汽轮机顶轴油系统及相关问题研究
汽轮机顶轴油系统调试方法及常见问题分析处理
冶金动力2018年第8期总第期引言顶轴油装置是汽轮机组的一个重要装置。
它在汽轮发电机组盘车、启动、停机过程中起顶起转子的作用。
汽轮机组的轴承设有高压顶轴油囊，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。
调试时需保证其压力稳定，调高系统平稳性、安全性。
本文详细介绍了上汽1000MW 等级超超临界汽轮机的顶轴油系统的调试方法及整定的调试参数，并对调试过程中出现的问题进行分析解决，对以后同类型机组的调试运行具有一定参考意义。
1系统介绍某电厂采用上海电气集团股份有限公司汽轮机厂（STP ）生产的超超临界、一次中间再热、反动式、单轴、四缸四排汽、单背压、凝汽式汽轮机。
型号为N1050-27/600/610。
机组配有三台额定出口压力20MPa 的顶轴油泵，两用一备；汽轮机采用液压马达盘车，位于1号轴承座，由顶轴油系统提供动力，通过调整机头处的进油阀可以调整盘车转速。
留有手动盘车接口，位于3号轴承座。
顶轴油由油泵供至1#瓦~7#瓦，8#无顶轴油，在每个轴承的顶轴油供油管上配置了逆止阀和节流调节阀，用以调整顶起高度。
2系统详细调试方法2.1调试前应具备的条件及准备工作(1)主机顶轴油系统所有设备、管道安装结束；(2)热工仪表及电气设备安装、校验完毕；(3)系统内各泵电机单转试验结束，已确认运行状况良好，转向正确，参数正常，就地及CRT 状态显示正确；(4)各阀门开、关动作正常，阀门严密性良好；(5)油冲洗所接的临时管道、堵头、临时滤网均已拆除，系统恢复至正常运行状态；(6)系统内所有泵和电机轴承已注入合格的润滑脂，电机绝缘测试合格；(7)润滑油箱清理结束，并已加入合格的润滑油，油箱油位正常；(8)油冲洗结束，润滑油质经化验合格，需大于NAS7级。
汽轮机顶轴油系统
汽轮机顶轴油系统1、概述（包括系统作用、流程、布置特点）顶轴装置是汽轮机组的一个重要装置。
它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（3、4、5、6、7、8号）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参数之一。
表11－2顶轴装置设备规范顶轴油系统流程见图11－11顶轴油泵油源来自冷油器后的润滑油，压力约为0.176MPa，可以有效防止油泵吸空气蚀。
吸油经过一台32μm自动反冲洗过滤装置进行粗滤，然后再经过25μm的双筒过滤器进入顶轴油泵的吸油口，经油泵升压后，油泵出口的油压力为16.0MPa，压力油经过单筒高压过滤器进入分流器，经单向阀、节流阀，最后进入各轴承。
通过调整节流阀可控制进入各轴承的油量及油压，使轴颈的顶起高度在合理的范围内（理论计算，轴颈顶起油压12～16MPa，顶起高度大于0.02mm）。
泵出口油压由溢流阀调定。
图11－11轴油系统流程系统采用了两级吸油过滤器有效地保证了系统的清洁度。
油泵采用进口的恒压变量柱塞泵，该泵具有高效率、低发热、低噪音，高压下连续运转，性能可靠、无外漏、容积效率高等诸多优点。
同时在电机和泵之间配置了高精度的联接过渡架及带补偿的联轴器，降低了整个油泵电机组的振动、噪音，保证系统整体性能的优良、可靠。
为控制两台泵的运行、切换和防止泵吸空损坏，在油泵的进出口管路上装有压力开关，当油泵入口油压≤0.03MPa时，油泵入口处压力开关接通（ON），表示吸入滤网堵塞；当泵的出口管路油压≤7MPa时，出口管路上压力开关接通（ON），应启动备用顶轴油泵。
在顶轴装置的前部是仪表盘。
汽轮发电机组顶轴油系统启动调试要点及常见问题处理
发 电 没 备
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汽 轮 发 电机 组 顶 轴 油 系 统 启 动 调 试 要 点 及 常 见 问题 处 理
ｏ ｆ ｂ ｅａ ｒ ｉ ｎｇ ｂｕ ｓ ｈ， ｅ ｔ ｃ．
Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ — ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ； ｊ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｉ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ；ｃ ｏ ｍｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ； ｔ Байду номын сангаас ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ
预防和处理对策 ， 以减 少 设 备 损 坏 、 磨瓦和碎瓦等事故的发生。
关键词 ： 汽 轮 发 电机 组 ； 顶轴油系统 ； 调 试 要 点 ；问 题 处 理 中图分类号 ： Ｔ Ｋ２ ６ ３ ． ８ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ０ ８ ６ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ４ １ ４ 一 Ｏ ４
ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ Ｓ Ｏ ａ ｓ ｔ ｏ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ，ａ ｂ ｒ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｍａ ｓ ｈ
Ｔｅ ｃ ｈ ｎｉ ｃ ａ ｌ Ｅｓ ｓ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ Ｔｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ
汽轮机介绍之顶轴油系统
顶轴油系统当汽轮机的转速很低时，在轴颈和轴承之间没有行成油膜，轴颈就会与轴承接触。
如果摩擦存在，轴颈和轴承就可能擦伤，另外，如没有油膜存在，转子转动时可能产生抖动现象，这常会引起叶片的振动。
为了防止汽轮机损坏，减小汽轮机的盘车功率，确保盘车时平稳运转，本汽轮机配有顶轴油系统，低压转子的轴承共配一套，高、中压转子的轴承是可倾瓦式，不配顶轴油装置。
一、工作过程在汽轮机#3、4轴承下半，开有高压顶轴油的油槽，此巴氏合金上的油槽会在轴颈与轴承间形成一有效的顶轴油压分布，在盘车之前，从顶轴油泵打来得油在油槽中产生一顶轴力，此顶轴力将超过转子重量将转子顶起。
于是，高压油从轴承间隙中泄出，油压降低直到作用在轴颈上的力等于转子的重量为止。
此现象是自动出现的，在盘车运转时，转子就浮在油膜上，此时的油压为5.5～12.5Mpa。
顶轴油装置采用母管制，每一顶轴油管均接到轴承附近的轴承座侧面。
本装置由柱塞泵、滤网、安全阀和压力开关等组成。
顶轴油自润滑油母管来，排入轴承座中。
二、维护顶轴油装置工作正常与否的主要标记是顶轴油压力，启动后顶轴油压应在规定范围内。
如油压偏高说明转子未充分顶起，导致高压排油不畅而憋压；如果偏低时高压管道有漏油现象或顶轴油泵及系统工作不正常，应查明原因予以消除，另外，因为顶轴油压力高，要经常检查检查顶轴油系统的密封性，做到随漏随堵，确保顶轴油压力符合要求。
油泵及滤油器应始终处于充满油状态，电气元件接触良好，确保顶轴油装置随时可以投入运行。
顶轴油泵有交流电动机驱动，此电机与吸入口油压及汽轮机的转速联锁。
当转速大于200R/MIN或吸入口油压低于0.021MPA时发出报警。
三、顶轴油装置在使用中注意事项顶轴油泵及其油管路系统新安装或经过检修后首次起动时，必须充分防放尽管道及油泵内的空气，否则，打不出油或油中含有气泡而造成油压不稳，达不到顶轴效果。
在盘车启动之前，必须首先开启顶轴油泵，检查顶轴油压应正常。
600MW汽轮机组顶轴油系统故障分析处理
600MW汽轮机组顶轴油系统故障分析处理摘要：我厂5号机组为哈尔滨汽轮机厂机厂设计、生产的超临界机组，机组型号CLN600-24.2/566/566型，该机组在运行期间进行顶轴油泵定期启动试验时，主机#3瓦振动快速上涨，在机组盘车状态运行时，两台顶轴油泵同时运行顶轴油压力偏低.。
利用机组网调调停机会，通過试验、振动频谱分析、各轴瓦顶轴油油量分配、盘车电流监视等系统分析治理，最终解决盘车状态顶轴油压力低、运行期间进行顶轴油泵启动试验主机轴瓦振动大等问题.。
关键词：超临界、汽轮机、顶轴油系统、振动、顶轴油压力1.引言我厂5号机组为哈尔滨汽轮机厂机厂设计、生产的超临界机组，机组型号CLN600-24.2/566/566型，该机组在运行期间进行顶轴油泵定期启动试验时，主机#3瓦振动快速上涨，在机组盘车状态运行时，两台顶轴油泵同时运行顶轴油压力偏低.。
利用机组网调调停机会，通過试验、振动频谱分析、各轴瓦顶轴油油量分配、盘车电流监视等系统分析治理，最终解决盘车状态顶轴油压力低、运行期间进行顶轴油泵启动试验主机轴瓦振动大等问题.。
2. 机组主要设备简介我厂5号机组为超临界燃煤机组，由哈尔滨三大动力提供主设备，汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂设计、生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、凝汽式汽轮机，机组型号CLN600-24.2/566/566型.。
顶轴油泵为2 台高压轴向柱塞泵，一台运行，一台备用，向汽轮机及发电机各轴承供油.。
3. 顶轴油系统作用顶轴油泵是当汽轮机机组启动时，向机组各轴瓦供油将轴抬起的装置，每台汽轮机配置有两台顶轴油泵，顶轴系统是汽轮发电机组的一个重要系统，它担负了机组的启动、停机過程中盘车暖机和均匀降温时转子的顶起任务.。
汽轮机组各轴承均设有高压顶轴油囊，顶轴装置所提供的高压油在油囊内形成静压油膜，强行将转子顶起，避免了汽轮机低速转动過程中轴颈和轴瓦之间的干摩擦，减少了盘车力矩，对保护机组，特别是保护转子和轴承起着重要的作用.。
汽轮机油系统的常见故障及解决对策
汽轮机油系统的常见故障及解决对策摘要：汽轮发电机润滑油系统基本都采用主油泵—射油器的供油方式，主油泵由汽轮机主轴直接驱动，其出口压力油驱动射油器投入工作。
润滑油系统主要用于向汽轮发电机组各轴承提供润滑油，向汽轮机危急遮断系统供油，向发电机氢密封装置提供油源，以及为主轴顶起装置提供入口油。
本文根据作者多年工作经验，对汽轮机检修中油系统的常见故障进行了详细的分析，并提出了相关的解决对策，共大家学习和借鉴。
关键词：汽轮机；检修；油系统；常见故障；解决对策1、引言汽轮机油系统故障分析及对策油系统是汽轮机的重要组成部分，其工作状况直接影响到机组的安全经济运行。
因汽轮机油系统导致机组故障、设备损坏的事故屡有发生。
在机组基建阶段和运行阶段都会出现故障。
严重影响汽轮机机转子的寿命。
甚至引起汽轮机转子报废。
2、汽轮机油系统的组成汽轮机油系统主要由主油泵，射油器，交流电动油泵，直流电动油泵，集装油箱，溢流阀。
冷油器，切换阀，油烟风机，顶轴油泵，密封油泵及集装油管的附件组成。
2.1 主油泵主油泵为单级双吸离心式油泵，由汽轮机转子直接驱动，它为射油器提供动力油，向调节保安系统提供压力油。
2.2 射油器射油器安装在油箱内油面以下，工作时，主油泵来的压力油以很高的速度从喷嘴射出，在混合室中造成一个负压区，油箱中的油被吸入混合室。
同时由于油粘性，高速油流带动吸入混合室的油进入射油器喉部，从油箱中吸入的油量基本等于主油泵供给喷嘴进口的动力油量。
2.3 交流和直流电动油泵交流润滑油泵、直流事故油泵，交流润滑油泵、直流事故油泵一般都安装在润滑油箱盖板上。
当机组在起动和停机工况时，交流润滑油泵代替主油泵向保安系统提供压力油。
代替供润滑油射油器，向机组各轴承及盘车装置、顶轴装置提供充足的润滑油，同时也为氢密封油泵提供油源，直流事故油泵在机组处于事故状态时，代替交流润滑油泵，在机组发生交流失电时为机组提供必要的润滑油，以保证机组安全停运，但直流事故油泵不能用于机组起动或正常运行。
北重330MW火电汽轮机顶轴油供油系统压力波动原因分析
北重330MW火电汽轮机顶轴油供油系统压力波动原因分析摘要：本文介绍了北重330 MW 火电汽轮机在运行过程中顶轴油供油系统压力波动问题，分析了其产生的原因及解决办法，为该类型机组存在类似问题提供一定的借鉴经验。
关键词：顶轴油供油系统；压力波动；突降；分析；0 前言：火电汽轮机在启动、停机时都需提前投入顶轴油系统，顶轴油泵通过轴瓦底部供油口将高压润滑油输送至轴径与轴瓦之间形成静压油膜，顶起转子。
避免轴径与轴瓦干摩擦导致低速碾瓦事件，同时可降低机组启动力矩及减小盘车功率。
本文着重介绍山西某热电厂顶轴油供油系统在运行过程中压力发生异常波动的原因及分析。
1 系统介绍山西某热电厂汽轮机为北京汽轮电机有限责任公司生产的N330－17.75/540/540 型亚临界、一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机。
配套顶轴油供油系统由上海汇益公司生产，顶轴油供油系统配备两台由交流(AC)马达驱动的高压柱塞泵，一用一备，每台泵通过分油器提供8个轴承供油,每个轴承供油管通过直管段和一个止回阀接至一个汽机径向轴承上。
单台油泵入口配有油过滤器和差压开关，出口设有压力开关，流量计及单向阀，系统共用一台溢流阀。
顶轴油供油系统直接从主油箱进行取油，在启停过程中，如因某些原因机组失去润滑压力油时，顶轴油供油系统不受影响。
北重330MW火电汽轮机润滑油主油泵采用PE75外啮合斜齿轮泵，其安装于12.6米前轴承箱内，动力由汽轮机转子驱动，油泵参数如下：额定转速 963.5r／min出口压力(泵轴高度) 3 bar额定转速下流量 60.2L/S许可最小流量 59L/S泵最大流量 76L/S润滑油主油箱横卧于6.3米平台，处于顶轴油供油系统斜上方，方便油泵吸油及尽量缩短顶轴油供油系统溢流回油距离。
油箱外壳为10mm厚碳钢钢板焊接而成，润滑油箱工作容积为20 m3，主油箱设有就地磁翻板液位计及远传雷达4～20mA信号液位计变送器，液位计刻度范围0～1600mm，0刻度距油箱底部900mm。
汽轮机顶轴油系统讲解学习
一、汽轮机为什么要设置顶轴油系统？随著汽轮发电机组容量不断增大，转子重量增大，单一的润滑油已不能满足连续盘车的需要，为减少转子转动力矩和避免轴瓦的磨损，大型汽轮发电机组普遍增加了大轴顶起系统，当进行连续盘车时开启顶轴油系统，能使转子稳定转动。
20世纪60年代以来，带有顶轴油系统的大型汽轮发电机组由10r/min以下的低速盘车，发展到65r/min的高速盘车，从理论上讲，高速盘车利用转子与轴瓦的相对运动，可形成稳定的油膜，盘车稳定后可停止顶轴油系统，但实际上往往始终投入，因此高速盘车的优点不能充分体现。
所以近几年来，10r/min以下的低速盘车普遍被采用。
二，新型顶轴油系统的组成及特点。
1、系统组成：经专家设计的新型顶轴油系统能满足改造后的33万千瓦机组的需要，新型顶起装置由下列主要部件组成：变量柱塞泵组2×100%、溢流阀、滤油器块、单向节流阀组等。
2、主要特点：.采用进口变量柱塞泵，冗余配置，适应流量变化，减小压力波动；增设双联滤油器块，提高进入泵及轴承油的清洁度；采用进口节流阀、溢油阀等关键元件提高系统可靠性；采用集成结构使系统接管方便美观。
3、工作原理：该装置主要由变量轴塞泵(Q＝100L/min、P＝14MPa(140kgf/cm2))、电动机Y200L-4B35(N ＝30千瓦)、单向节流阀(Q＝40L/min、P＝32MPa(G)(320kgf/cm2))、溢油阀〔Q＝40L/min、P ＝4～16MPa(G)(140kgf/cm2))、滤油器(Q＝100L/min)、分流器、法兰管接头及一定数量连接管道等组成。
当机组启动前，来自润滑母管的油经滤油器后进入变量轴塞泵，使其压力增高到14MPa(140kgf/cm2)时，再进入分流器、单向节流阀，最后进入各轴承。
通过调节单向节流阀及溢流阀，可控制进入各轴承的油量及其压力，使轴的顶起高度在合理的范围内(顶起高度在0.05～0.10mm，顶起油压力在10～14MPa(100～140kgf/cm2))。
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助转子在静止以及低转速时建立润滑油膜，使轴承润滑油膜
３顶轴油系统联锁
通过顶轴油系统来建立润滑油膜，是防止汽轮机轴承在 低转速时碾瓦的有效手段。顶轴油系统功能单一，设施简 单，设计上要求在机组启动前先投入顶轴油泵运行，在建立 轴承润滑油膜后，再投入汽轮机盘车；汽轮机冲转后当转速 高于某一定值时顶轴油泵撤出运行，在停机时当转速低于某 一定值后顶轴油泵自动启动；顶轴油泵投运后要求能保持顶 轴油系统压力，当一台顶轴油泵出现故障或顶轴油系统压力 低于某一定值时，另一台备用油泵能自动启动；另外，当顶轴 油泵进口压力低于定值或者发生电气故障时能联锁跳泵，其 他如出现顶轴油系统压力低、过滤器差压高、电气故障时发 出报警信号㈨。 对于机组启停过程中顶轴油系统投运或撤出时的汽轮 机转速，各汽轮机厂家根据所配置轴承的形式、结构、荷载水 平等不同，选取的速度也不一样。在机组启动时为确保轴承 润滑油膜已经可靠建立，要求在转速较高时才能停运顶轴油 泵，在停机时为使轴承润滑油膜不被破坏，也要求在转速较 高时就能自动启动顶轴油泵，这两个转速可以不同，但多数 厂家设置一样，一般大于１０００ｒ／ｍｉｎ；也有厂家认为其配置的 轴承在转速较低时润滑油膜已经建立，在停机时润滑油膜也
不会破坏。在某些机组上采用了较低转速，如上汽西门子技 术的超超临界汽轮机采用５１０ｒ／ｍｉｎ转速，东汽三菱技术的 ９Ｆ燃气轮机采用５００ｆ／ｒａｉｎ转速，各厂家设计的顶轴油泵启 停时联锁的汽轮机转速见表１。 表１ 顶轴油泵启停时联锁的汽轮机速度单位：ｒ／ｍｉｎ
４顶轴油系统相关问题
汽轮机设备配置顶轴油系统，目的是在低转速时建立可 靠的润滑油膜，减小轴承碾瓦概率，但并不能保证轴承不发 生碾瓦事故，多一个设备本身就多一个故障点。碾瓦问题不 仅受顶轴油系统配置水平、轴承荷载、润滑油黏度及清洁度 的影响，也受设备安装调试质量、轴承自位能力、油泵联锁逻 辑、运行维护水平等因素的影响ｍ’“，稍有不慎，仍可能发生 碾瓦及轴颈磨损等事故。 ４．１顶轴油管及连接问题 某电厂４号机组，系６００ＭＷ亚临界机组，在试运转时７ 号轴承（发电机前轴承）轴振一直偏大（大于ｌｌＯｉＪａｎ），某次 运行中发现７号轴承大量漏油而紧急停机，惰走时７号轴承 瓦温从８０℃开始下降，在转速降到２５００ｒ／ｍｉｎ时顶轴油泵自 动启动，当转速降到３６０ｒ／ｒａｉｎ时瓦温又从６０℃开始上升，在 转速降到８０ｒ／ｍｉｎ时瓦温上升到最高值９５．６。Ｃ。停机检查发 现轴承箱内顶轴油钢管（＋１８×２）与箱体连接的焊缝完全断 裂，下瓦已经碾瓦，顶轴油囊也被乌金填没。分析主要原因 是顶轴油管道安装质量差，同时轴承存在较大振动，传递给 油管，加速了钢管焊缝的疲劳，导致焊缝疲劳断裂，最后造成 ７号轴承失去顶轴油，润滑油膜被破坏。
的建立不受转子速度影响，避免出现低转速时的边界润滑状 态或干摩擦状态ｂ ｏ。润滑油经高压顶轴油泵升压后，经轴承 下瓦的油囊进入轴颈与轴瓦的接触面，利用压力顶起汽轮机 转子，在轴颈与轴承之间建立一层一定厚度的润滑油膜，使 轴颈与轴承脱离金属直接接触状态，防止轴颈与轴承干摩擦 导致的碾瓦事故；顶轴油系统直接增加了轴颈与轴承滑动面 之间的冷却油流量，确保轴承摩擦产生的热量被带走，防止 低转速时轴瓦温度上升；顶轴油系统使机组投盘车时减轻盘 车启动转矩，并在盘车正常运行时降低盘车动力；由于顶轴 油系统确保了轴承润滑油膜的建立，方便了盘车转速的选 择，厂家一般选用低盘车转速；当一定厚度的润滑油膜建立 后，还可以使润滑油中尺寸小于油膜厚度的机械杂质顺利通 过，减轻细小颗粒物对轴承以及轴颈的磨损；另外，顶轴油系 统还可以使盘车装置采用液压马达，并提供动力。
２顶轴油系统配置
顶轴油系统作为润滑油系统的一部分，主要由顶轴油
１顶轴油系统功能
汽轮扭．亟抽油系统是润澄油系统的组成部分，目的是帮
收稿日期：２０１６－０１—１８
泵、过滤器、分流器、热工监测元件、管道及阀门等设备组成。 顶轴油泵可以直接从主油箱取油，也可以从压力润滑油管取 油；前者顶轴油泵进口压力低，后者能有效防止油泵吸空现
第５８卷第３期 ２０１６年６月
汽轮机技术
ＴＵＲＢＩＮＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ＿５８
Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．２０１６
汽轮机顶轴油系统及相关问题研究
谶铽扬
（浙江浙能技术研究院有限公司，杭州３１０００３）
摘要：大型汽轮机组在高速运行时能建立良好的润滑油膜，但在低速运行时，由于转子重量重，轴承比压大，无法形 成稳定的润滑油膜。为防止转子在低转速时发生轴承碾瓦事故，大型汽轮机有必要设计足够容量和压力的顶轴油 系统，用于建立可靠的轴承润滑油膜。对于没有配备顶轴油装置的可倾瓦轴承，建议增装顶轴油装置来防止碾瓦。 对于已经配备有顶轴油系统的椭圆瓦轴承，要保证设备维护质量，提高润滑油品质，并且设置合理的顶轴油泵启动 联锁转速，来防止因轴承卡涩而导致的碾瓦事故。 关键词：汽轮机；顶轴油；轴承碾瓦：转速 分类号：ＴＫ２６３．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－５８８４（２０１６）０３－０２２３－０３
万方数据
第３期
谢尉扬：汽轮机顶轴油系统及相关问题研究
某电厂２号机组，系１０００ＭＷ超超临界机组，盘车转速 正常值为４８ｒ／ｍｉｎ～５４ｒ／ｍｉｎ，实际投运后因顶轴油压力偏 低，盘车转速只能达到４４ｒ／ｍｉｎ，经反复排查，结果发现１号 轴承箱前的顶轴油模块内漏装了逆止阀，使盘车投运时部分 顶轴油泄漏到１号轴承的润滑油管中去，造成顶轴油压力偏 低，加装逆止阀后顶轴油压力和盘车转速均变得正常。
ｈｅａｖｙ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｒｏｔｏｒ ａｎｄ ｂｉｇ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ
ｔｏ
ｂｅａｒｉｎｇ．Ｉｎ
ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｖｏｉｄ
ａ
ｊａｃｋｉｎｇ
ｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｅｎｏｕｇｈ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ
ｂｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｆｏｒｍｉｎｇ
ｓｔｅａｄｙ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｐａｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｊａｃｋｉｎｇ ｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ，ａｄｄｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐａｄ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ
ｊａｃｋｉｎｇ
ｏｉｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ
Байду номын сангаасｊａｃｋｉｎｇ
ｏｉｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐａｄ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ
ｂｅａｒｉｎｇ ｂｉｔｔｅｎ
ｃａｌｌ
ｂｅ ｔａｋｅｎ ｂｙ ｋｅｅｐｉｎｇ
ａ
ｇｏｏｄ ｑＩｌａｌｉｔｙ ｏｆ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｒａｉｓｉｎｇ ｌｕｂｅ ｏｉｌ
ｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｊａｃｋｉｎｇ Ｏｉｌ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｉｓｓｕｅｓ
ＸＩＥ Ｗｅｉ．ｙａｎｇ
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ
Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｒ＆Ｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ
３１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｆｉｎｅ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｌｌ
轴承箱内顶轴油管道分金属钢管和高压软管两种，采用 钢管连接到轴承下瓦时，由于箱体内空间有限，钢管柔性不 足，会影响到轴承的自位能力，轴承的振动反过来也会影响 到钢管，造成焊缝疲劳断裂等问题，因而，现已普遍采用高压 软管连接，以避免两者相互影响，应特别注意软管质量以及 连接接头的安装质量，很多机组发生过因软管爆裂或连接接 头泄漏而导致的碾瓦或者盘车问题。 ４．２轴承自位问题引起碾瓦 某电厂７号机组，系１０００ＭＷ超超临界机组，在某次停 机过程中，１号轴承温度从１０１０ｃ开始下降，但在机组转速降 到１６００ｆ／ｒａｉｎ时瓦温又从９０℃开始波动上升，在转速降到 ７４５ｒ／ｍｉｎ和６２７ｒ／ｍｉｎ时出现两个峰值，最高均达到１２６℃， 该机组的顶轴油泵在转速降到５１０ｒ／ｍｉｎ时自动启动，顶轴油 泵启动后瓦温迅速下降。该轴承为球面座椭圆瓦，翻瓦检查 发现下瓦左侧的定位键太松，配合间隙超标，上瓦左侧的限 位键也已松动，整个下瓦乌金已严重磨损，轴承箱底部堆积 了被挤碾出来的乌金片。从下瓦乌金表面受磨损的痕迹看， 左前方的乌金受挤碾程度比其它部位严重，说明该瓦在运行 中已经倾斜，轴承自位出现问题。该轴承在正常运行时瓦温
０前言
当汽轮机在额定转速运行时，由于转子高速旋转，在转 子和轴承之间能建立良好的楔形润滑油膜，冷却油量也充 足，轴承的乌金温度上升有限，一般不会发生轴承损坏事故。 随着汽轮机组容量的不断增大，汽轮机转子的重量越来越 重，轴承的荷载和比压也越来越大，轴承比压的增加会降低 润滑油膜厚度，从而使进入轴承油隙的冷却油量也减少。当 大型汽轮机组在低转速运行时，也即在汽轮机盘车，或者在 启动和停机过程中，特别是转速在３００ｒ／ｍｉｎ～５００ｒ／ｍｉｎ以下 时，转子与轴承之间的楔形润滑油膜尚未充分建立，或者建 立得还不稳定，轴承处于边界润滑状态，此时的润滑油膜厚 度非常薄，由于受轴承荷载、金属表面粗糙度、润滑油黏度以 及机械杂质等影响，轴颈与轴承时不时会发生金属直接接 触，甚至干摩擦，最后可能导致碾瓦事故¨…。因此，为了保 证机组的安全运行，大型汽轮机组有必要设计顶轴油系统， 利用顶轴油压力，在转子静止或低转速时帮助建立润滑油 膜，确保轴承有良好的润滑和冷却效果。