600MW汽輪機油系統(tǒng)解析

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,汽輪機油系統(tǒng)課件,1.1.,汽輪機潤滑油系統(tǒng),1.2.,汽輪機頂軸油系統(tǒng),1.3.,汽輪機密封油系統(tǒng),1.1.潤滑油系統(tǒng),汽輪發(fā)電機組是高速運轉(zhuǎn)的大型機械，其支持軸承和推力軸承需要大量的油來潤滑和冷卻，因此汽輪機必需有供油系統(tǒng)用于保證上述裝置的正常工作。供油的任何中斷，即使是短時間的中斷，都將會引起嚴峻的設備損壞。,潤滑油系統(tǒng)和調(diào)整油系統(tǒng)為兩個各自獨立的系統(tǒng)，潤滑油的工作介質(zhì)承受ISO VG32透平油，相當于國標GB11120-89號透平油。,對于高參數(shù)的大容量機組，由于蒸汽參數(shù)高，單機容量大，故對油動機開

2、啟蒸汽閥門的提升力要求也就大。調(diào)整油系統(tǒng)與潤滑油系統(tǒng)分開并承受抗然油以后，就可以提高調(diào)整系統(tǒng)的油壓，從而使油動機的構(gòu)造尺寸變小，耗油量削減，油動機活塞的慣性和動作過程中的摩擦變小，從而改善調(diào)整系統(tǒng)的工作性能，但由于抗燃油價格昂貴，且具有稍微毒性，并且潤滑油系統(tǒng)需要很大油量，故承受分開的系統(tǒng)，將潤滑油系統(tǒng)承受一般的透平油是恰當?shù)摹?潤滑油系統(tǒng)的主要任務是向汽論發(fā)電機組的各軸承包括支承軸承和推力軸承、盤車裝置供給合格的潤滑、冷卻油。在汽輪機組靜止狀態(tài)，投入頂軸油，在各個軸頸底部建立油膜，托起軸頸，使盤車順當盤動轉(zhuǎn)子；機組正常運行是潤滑油在軸承中要形成穩(wěn)定的油膜，以維持轉(zhuǎn)子的良好旋轉(zhuǎn)；其次，轉(zhuǎn)子的熱

3、傳導、外表摩檫以及油渦流會產(chǎn)生相當大的熱量，為了始終保持油溫適宜，就需要一局部油量來進展換熱。另外，潤滑油還為主機盤車系統(tǒng)、頂軸油系統(tǒng)、發(fā)電機密封油系統(tǒng)供給穩(wěn)定牢靠的油源。,正常運行時油箱油容量約為36m3，投運前需按圖紙油位要求將最高油位與最低油位的中間位置定為0位，作為油位指示器的正常油位。正常運行時油箱的油位規(guī)定0油位為+1200mm，高油位+50mm,低油位 50mm,最低油位為100mm。系統(tǒng)正常啟動前，油箱油位處于最高油位，當承受水平較長的套裝油管路時，油箱運行油位將低于0位，屬于正?，F(xiàn)象。,1.1.1.系統(tǒng)布置特點,供油系統(tǒng)按設備與管道布置方式的不同，可分為集裝供油系統(tǒng)和分散供油

4、系統(tǒng)兩類。,1.集中供油系統(tǒng),集裝供油系統(tǒng)將高、低壓溝通油泵和直流油泵集中布置在油箱頂上且油管路承受套裝管路即系統(tǒng)回油作為外管，其它供油管安裝在該管內(nèi)部。,這種系統(tǒng)的主要優(yōu)、缺點如下：油泵集中布置，便于檢查維護及現(xiàn)場設備治理；套裝油管可以防止壓力油管跑油、發(fā)生火災事故而造成損失；但套裝油管檢修困難。,由于具有以上特點，被廣泛應用在大機組上。,2.分散供油系統(tǒng),分散供油系統(tǒng)各設備分別安裝在各自的根底上，管路分散安裝。,這種系統(tǒng)的缺點如下：占地面積大；壓力油管外漏，簡潔發(fā)生漏油著火事故。,由于以上缺點，在現(xiàn)代大機組中已很少使用這種供油系統(tǒng)。,1.1.2.潤滑油工作原理,汽輪機潤滑油系統(tǒng)承受了主機轉(zhuǎn)

5、子驅(qū)動的離心式主油泵MOP系統(tǒng)。在正常運行中，主油泵的高壓排油1.55MPa流至主油箱去驅(qū)動油箱內(nèi)的渦輪泵BOOSTER OIL PUMP，渦輪泵的從油箱中吸取潤滑油升壓后供給主油泵，而高壓排油在油渦輪做功后壓力隨即降低，作為潤滑油進入冷油器，換熱后以肯定的油溫供給汽輪機各軸承、盤車裝置、頂軸油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)等用戶。在啟動時，當汽輪機的轉(zhuǎn)速到達約90%額定轉(zhuǎn)速前，主油泵的排油壓力較低，無法驅(qū)動渦輪泵，主油泵入口油量缺乏，為安全起見，應啟動溝通吸入油泵MSP向主油泵供油，啟動溝通幫助油泵TOP向各潤滑油用戶供油。另外，系統(tǒng)還設置了直流事故油泵EOP，作為緊急備用。,1.1.3.系統(tǒng)設備介紹,1

6、.主油泵,主油泵為單級雙吸式離心泵，安裝于前軸承箱內(nèi)，直接與汽輪機主軸高壓轉(zhuǎn)子延長小軸聯(lián)接，由汽機轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動。主油泵出口油作為動力油驅(qū)動渦輪增壓泵向主油泵供油，動力油做功壓力降低后向軸承等設備供給潤滑油。調(diào)整油渦輪的節(jié)流閥、旁通閥和溢油閥，使主油泵抽吸油壓力在0.0980.147 MPa 之間，保證軸承進油管處的壓力在0.1370.176 MPa。,2.集裝油箱,隨著機組容量的增大，油系統(tǒng)中用油量隨之增加，油箱的容積也越來越大，為了使油系統(tǒng)設備布置緊湊和安裝、運行、維護便利油箱承受集裝方式，將油系統(tǒng)中的大量設備如溝通幫助油泵(TOP)、事故油泵(EOP)，溝通吸入油泵MSP,渦輪增壓泵BOP

7、，油煙分別裝置，切換閥，油位指示器，電加熱器等集中在一起，布置在油箱內(nèi)便利運行、監(jiān)視，簡化電站布置，便于防火，增加了機組供油系統(tǒng)運行的安全牢靠性。油箱容量43.8 m3，正常運行時油箱油容量34.9m3，油箱容量的大小，考慮在當廠用溝通電失電的同時冷油器斷冷卻水的狀況下，仍能保證機組安全惰走停機，此時，潤滑油箱中的油溫不超過75，并保證安全的循環(huán)倍率。,集裝油箱是由鋼板、工字鋼等型材焊制而成的矩形容器，為了承受油箱自重和油箱內(nèi)油及設備的重量，底部焊有支持板，外側(cè)面和外端面焊有加強肋板，蓋板內(nèi)側(cè)面也焊有工字鋼以加強鋼度，保證箱蓋上的設備正常運行。油箱頂部四周設有手扶欄桿。油箱裝有一臺啟動油泵MS

8、P，一臺幫助油泵TOP，一臺直流油泵EOP,油箱的油位高度可以使三臺油泵吸入口浸入油面下并具有足夠深度，保證油泵足夠的吸入高度，防止油泵吸空氣蝕。緊靠直流油泵右側(cè)有一人孔蓋板，蓋板下箱內(nèi)壁上設有人梯，便于檢修人員修理設備。人孔蓋板右側(cè)油箱頂部是套裝油管接口，此套裝油管路分兩路：一路為去前軸承箱套裝油管路、另一路為去后軸承箱及電機軸承套裝油管路，避開了套管中各管的相互扭曲，使得油流通暢，油阻損失小。,套裝油管接口前是濾網(wǎng)蓋板，蓋板下的油箱內(nèi)裝有活動式濾網(wǎng)，濾網(wǎng)可以定期抽出清洗、更換。這樣，經(jīng)回油管排回油箱的油從油箱頂部套裝油管回油口流回油箱，在油箱內(nèi)經(jīng)箱壁、擋板、內(nèi)管消能后，流向濾網(wǎng)這樣可使回油

9、造成的擾動較小，由回油攜帶的空氣、雜質(zhì)經(jīng)過較長的回油路程，能充分地從油中分別出來，保證油質(zhì)具有優(yōu)良的品質(zhì)。,在油箱頂部裝有一套油煙分別裝置，包括二臺全容量、互為備用的溝通電動機驅(qū)動的抽油煙機和一套油煙分別器，兩者合為一體，排煙口朝上，用來抽出油箱內(nèi)的煙氣，對油煙進展分別，油流則沿油煙分別器內(nèi)部管壁返回到油箱。,在油箱上裝有一套6支電加熱器及3支雙支鎧裝鉑電阻，當油溫低于1020時，啟動電加熱器，將油溫加熱至4035，再啟動油泵。,為便于監(jiān)視油箱的油位在油箱頂部裝有一只超聲波液位指示器。,為掌握兩臺冷油器的起停在油箱上還裝有一臺切換閥。,在油箱內(nèi)部裝有渦輪泵BOP、內(nèi)部管系，管系上裝有單舌止回閥

10、。,在油箱側(cè)部及端部開設了連接其他油系統(tǒng)設備的各種接口及事故排污口,油箱溢油口,沖洗裝置接口等。,油箱蓋上開設了有關的測壓孔,用來聯(lián)接其上的掌握儀表柜上的各接口。儀表柜安裝于現(xiàn)場，監(jiān)視并掌握油系統(tǒng)及各設備運行狀況。,油箱蓋上的人孔蓋板為推拉式，以便利修理人員進入油箱檢修。,3.冷油器,潤滑油要從軸承摩檫和轉(zhuǎn)子傳導中吸取大量的熱量。為保持油溫適宜，需用冷油器來排出油中的這些熱量。,油系統(tǒng)中設有兩臺100板式冷油器，設計為一臺運行，一臺備用。每臺依據(jù)汽輪發(fā)電機在設計冷卻水溫度38、面積余量為5狀況下的最大負荷設計。油路為并聯(lián)，用了一個特殊的切換閥進展切換，因而可在不停機的狀況下對其中一個冷油器進展

11、清理。它以低壓開式水作為冷卻介質(zhì)，帶走潤滑油的熱量，保證進入軸承的油溫為40-46。(冷油器出口油溫為45)。,板式冷油器承受換熱波浪板疊裝于上下導桿之間構(gòu)成主換熱元件。導桿一端和固定壓緊板承受螺絲連接，另一端穿過活動壓緊板開槽口。壓緊板四周承受壓緊螺桿和螺母把壓緊板和換熱波浪板壓緊固定。,冷卻水和潤滑油承受純逆流換熱，左側(cè)紅色流體為熱流體潤滑油，右側(cè)藍色流體為冷流體循環(huán)水。,兩兩換熱波浪板之間構(gòu)成流體介質(zhì)通道層，作為換熱元件的波浪板一側(cè)是冷卻循環(huán)水另一側(cè)潤滑油，構(gòu)成油水的換熱通道層穿插布置，壓緊板和波浪板之間不通換熱介質(zhì)。油或水通道層的水進出口四周的兩片波浪板之間承受密封墊密封，防止油或水進

12、入水通道和冷卻器外，兩個波浪板之間的油通道或水通道承受密封墊密封構(gòu)成完整封閉的油通道層或水通道層并防止油或水泄漏到冷卻器外。,板式冷油器特點：,1)傳熱效率高,板片波浪的設計以高度的薄膜導熱系數(shù)為目標，板片波浪所形成的特殊流道使流體在極低的流速下即可發(fā)生猛烈的擾動流湍流，擾動流又有自凈效應以防止污垢生成因而傳熱效率很高。,2)一般地說，板式換熱器的傳熱系數(shù)K值在30006000W/m2.oC范圍內(nèi)。這就說明，板式換熱器只需要管殼式換熱器面積的1/21/4 即可到達同樣的換熱效果。,3)使用安全牢靠,在板片之間的密封裝置上設計了2道密封，同時又設有信號孔，一旦發(fā)生泄漏，可將其排出冷油器外部，即防

13、止了二種介質(zhì)相混，又起到了安全報警的作用。,4)構(gòu)造緊湊，占地小，易維護,板式冷油器的構(gòu)造極為緊湊，在傳熱量相等的條件下，所占空間僅為管殼式的1/21/3。并且不像管殼式那樣需要預留出很大的空間用來拉出管束檢修。而板式換熱器只需要松開夾緊螺桿，即可在原空間范圍內(nèi)100%地接觸倒換熱板的外表，且拆裝很便利。,5)阻力損失少,在一樣傳熱系數(shù)的條件下，板式冷油器通過合理的選擇流速，阻力損失可掌握在管殼式換熱器的1/3范圍內(nèi)。,6)熱損失小,因構(gòu)造緊湊和體積小，換熱器的外外表積也很小，因而熱損失也很小，通常設備不再需要保溫。,5)阻力損失少,在一樣傳熱系數(shù)的條件下，板式冷油器通過合理的選擇流速，阻力損

14、失可掌握在管殼式換熱器的1/3范圍內(nèi)。,6)熱損失小,因構(gòu)造緊湊和體積小，換熱器的外外表積也很小，因而熱損失也很小，通常設備不再需要保溫。,7)冷卻水量小,板式冷油器由于其流道的幾何外形所致，二種液體有很高的傳熱效率，故可使冷卻水用量大為降低。反過來又降低了管道，閥門和泵的安裝費用。,8)經(jīng)濟性高,在一樣傳熱量的前提下，板式冷油器與管殼式冷油器相比較，由于換熱面積，占地面積，流體阻力，冷卻水用量等工程數(shù)值的削減，使得設備投資、基建投資、動力消耗等費用大大降低，特殊是當需要承受昂貴的材料時，由于效率高和板材薄，設備更顯經(jīng)濟。,9)隨機應變,由于換熱板簡潔拆卸，通過調(diào)整換熱板的數(shù)目或者變更流程就可

15、以得到最適宜的傳熱效果和容量。只要利用換熱器中間架，換熱板部件就可有多種獨特的機能。這樣就為用戶供給了隨時可變更處理量和轉(zhuǎn)變傳熱系數(shù)K值或者增加新機能的可能。,10)有利于低溫熱源的利用,由于兩種介質(zhì)幾乎是全逆流流淌，有很高的傳熱效果，板式換熱器兩種介質(zhì)的最小溫差可到達1。用它來回收低溫余熱或利用低溫熱源都是最抱負的設備。,4.排煙裝置,汽輪機潤滑油系統(tǒng)在運行中會形成肯定油汽，主要聚積在軸承箱、前箱、回油管道和主油箱油面以上的空間，假設油汽積聚過多，將使軸承箱等內(nèi)部壓力上升，油煙滲過擋油環(huán)外溢。為此，系統(tǒng)中設有兩臺排煙裝置，安裝在集裝油箱蓋上，它將排煙風機與油煙分別器合為一體。該裝置使汽輪機的

16、回油系統(tǒng)及各軸承箱回油腔室內(nèi)形成微負壓，以保證回油通暢，并對系統(tǒng)中產(chǎn)生的油煙混合物進展分別，將煙氣排出，將油滴送回油箱，削減對環(huán)境的污染，保證油系統(tǒng)安全、牢靠；同時為了防止各軸承箱腔室內(nèi)負壓過高、汽輪機軸封漏汽竄入軸承箱內(nèi)造成油中進水，在排煙裝置上設計了一套風門，用以掌握排煙量，使軸承箱內(nèi)的負壓維持在1kPa。,5.切換閥,切換閥為筒狀板式構(gòu)造，安裝于集裝油箱之內(nèi)。汽輪機潤滑油供油系統(tǒng)，冷油器選用100%備用容量，承受切換閥作為兩臺冷油器之間的切換設備，它具有操作簡便,不會由于誤動作，造成潤滑油系統(tǒng)斷油的特點。當運行著的冷油器結(jié)垢較嚴峻，使冷油器出口油溫偏高時，可以通過高速切換閥的切換位置，啟動另一臺冷油器；當冷油器的進、出口冷卻水溫超過設計值，而冷油器的出口油溫超過最高允許溫度時，還可通過高速切換閥的工作位置，使兩臺冷油器同時投運，滿足系統(tǒng)供油要求。,切換閥由閥體、閥芯、壓緊板手、手柄、密封架、止動塊等零部件組成，潤滑油從切換閥下部入口進入，由下部兩側(cè)出來，經(jīng)冷油器冷卻后，進入切換閥上部兩側(cè)，由切換閥上部出口進入軸承潤滑油供油母管，閥芯所處的位置，打算了相應的冷油器投入狀況，切換閥換