汽轮机润滑油系统直流事故油泵联启后无法停运的原因分析及对策

杨永斌

（阳城国际发电有限责任公司，山西 晋城 048102）

某电厂一期工程总装机容量为2 100 MW(6×350 MW)，6台机组的汽轮机均由德国西门子公司生产，其型号为K30-40-16、N30-2×10，为反动式单轴双缸、双排汽、亚临界、一次中间再热、节流调节凝汽式汽轮机。每台机组的汽轮机润滑油系统均配有2台交流润滑油泵和1台直流事故油泵。其中，2台交流润滑油泵在正常运行时一用一备，直流事故油泵则是在交流润滑油泵切换时、故障时联启补充油压，或者当机组发生事故、交流润滑油泵失去时为保证机组安全停运而使用。这2种油泵的具体参数见表1，润滑油系统如图1所示。

表1 润滑油泵参数

1 设备故障情况

(1) 2011-06-19，对4号机组低压备用电机进行定期绝缘(II段)测试。在测量42主机润滑油泵绝缘时(需要给42主机润滑油泵停电)，直流事故油泵因42交流润滑油泵(以下简称交流油泵)停电时发故障报警而联启。42交流油泵绝缘测量完毕后送电列备，手动停运直流事故油泵，但主机润滑油系统立刻发“CP019＜320 kPa”报警。通过油系统联锁联启42交流油泵和直流事故油泵，待油压正常后延时5 s，42交流油泵自动停运(注：因为此时41交流油泵为预选泵，42为非预选泵，故油压正常后非预选泵自动停运)。此时再次停运直流事故油泵，仍发“CP019＜320 kPa”报警。再次联启42交流油泵和直流事故油泵，仍然无法停运直流事故油泵。由于润滑油泵油压低为汽机主保护，因此没再继续试停。随后，联系热工人员对CP019压力开关进行校对，发现该压力开关的压力定值漂移为340 kPa。重新整定CP019压力开关定值为320 kPa后，手动停运主机直流事故油泵，仍然出现前面的现象，无法停运直流事故油泵。此后，将“2台交流润滑油泵同时运行，油压正常后延时5 s停运未预选油泵”的逻辑修改为“延时20 s”，然后手动改交流油泵预选(注：改预选时，先是2台交流油泵同时运行，油压正常后停未预选泵)。2台交流油泵同时运行，在20 s内立即手动停运主机直流油泵，然后20 s后未预选的41交流油泵自动停运，这次未发油压低报警，主机直流事故油泵安全停运。当时，4号机冷油器后的润滑油温48.1 ℃，母管油压349 kPa，交流油泵出口压力483 kPa。在直流事故油泵启动后，母管油压逐渐升至399 kPa，交流油泵出口油压也已升至502 kPa。

(2) 2011-07-01，1号机组汽机2号轴瓦温度高达101℃。为了控制轴瓦温度，准备将主机润滑油冷油器切换手柄切至中间位，使2个冷油器并列运行，以降低润滑油温。切换前润滑油温50 ℃，润滑油母管油压350 kPa。在将切换手柄切至中间位的初期，同样发出“CP019＜320 kPa”报警。交流油泵和直流事故油泵联启，待油压正常后未预选的交流油泵自动停运，在手动停运直流事故油泵时，同样出现直流事故油泵无法停运的现象。随后，保持1台预选交流油泵和直流事故油泵同时运行，冷油器切换手柄位于中间位，待冷油器后油温降至47 ℃、润滑油母管油压升至379 kPa后，再次手动停运直流事故油泵，停运正常。

图1 润滑油系统示意

2 故障原因分析

(1) 夏季来临后，润滑油温会随着环境温度的升高相应升高，当冷油器入口润滑油温高于温控阀的设定温度后，温控阀会自动调节，使通过冷油器的油量增加，且油温越高，冷油器侧的过油量越大，不经冷油器的热油越少，进而使油系统的阻力增加，导致冷油器后的润滑油母管油压相对减小。

(2) 由图1可以看出，直流事故油泵的出口直接与冷油器和油滤网后的润滑油母管连接。因此，直流事故油泵启动后，润滑油母管油压升高，进一步增加了交流油泵的供油阻力，造成交流油泵的出口压力CP001相应升高，而且直流事故油泵的出口逆止门开度越大其出力越大，润滑油母管油压和交流油泵出口油压升高也就越多。

(3) 直流事故油泵启动后，由于供油阻力增加造成交流油泵的出力会有所下降，因此当停运直流事故油泵后，冷油器后的润滑油压下降，交流油泵的出力立即增加；但由于润滑油温偏高，温控阀使大量的润滑油要经过阻力大的冷油器侧，因此冷油器后的润滑油母管油压的升高就需要一定的时间，再加上之前油温高时润滑油压会相应偏低，极易在停运直流事故油泵时发润滑油压低报警导致直流事故油泵无法停运。

(4) 直流事故油泵停运时，其出口逆止门(由于卡涩或受力面小)关闭不及时，部分润滑油会通过逆止门的开度造成回流泄压，也会造成冷油器后的润滑油母管油压下降。

3 处理措施

(1) 油压低联启交、直流油泵后，要及时复位交、直流油泵和各相关联锁子回路的报警，并检查确认油泵预选与运行泵一致，确保备用油泵能够正常联启，防止主机的供油中断造成停机事故。

(2) 夏季进行交流油泵定期测绝缘和定期切换冷油器时， 应避开白天高温时段和机组高负荷时段，防止工作时联启直流事故油泵后无法正常停运。

(3) 定期测绝缘或定期切换冷油器使直流事故油泵联启后停运时，应提前暂时关闭冷油器油侧排空门，以提高润滑油母管油压，待相应工作结束且直流事故油泵安全停运后再将冷油器油侧排空门恢复至原开度。

(4) 当直流事故油泵联启后无法正常停运时：

① 首先联系热工人员校对主机润滑油系统相应油压开关是否有偏移，以确保油压开关测量准确；

② 在未采取措施之前，保持直流事故油泵运行，避免多次手动停运直流事故油泵，防止直流事故油泵短时多次启停出现故障，进而造成事故；

③ 保持直流事故油泵和1台交流油泵同时运行，将主机冷油器切换手柄切至中间位，使2个冷油器同时并列运行，以提高供油量和冷油器后的润滑油母管油压。待油温下降、油压升高趋势稳定后手动停运直流事故油泵；

④ 若采取以上措施后仍无法正常停运直流事故油泵，就要采取上述4号机组的处理方法：保持直流事故油泵和1台交流油泵同时运行，将“2台交流油泵同时运行油压正常后的延时5 s停运未预选泵”修改为“延时20 s”，然后手动改交流油泵预选，在这20 s内手动停运直流事故油泵，注意控制好手停事故油泵的时间，使直流事故油泵和交流油泵的停运间隔5～10 s，以降低油泵停运瞬间对油压的影响。

(5) 利用停机机会对交、直流油泵出口逆止门的开关灵活度进行检查，保证其能够灵活开关。

随着机组运行时间的增加，许多原本未出现问题的系统和设备将会由于老化和磨损出现各种不同的问题。应针对不同的设备类型，进行全面的危险点分析，以做到防患于未然。同时，还应利用每次机组停运的机会对正常运行中无法处理的设备进行仔细的检查，排除各种可能出现的问题，保证设备的安全、稳定运行。