汽轮机润滑油系统说明

汽轮机润滑油系统

1.1 概述

配本机组的润滑油系统与给水泵汽轮机的润滑油系统分开，主要供给氢密封油系统的两路密封油源（适用于氢冷发电机）；供给机械超速遮断装置动作的工作介质和供给汽轮机轴承、发电机轴承、推力轴承和盘车装置的润滑油。该系统设有可靠的主供油设备及辅助供油设备，在盘车、起动、停机、正常运行和事故工况下，满足汽轮机发电机组的所有用油量。润滑油系统是一个封闭的系统，油贮存在油箱内，由主轴驱动的主油泵或由马达驱动的辅助油泵将润滑油供给到各个使用点，当机组在额定或接近额定转速运行时，由装在前轴承座的主油泵和装在油箱内的注油器联合运行，满足机组用油。在机组启动或停机运行时，则由辅助油泵提供机组所有用油。

系统的主要功能是给汽轮发电机主轴承、推力轴承和盘车装置提供润滑油，为密封氢气的密封油系统供油（适用于氢冷发电机），以及为操纵机械超速脱扣装置供油作为工质。它主要由润滑油箱、主油泵、注油器、辅助油泵、冷油器、滤油器、除油雾装置、顶轴油系统、净油系统（根据用户的要求，也可用户自备）、危急遮断功能、液位开关等以及各种脱扣、控制装置和连接它们的管道及附件组成。

1.2 主要设备及功能

1.2.1 油

润滑系统中使用的油必须是高质量、均质的防锈精炼矿物油，并且必须添加防腐蚀和防氧化的成份。此外，它不得含有任何影响润滑性能或与之接触的油和金属有害的物质。

为了保持润滑油的完好，也即保持润滑系统部件和被润滑的汽轮机部

件的完好，润滑油的特性需要作一些特殊考虑。最基本的是：油的清洁度，物理和化学特性、恰当的贮存和管理，以及恰当的加油方法。应该有一个全面的计划来确保油和系统的正确保养，避免一切有害的杂质。这是使部件寿命达到最长和保证不发生故障的基本要求。有害杂质会导致轴承密封和其它重要部件的损坏。如果油箱中油温低于 10℃，油不能在系统中循环，不得启动轴承油泵。同样，如果供给轴承的油温不能调到使最热轴承排出的油温低于82℃，则机组应该停机，直到油温降低并保持在合适的范围内止。本机组使用的润滑油推荐牌号为：32 号汽轮机油，GB11120-89《L-TSA 汽轮机油》，运行

时的清洁度应至少达到 NAS7 级。

1.2.2 润滑油箱

润滑油箱是个大型的碳钢容器，机组所需的全部润滑系统和部分调速系统用油全部储存在这容器内。润滑油箱通常布置在汽轮发电机组中心线以下。油泵从油箱里供给所需的油以满足各种需要，所有的油也均回到油箱。辅助电动机驱动的油泵、电加热器、液位指示器、压力表等都装在油箱顶部。在油箱内部，各种泵的出口用管道连接到相应的供油总管。逆止阀用以防止油从系统中回流。当机组在额定转速或接近额定转速运行时，装在油箱液位下的注油器利用主油泵出口高压油从油箱中吸油。装在注油器进口，轴承油泵吸入口和回油管上的滤网帮助去除系统中的杂质。油箱顶部有人孔，底部有一排污口，运输过程中，孔被堵上。但用户可自行决定把该孔与他们的管路系统相连。在油箱下部设置了一个顶轴油接口，用户可以根据机组的实际情况决定顶轴油取油箱或滤网后。油箱容量的大小，可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，机组安全惰走，此时润滑油箱中的油温不大于80℃。正常运行时油箱的循环倍率通常为8～12。油箱的布置位于机组的下方并尽量避开高温蒸汽管道和部件，以利于回油并防止着火的危害。

1.2.3 主油泵

主油泵是蜗壳型双吸离心泵，装在调阀轴承座中的汽轮机转子上，由汽轮机主轴直接驱动，且与汽轮机主轴采用刚性连接。由于主油泵的这种驱动方式能利用转子的动能在惯性期间向轴承供油，因而是最可靠的。它容量大，出口压头稳定，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所需的全部油。此外，还供给发电机氢密封油系统两路备用油源。主油泵不能自已吸油，必须不断地供给压力油。启动和停机时期由辅助油泵供油，在额定转速或接近额定转速时由注油器供油，主油泵出口有管道回到油箱与注油器进口相连并有一逆止门以防止油从系统中倒流。机械超速遮断和手动遮断油总管，也通过节流孔接在这里。主油泵的功能是通过注油器供油给轴承和保护脱扣部套。在正常转速下，当进口压力为0.0686～0.31MPa(g)时，出口油压约为1.75～2.2MPa(g)。泵轮不能自已注油起动，因此在启动阶段泵轮进口要依靠电动机驱动的轴承油泵供给0.0686～0.1373MPa(g)的油。当在正常运转时，主油泵进口由注油器供给。注油器的工作介质是泵轮出口的高压油。

1.2.4 注油器

本机组配备有一台注油器，安装在润滑油箱内的液面下，当机组在额定转速或接近额定转速时投入运行。注油器由喷嘴、混合室、扩散管等组成。从主油泵来的压力油通过喷嘴后，油速增加并在混合室内形成低压区，将油箱内的油抽进注油器混合室，然后被高速油带入注油器喉部并进入扩散段，在扩散管内流速下降将速度能换成压力能。然后通过冷油器，由管子送入轴承总管和主油泵吸油口。扩散段后面装有一个摇板式逆止阀，以防止油从系统中倒流。在混合室油箱进口面上装有一逆止板，以防止轴承油泵工作时倒流进入油箱。为防止异物进入注油器，在注油器的吸油侧装有一可拆卸的多孔钢板滤网。

1.2.5 辅助油泵

润滑油系统的辅助油泵设计成能满足自动起动，遥控及手动起停的要

求，并且有独立的压力开关，停止-自动-运行按扭控制开关以及具有能用电磁阀操作油泵自起动的试验阀门的特征。辅助油泵包括轴承油泵、危急油泵和氢密封备用油泵（或高压起动油泵）。辅助油泵的介质设计温度通常在

10～82℃，油箱中的油温低于10℃时禁止起动油泵，以防超负荷的危害。轴承油泵是交流电动机驱动的深井式离心泵，安装在油箱顶部。启动和停机过程中使用这台泵，在意外工况时也作为主油泵的备用泵使用。它能提供所有的低压备用密封油和轴承用油。在额定转速正常动行时，此轴承油泵停用，主油泵供给全部需用的油。轴承油泵由感受轴承油压的压力开关控制。例如在停机或意外工况时，如果轴承油压降到0.0758～0.0827MPa(g)，轴承油泵就投入运行，把油压回升到所需值。然而压力升高后，泵不会自动停机。必须在控制室内手动停机。起动过程中机组盘车前，轴承油泵就投入运行，直到主油泵能满足全部的需油量时才停止运行（大约90%的额定转速）。危急油泵和轴承油泵在结构和运行上是完全相同的，但它由电厂蓄电池供电的直流电动机驱动，它的压力控制开关整定值低于控制轴承油泵的压力开关整定值。启动过程中，轴承油泵建立了足够的轴承油压以后，把危急油泵的控制开关放在自动上。如果轴承油压降到0.0689 ～0.0758MPa(g)，危急油泵就会投入运行。这样，危急油泵作为轴承油泵的备用泵。电厂蓄电池的容量应能在正常惰走过程中提供足够的动力供泵运行。电池应始终充足电以维持这种能力是绝对必要的。

氢密封油备用泵是交流电动机驱动的水平式齿轮泵，安装在油箱顶部。它给高压密封油备用油总管供油。当主油泵不能满足高压密封油的需要时，包括机械超速遮断和手动遮断油总管用油需要，它就投入运行。在额定转速正常运行时，密封油备用泵不投入运行，主油泵供给全部需用的油。氢密封油备用泵由控制轴承油泵的同一个压力开关，籍监视轴承油压来控制。如果轴承油压降低到0.0758～0.0827MPa(g)，例如当停机和意外工况时出现的那样，氢密封油备用泵自动启动，把高压密封油备用总管压力升到所需的压力。然而压力升高后，油泵不会自动停止运行，必须在控制室内手动停机。在启动过程中，氢密封油备用泵在机组启动前投入运行。到主油泵能满足全部需油量（大约90%额定转速）时，氢密封油泵才停止运行。在出口管上装有一安全阀防止压力过高。

1.2.6 冷油器

润滑油的温度由冷油器调节。通常有两台冷油器。在正常运行工况，一台投入运行，另一台备用。在某些特殊工况下，两台冷油器可以同时运行。冷油器与轴承油泵和注油器出口连接，这样不管从哪里来的轴承油，在进入轴承前都经过冷油器。油在冷油器壳体内绕管束外环流，而冷却水流经管内。流到冷油器的油由手动操作的换向阀控制，它可使油流向任何一台冷油器，也可以切换冷油器而不影响进轴承的油流量。冷油器的油进口处与一根联通管和一个切换阀相联，该阀能使备用冷油器充满油，准备随时立即投入运行。冷油器的水流量由供水管上的手动操作阀调节。因而冷油器出口油温也是可调节的。正常情况下调整到在进油60℃～65℃时，冷油器出口温度为43～49℃。冷油器的设计能力可满足最高冷却水温 38℃，水侧清洁系数为0.85 以

及管子堵塞率为5%等情况下的最大热负荷的要求。它的油路由一个阀门连接。该阀可在运行中切除一只冷油器并由另一只冷油器维持油温。在冷油器内流动的循环油通过的管束长度上用横向隔板导向形成的通道穿过管子外侧。循环水进入进水室，经过第一流道的管子到换向室，在该处改变方向进入第二流道的管子，然后通过进水室的出口排出。

壳体：由钢板制成的壳体围住可拆卸的管束。壳体的进水端和换向端由它各自的管板来密封。

水室：进水和换向水室由铸铁或组焊碳钢制成。进水室有二个接口供

水循环用，它和进口管板间有O 型圈来密封。

管子：管子二端均辘在管板上。管板由碳钢制成。有O 形圈防止进口管板和壳体法兰部的泄漏。浮置的换向管板容许管子和壳体间出现差胀，并用带两只O 形圈的密封隔板来密封。在密封隔板上开有疏水孔。如有渗漏均可排入大气以便于检测。固此可把壳体内和管子内液体相混的可能性减至最小程度。

挡板：由撑杆和定距管定位的一系列横向挡板引导滑油流过管子外侧。

1.2.7 换向阀

这个阀门用来把油引到两个冷油器的任何一个，并允许从一个冷油器切换至另一个而不中断向汽轮机供油。指示手柄将指出哪一个冷油器在运行。

工作介质 透平油 工作压力 0.345MPa

最大工作温度 93℃

1.2.8 滤油器

本机组配有两种滤油装置，它们分别是安装在油箱回油槽的回油滤网和安装在冷油器出口轴承进油管上的进油滤网。回油滤网是圆桶形的有 150 目滤网的滤油器，它由外覆一层金属丝网的带孔金属板组成，它嵌装在油箱回油槽底割出的开口内，槽中回油靠重力流进滤油管，并从滤油器侧面和底部进入油箱，滤油器顶部有一手柄，通过油箱及一只检孔口可使滤网取出进行清洗。进油滤网常规配置为三台 60 目的Y 型滤油器，二用一备，它们都由壳体、金属孔板和一层60 目金属丝网组成，在机组油冲洗时投入运行，机组正常运行时，在保证油质合格的情况下切换至无滤网的通道。滤油器进出口都装有压力表，根据前后压差可判断滤油器堵塞情况，以决定是否需要清洗。根据用户要求或系统布置的需要，也有配置一台双联圆桶式带差压报警的过滤器，过滤精度一般取25～50μm 。由于圆桶式的过滤器的阻力较大，现场调试时根据轴承油压合理调整差压报警整定值，提高滤芯的使用周期，必要时增加旁路，机组正常运行时，在保证油质合格的情况下切换至旁路运行。

1.2.9 顶轴油系统

机组在启动盘车前，先打开顶轴油泵，主要是利用 5.5～12.4MPa(g)（取决于转子的大小）的高压油把轴颈顶离轴瓦（0.05～0.08mm ），消除两者之间的干磨擦，同时可以减少盘车的启动力矩，使盘车马达的功率可以减少。汽轮机的四只低压缸轴承和发电机的两只轴承均设有顶轴功能。

顶轴系统为母管制，配有二台柱塞泵，一台运行一台备用。油泵用油取自滤油器后管道（满足条件的情况下，也可取自油箱）。顶轴泵出口有滤网，安全阀和压力开关等。其出口压力开关的调整值一为4.2MPa(g)用于盘车连锁，另一为6.5MPa(g)用于备用泵启动（自动或手动），顶轴油泵工作压力整定值为14～15MPa(g)，安全阀整定值为16MPa(g)。顶轴油泵进口设置了一个压力开关，其整定值分别为50kPa(g)，用于油压报警；21 kPa(g)用于保护顶轴油泵。

1.2.10 净油系统

净油系统是用以去除润滑油中的水，固体粒子和其它杂质。从而使过滤后的油质满足机组运行要求，确保机组安全运行，延长油的寿命。油净化系统通常由用户自备，然而，作为特殊选用，在某些机组中可由STC 提供，如由本公司提供，通常装在油箱附近，由一台带过滤器的静压式油处理器、输油容器、泵、液位开关、排油雾器、阀门和相互连接管道组成，并组成一个独立回路，并联在油系统分路上。整套设备一般安装在主油箱附近，其来油取于主油箱，既可少量地抽出处理，直接回到油箱，也可大量抽出处理，储存在储油容器里。如果使用后面那种方法，抽出的油必须马上用储油容器里净化的油补充，以保持油箱正常的液位。盘车运行前，系统即应投入运行。只要润滑油系统在运行，净油系统就应连续保持运行。净油系统的处理能力通常为每小时处理系统内总润滑油量的 10～20%，处理后的油质含水量不大于0.05%，污染等级不高于17/14，净化率130L/min。油流入净油箱体，先经过沉积滤网进入袋滤器通过布袋滤过的油，流入贮油箱，由输油泵将油打入过滤筒，油经过过滤筒精滤后，最后流回油箱。

本设备不能在油循环前使用，必须在电厂安装后经油循环，油系统油

质合格后，该系统才能投入运行。

1.2.11 除油雾系统

本机组配有一套油箱除油雾装置，该装置是成套集装式设计，以大块

组件型式供货，排烟风机、净化除沫分离器、阀门和管道等全部装在公共底盘上，安装在油箱上。装置的排汽管道与用户的管道相连，通常通向大气。运行时，风机使油箱、轴承座和回油管道中产生微小的负压。

1.2.12 电加热器

一组六根安装在油箱侧面浸没式管状电加热器，每根6kW ，需要时加

热油，以维持一定的油温。加热器由一个温度调节器控制，该温度调节器装于加热器的同一侧面，调节温度范围为10℃～40℃。

注意：如果油位在正常油位之下，或从油箱放油之前，必须切断加热

器电源，因为露出油面的加热器部件继续通电会使油箱中油气燃烧，从而造成严重后果。

1.2.13 液位指示器

一台指示液位高低的液位指示器（可根据用户需要配供远传），安装在油箱顶部或侧面。该液位指示器由主管体、导管和浮筒部份、支持架组成。如带远传，则另配供远传发送器，带远传液位指示器可借助浮筒产生浮力，直接推动远传发送器的铁芯在电感线圈内上下移动，使液位变化转换成电量的变化，从而达到液位远传目的，在控制室内的仪表上表示出来。另在浮杆上装有指针，具有清晰可靠的就地指。

1.2.14 液位控制器

油箱顶部装有两台浮子式液位控制器。它们根据油位的变化而接通开关机构，一台71/OL 控制器根据高油位或低油位接通开关机构，该液位控制器接入用户线路，并可按用户要求与警报或脱扣装置线路相连。不过一般情况是警报线路相连。一台 71/LLL 控制器接通低低油位预脱扣警报，还在油位和加热器间提供联锁作用，通过接通一开关机构能在异常低的油位时关掉加热器。

1.3 润滑油系统的维护

1.3.1 润滑油

润滑油必须适当保养以确保系统及其部件的完整。应连续不断地监视油箱中的油，对于任何变化诸如温度、颜色、可见粒子等都应立即进行调整。此外，应定期对油进行分析，确定其物理或化学性质是否有变化，若确有变化，应找出原因，并迅速采取措施纠正。

1.3.2 润滑油箱

油箱区必须保证干净，没有溢出的油，没有擦布或灰尘和油污沉积在油箱上。在周期性计划停机期间，应将油箱中的油放到一个干净的储存桶中，然后对油箱的内部进行清洗和检查。从油箱中放油前，应切断浸没式加热器的电源。油箱排空后，应清洗与润滑油相接触的已损坏的油漆表面，并按技术条件重新油漆。同时，所有能检修的管道法兰的螺栓都应检查并按要求拧紧。油箱排空后电动机驱动的油泵滤网和注油器滤网应拆下，并彻底清洗。重新装上后，应检查确保垫片安置适当。在油送回到油箱前，应彻底清洗输送泵和管道等。建议油先通过油净化系统再送到油箱以保证油清洁干净。长期停机后，如果不采用油净化系统，应从油箱底部放出几加仑油。因为停机期间渣滓和水都会沉淀到油箱底部。如果可能的话，润滑油在回到油箱前，可分批地进行处理。为防止油箱泄漏，位于油位以下的阀门不论何种原因被打开、必须重新关闭并联锁。

1.3.3 冷油器

冷油器连续运行时间超过 2 年，则在计划停机期间内，应拆下冷油器内的管束，对管束和壳体进行清洗。如果清洗和检查管子内侧，两个水室都必须拆除。在检查有缺陷的挡板时可能要拉出管束。在管束拉出之前，必须先拆下换向水室、管侧O 形圈和在换向端的密封隔板。拆卸时要十分细心，以免划伤换向管板密封面。决不可使用锐

利或尖头的工具。当拉出管束时壳体侧O 形圈将落出。可用装配图中的吊环螺钉来拉出管束。管束应在支架或导轨上移动，并应放置

在支托板或切割到与圆周相配的木块上，它决不应支托在个别管子上。在粗糙的平面上拖动管束会损坏隔板。隔板直径实际上是与壳体内径相同的。二者配合必须非常接近以使设备性能良好。

注意：在拆除水室前，排出冷油器中所有的油和水。拉出管束后，检查所有O 形圈，如果已损坏或脱落，即需更换。在换向端任一O 形圈内径大于换向管板的外径时，即需更换。当冷油器停用时，建议采用干涂层方法。将冷油器管子内壁的水放光并保持干燥。如果干涂层方法并不切实可行，管子仍需与水接触，无法保持干燥，就必须让水持续流动并定期更换。使有害污染物积聚而引起的腐蚀减到最小。决不应让水贮留不动。如果冷油器在现场收到后六个月内没有安装投运，在机组投运前必须更换两端的O 形圈。所换O 形圈形式和材料必须与原来供应的相同。

1.3.4 换向阀

阀门至少每年应检查和使用一次，以保证操作灵活. 清理、检查、修理和重新装配应使用合适的溶剂彻底清洗全部零件，以去除油污或附着的积垢，直到露出金属色泽。检查，修理和/或更换在拆卸中损坏的所有零件（缺口，毛边等）。O 形圈和垫片如果损坏也要更换。在重新装配前所有零件应毫无损坏。重新装配是解体的逆过程。不过，闷头法兰未装上时，先检查手柄方向，使其处在三通阀工作工置。同时检查阀碟开口的方向。两个阀碟的开口必须在同一边，并且阀碟加工面必须与阀座密合。（可能一只阀碟系翻转后装配，以致非加工表面朝着密封面）。请注意在更换 O 形圈时，应先在O 形圈上涂一薄层油脂以资润滑，然后再放入槽内。装配后，应检查阀门操作是否平滑。这能由转动手轮三圈以放松新装配的轴并把外部手柄在180 度行程范围的二边来回转动来完成。阀门应可方便平滑地在两个方向工作。

注意

除非已松开手轮微微抬起阀碟，否则不要转动手柄。

1.3.5 换向阀连接管路

三通阀提供了一种从运行中切除一只冷油器并把备用冷油器投入运行的方法。切换阀冷油器间的油侧由一根连通管和切换阀连接起来。

附注：备用冷油器投入运行前必须充满油。同时彻底排出气体，否则由于轴承压力波动的瞬间低值将引起停机。打开切换阀将油注满备用冷油器，当在油流指示器内看到油在流动时，即说明油已充满备用冷油器。切换阀在运行时始终处于打开状态，以保证备用冷油器总是注满油并随时可投入运行。

截止阀

除了在切换冷油器时，截止阀（如果阀门随机组提供）在所有运行时间内必须打开。切换冷油器切除投运的冷油器并把备用冷油器投入运行的过程如下：

1、在备用冷油器通入冷却水。

附注:投运前如冷却水无法进入冷油器，将引起轴承温度过高，轴承损坏和轴径划伤。

2、核实切换阀确系全开，备用冷油器充满着油。

3、如在备用冷油器排汽管道上装有截止阀，可暂时关闭此阀。以便备用冷油器内油压增至接近投运冷油器的油压。 附注：冷油器间的压差愈小，三通阀将愈易转动。

4、适当转动手轮，稍稍提起套筒。转动三通阀到备用冷油器运行位置。转动手轮降低锥形套筒使其落座。用力旋紧足以确保套筒就位。

5、打开油路截止阀（如果提供），冷油器投入运行。

6、当操作三通阀时，不要使用阀门扳手或任何其他辅助杠杆转动手轮。

备用冷油器的排油和维护

在冷油器停止运行后，为了清洁或检查冷油器，可关闭切换阀，并借助提供的接头排去全部存油。专门的维护说明可参考冷油器活页说明书。在清洁、检查和/或维修完成后，关闭备用冷油器排油口，并按前面“切换阀”一节所述充油。

附注：备用冷油器必须充满油并准备随时投运。

1.3.6 滤油器

装在油箱中的槽道内的滤网应定期拆下清洗。滤网变脏和阻塞会引起槽内油位升高，这时滤网应立即调换。为了尽量减少滤网不在原位的时间，建议准备好一只干净的备用滤网和垫片。

1.3.7 温度及压力控制

电动油泵起动 油温 10℃以上

盘车暖机 油温 21℃以上

轴承回油温度 71℃以下正常

轴承回油温度 77℃报警

轴承回油温度 82℃停机

径向轴承金属温度 99℃以下正常

径向轴承金属温度 107℃报警

径向轴承金属温度 113℃停机

推力轴承金属温度 90℃以下正常

推力轴承金属温度 99℃报警

推力轴承金属温度 107℃停机

轴承润滑油压 0.08～0.15MPa(g)正常

轴承润滑油压 0.07～0.08MPa(g)交流润滑泵和高压油泵投入

轴承润滑油压 0.06～0.07MPa(g)直流润滑泵投入

轴承润滑油压 0.045～0.055MPa(g)报警

轴承润滑油压 0.035～0.045MPa(g)停机

轴承润滑油压 0.021～0.035MPa(g)与盘车及顶轴油泵连锁

顶轴油压 10～12MPa (g)正常

顶轴油压 ＞4.2MPa(g)可投盘车

顶轴油压 ＜6.5MPa(g)备用顶轴油泵投入

关于压力整定值具体参阅“汽轮机控制整定值”章节。润滑油供给系统中所有其它压力开关至少应每年试验一次。

1.3.8 加热器和温度调节器

温度调节器和浸入式加热器的调整，既可在制造厂内进行也可在安装时进行。但是，它们的运行情况和整定值应定期检查。检查和维修前，要切断加热器的电源。

1.3.9 液位控制器

油位控制器的校准既可在制造厂内进行也可在安装时进行，但它们的整定值和运行情况应定期检查。在油箱放油时，可以检查低位报警。查核高位报警可以在油箱重新充油时进行。在启动电动机驱动的油泵以充满供油管道前，油箱应充油至足以发出警报的油位。