汽 轮 机 油 系 统

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1、上海交通大学热能工程研究所第八讲 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 上海交通大学热能工程研究所第一节 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

2、、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。上海交通大学热能工程研究所三、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

3、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。上海交通大学热能工程研究所第二节 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

4、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。上海

5、交通大学热能工程研究所图8-2-1 润滑油系统示意图上海交通大学热能工程研究所图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、徐州彭城电厂润滑顶轴油系统介绍上海交通大学热能工程研究所二、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，

6、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：上海交通大学热能工程研究所表8-2-1 各个轴承的油量、油压、回油温度参数表编号油量l/s油

7、压bar回油温度备注#10.760.5-1.771 #2/THR12.070.5-1.771包括推力轴承 #36.010.5-1.771 #412.80.5-1.771 #59.80.5-1.771 #65.860.5-1.771 #75.860.5-1.771#80.770.5-1.771上海交通大学热能工程研究所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

8、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

9、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。上海交通大学热能工程研究所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

10、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。

11、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 。上海交通大学热能工程研究所图8-2-3 徐州彭城电厂润滑油系

12、统图上海交通大学热能工程研究所图8-2-4 徐州彭城电厂顶轴油系统图上海交通大学热能工程研究所三、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上海交通大学热能工程研究所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

13、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

14、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。上海交通大学热能工程研究所 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名 称单 位徐州彭城三期1.采用的油牌号、油质标准ISO VG462.油系统需油量kg30000 3.轴承油循环率9.7 4.轴承油压MPa(g)0.05-0.175.主油箱型式方形 容量m332 尺寸mmmmmm490029002300 设计压力MPa(g)大气式材料碳钢油箱重量kg8000 回油流量kg/h166320上海交通大学热能工程研究所2主油泵 汽轮机润滑油

15、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

16、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。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。上海交通大学热能工程研究所 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序号名称单位徐州彭城三期 1型式电动离心泵 2制造厂 上海KSB或涿州水泵厂 3数量台2 4容量m3/h198 5出口压力MPa（g）0.55 6转速r/min2900 7外壳材料碳钢 8轴材料碳钢 9叶轮材料铜合金 10电动机型式防爆 11电动机容量kW90 12电动机电压V380 13电动机转速r/min2900 14总重kg1500上海交通大学热能工程研究所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