泵来的润滑油经气动液位控制阀LCV后，进入净化油箱内的沉淀室，经过一个由多孔铝薄片组成的沉淀滤网后，去除润滑油中水分，并经重力疏水阀将分离出来的水排入地沟；从沉淀室出来的润滑油进入过滤室，经过28个聚丙烯纤维袋过滤

13、，除去颗粒度70m的机械杂质，并将沉淀室来的水经重力疏水阀排入地沟；由过滤室出来的润滑油再经过循环泵送入精处理室，经7个精处理、凝聚过滤元件后，除去颗粒度3m的机械杂质，再次分离润滑油中的水分，将其排入地沟，并将经净化处理后的润滑油输送至汽轮机主油箱。经净化处理后的润滑油，其釉质为：含水量1%；含金属杂质颗粒度1m；含非金属杂质颗粒度3m；含其他杂质颗粒度40m。 上述润滑油净化系统的运行控制程序如下： （1）润滑油净化系统通过位于净化油箱侧的就地控制盘机械操作，如投运、停运净化油箱，启动、停止再生油泵、循环油泵和排烟风机。该控制盘上还设有自动手动运行、正常/再循环的选择按钮，并配有报警指示灯

14、，报瞥信号同时引入主控室。（2）当精处理室内的油位低于或为“低油位”时，则通过其液位开关打开气动液位控制阀LCV ，并启动再生油泵，润滑油便流入净化油箱；当精处理室内的油位上升至高油位时，其液位开关则启功循环油泵，润滑油经精处理室过滤元件后，进入汽轮机油箱或润滑油储存箱（清洁油箱）。 （3）当来自再生油泵的润滑油量与循环油泵送出的润滑油量不匹配时，造成油位过高或过低时，则可分别通过其油位开关控制再生油泵或循环油泵的启或停，直到油位恢复正常为止。图6-6 润滑油净化系统示意图（4）如果过滤室内的过滤袋堵塞，造成沉淀室和过滤室内的油位上升至高油位时也可通过其液位开关关闭液位控制阀LCV，停止再生油

15、泵的运行，并发出报警信号。 （5）如果精过滤室元件堵塞，而导致精过滤室前后压差达到0.172MPa，则停止油净化系统的运行。 （6）当油温63时，电加热器(220V、60kW )投用；当油温67，电加热器停用，随后润滑油输送泵或再生油泵维持运行5min，避免加热器中的油温继续升高。电加热器上设有一只安全阀，其压力整定值为0.3Mpa。 (7)当排烟风机前后压差达到0.5Pa时，或第三级过滤室油温高时，发出报警信号。二、工作原理污染油进入本设备首先经过二组粗过滤器除去较大颗粒的机械杂质,经红外线加热器对装置内油液进行加热，当油液加热到一定温度时（由自动恒温仪进行温度控制），加热后因油和水的膨胀系

16、数不同，密度差会很快增大，从而加速了“油包水型”、“水包油型”液膜的破坏，同时加热使油的粘度降低，有利于水珠的聚集和沉降，热油在缓冲器中得到缓流、卸荷，继而以偏心方式进入柱形凝聚室下方的离心室内，轻微的离心作用仅使油液膜发生变形，而不使油液搅浑，由于油与水的结合力下降，并且油与水的比重不同，当涡状油液由下而上逐级穿过专用分离塔时，细小分散的水滴在下沉中，经分离塔组合汇集成越来越大的水珠，在旋涡与重力共同作用下，由锥面向锥顶汇集，最后沉降到底部，由于引水室中事先注有引水，在亲和性作用下，会使油中和水份与引水室中的存水汇合，初步净化的油液经过特殊分离塔和油位控制装置及强冷凝装置的真空分离专用脱气系

17、统装置，对油中的残余含水进行真空深度分离，较干燥的油液经排油泵提高压力后通过精滤器（排油量由自动油位控制器控制），进一步滤除细微的固体杂质的油液为洁净油。三、主要设备技术特点1粗滤器。粗滤器部分有二级，其中一级粗滤滤除较大的机械杂质，二级粗滤可以除去25um以上的机械杂质。滤芯为不锈钢丝网做成，滤芯孔径为200目，它的作用是可以除去较大的机械杂质,避免油净化装置各油路形成堵塞,减少油泵的磨损。2加热器。根据真空度与温度的关系曲线,当真空度达到0.075MPA时,水在25左右即可沸腾汽化。在本设备中加热器为远红外辐射式加热器，它的作用是可以对油液形成热辐射式加热，它分为三组，采用逐级加热，避免了

18、在热传导引起的局部油液受温过热而氧化的现象。温度设定后可自动进行控制。3缓冲器。本设备设置缓冲器的作用是为了防止用户油箱的位置过高，对设备进油起到缓冲作用。4离心分离系统。本系统对于油液中的大量含水可以起到粗滤的作用,对于游离态的水,本系统可以除去很大一部分。本系统内部结构是由不锈钢丝网形成的旋转轨道式结构，共有数十层离心轨道，轨道部份涂上了亲油性较强的涂料。当油液在由下而上的旋转运动中自然形成很强的漩涡，而加热后的油液由于水和油液的结合力下降，在漩涡的作用下很容易使水份向中间流动，最后在中间形成水珠沉降，与下部的引水室内的水结合，起到粗脱水的作用。5破乳化系统。本系统由三部分组成，一是进油过

19、滤器，二是乳化剂室，三是出油精过滤器。其中进油过滤器是和粗滤器一样，滤网孔径是200目的，它的作用是使进入吸附室内的油液进一步受到净化，而且起到使油液中的有害物质（如皂类、酸类、胶质、沥青质等）容易被吸附剂吸附。乳化剂室的作用是盛破乳化剂，本系统中的破乳化剂可以装100200Kg，对于油量在3060吨的油液可以不用添加第二次吸附剂，经吸附剂处理后的油液可以达到新油的使用标准。出油精过滤器的作用是为了使油液在吸附处理的过程中，防止吸附剂破碎后重新给油液形成新的污染，它也是不锈钢丝网做成，滤网的孔径是600目。6真空分离系统。 真空分离系统是透平油净化装置TYII12000L/H的主要核心部分，一台真空油净化装置性能的好坏主要就是看真空油净化装置的脱气部分。目前，国内的真空油净化装置按被处理油在气液分离罐中的存在形式，归纳起来有三种，即体积状、雾状和油膜状。其中体积状工艺最简单，它的特点是油在分离罐中形成充满罐壁的整体状态，油的上面空间被抽成真空时，水蒸气仅从上面得到挥发，挥发面积很小，效率很低；雾状比体积状有所改进，因油液从上部喷淋