汽轮机顶轴油系统的作用是什么？
文章出处：中国电力报 发布时间：
2007-03-09
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。
某厂在邹县30万千瓦机组改造中采用了电液操纵低速自动盘车装置，具备液压启动投入和自动甩开的功能，能满足自动化启停机的要求，机组停机后盘车使转子连续转动，避免因汽缸上下温差使转子弯曲；连续盘车可以消除因转子长期静止引起的非永久性弯曲；机组冲转前盘车使转子连续转动，避免因阀门、轴封漏汽造成汽缸上下温差使转子弯曲，同时检查转子是否已出现弯曲和动静部分是否有摩擦现象。该盘车装置型号为PC-22/3.9，盘车时转子转速3.9r/min，可通过程控、远控、就地自动投入，也可手动投入，大大提高了机组自动化水平。
可变量柱塞泵占领市场
低速盘车装置要求顶轴油系统更加可靠，顶轴油压偏低或各轴承压力分布不均，会造成盘车失稳，以及盘车马达电流摆动，导致支持轴承磨损，因此应保证润滑油压正常值≥0.08MPa，顶轴油压正常值
≥0.7MPa，当润滑油压低于0.03MPa 时盘车自动停止。某厂30万千瓦机组顶轴油系统采用了国产SY14-18柱塞泵4台，每台泵可通过手动调节使其流量0～25ml/r内，入口透平油来自润滑油母管，出口压力最高17MPa ，采用母管输至各轴承，通过各轴承前截门调节各轴承压力，因高、中、低压汽轮机转子、发电机转子重量不同，因而需要不同的压力，才能得到基本相同厚度的油膜，运行调试难度大。自20世纪60年代以来，国产SY 系列柱塞泵被广泛应用在全国各电厂顶轴油系统中，承担重要设备的作用，其虽然存在柱塞零件磨损、密封件泄漏等缺陷，但厂家能保证翻修质量，基本满足了大型汽轮发电机组的顶轴需要。随著市场经济的发展，该系列柱塞泵生产厂家杂多，产品故障率高，翻修质量得不到保证，因而性能更加优越的PVH 系列自动可变量柱塞泵迅速占领国内顶轴油泵市场，其原因在于该泵在设计使用期内故障率为零，性能可靠，泄漏、性能价格比合理。不少电厂已经改造，更多的电厂正在酝酿改造。
新型顶起装置异军突起
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。其主要特点为：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。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))。当顶起泵已启动，而轴尚未被顶起瞬间，顶起油的压力瞬时会升高。但轴被顶起，排油畅通之后，油压即下降而保持在某一稳定值，这时的压力是正常顶起压力。新型顶起装置的特点这种新型顶起装置的特点：高压顶起油泵的安装标高应略低于汽机润滑系统的轴承进油总管(冷油器后接近运转层的水平总管), 使停机期间润滑油总管放空时顶起油泵之进油管道及滤油器仍能充满油，以保证油泵再次启动工作时不需放气。顶起油泵及其油管路系统新安装或经拆卸检修后首次启动时必须充分放净滤油器及油泵内空气，否则打不出油或油内含气泡，顶起效果不佳。电厂安装完后，应进行主轴顶起试验，按顶起高度的要求
调整单向节流阀的开度，并记录母管压力及各轴承的顶起高度、顶起油压。 运行、维护、启动：顶起油泵装置工作主要依据是顶起油压力，启动后压力应在一定范围内。油压偏高说明转子未充分顶起，高压油排油不畅；偏低时表示高压管道系统有漏油现象。高压油顶起装置需检查管道系统的密封性，以保证可随时投入工作。汽机启动暖机，在盘车装置启动之前，开动顶起油泵、机组；在正常盘车过程中，即可关闭顶起油泵，这时轴瓦内已能自动形成并保持完整的润滑油膜；机组停机后，转子惰转时间不需拖长；其他需要在静止情况下盘动转子而油系统中又具备顶起油泵的进油压力时亦可启动顶起油泵。
检修与维护：高压油顶起装置每年使用次数及时间不多，故检修应以管路系统密封性为主，著重于汽机正常运行时之监察维护，随漏随修，定期及根据滤油器压差指示更换滤芯。
管路系统的设计及选用：管路系统在满足连续盘车稳定可靠的前提下，应简单可靠并减少人为的调整操作。某电厂针对发电机转子比汽轮机转子重量悬殊及可变量柱塞泵自动调整压力的特点，采用单元制即单独一台泵供发电机主轴即9～10轴承顶轴用，另一台泵供汽轮机二低压转子即5～8轴承顶轴油用，摆脱了人工调整各轴承顶轴压力的问题，简化运行操作，提高机组自动化程度。
长期以来，国内顶轴油系统至少设有一台备用，系统一般不设滤网，因此轴颈时常被杂质磨损，发电机轴颈磨损更为严重，形成深约1mm 、宽约10mm ～20mm 的沟槽，修复费用近百万。改造后的顶轴油系统采用可变量柱塞泵，出入口设有油滤网，避免轴颈磨损，根据投入运行的机
组看，运行可靠无故障，为了系统简单可靠，采用2泵运行，不设在线备用泵，可备一台泵作事故备品。顶轴油管路采用OGr18Ni9不锈钢管，避免因透平油含水造成锈蚀。
总之，顶轴油系统采用无故障可变量柱塞泵，系统简化、操作简便、性能可靠是大型汽轮机组的顶轴油系统的发展趋势。
1、上下缸具有不同的重量和散热面积，下缸重量大于上缸，下缸布置有抽汽管道，散热面积大，在同样的加热或冷却条件下，下缸散热快而加热慢，所以上缸温度大于下缸；
2、在汽缸内，蒸汽上升，其凝结水下流，使下缸受热条件变化；
3、在周围空间，运转平台以上的空气温度高于其以下的温度，气流从下向上流动，造成上
下缸冷却条件不同，使上缸的温度高于下缸；
4、当调速汽门开启的顺序不当时，造成部分进汽，也会使上下缸温差增大；
5、在启机过程中，汽缸疏水不畅，停机后有冷汽冷水从抽汽管道返回汽缸，使下缸温度下
降；
6、下汽缸保温不良，因为下汽缸保温不如上汽缸那样易于严密，从面造成空气冷却下汽缸；
7、停机后汽缸内形成空气对流，温度高的空气聚集于上汽缸而下汽缸内的空气温度低，从
面使上下缸的冷却条件不同。