汽輪油泵出口圓球故障對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響

     6000kW汽輪機(jī)多數(shù)都將汽輪機(jī)啟動(dòng)用的離心式油泵與一微型小汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸裝配成一體，稱汽輪油泵，半埋于機(jī)組的主油箱中。這種結(jié)構(gòu)具有緊湊、漏點(diǎn)少、操作方便、不易發(fā)生故障等優(yōu)點(diǎn)。特別是由于半埋于主油箱中，運(yùn)行時(shí)的熱量傳遞給透平油的速度比較快，油溫易建立，不需增設(shè)加熱裝置，故機(jī)組也易啟動(dòng)。但這種結(jié)構(gòu)往往也易被人們所忽視，C6-3.43/0.981型汽輪機(jī)所配置的BL-5.5-24型半埋式汽輪油泵出口圓球發(fā)生故障的情況就是較典型的一例。
        一、故障現(xiàn)象
        某日，因電氣系統(tǒng)原因，1#汽輪發(fā)電機(jī)組從電網(wǎng)解列、停機(jī)。電氣故障處理完畢后，機(jī)組并網(wǎng)接帶500kW的電負(fù)荷，當(dāng)按慣例停止1#汽輪油泵運(yùn)行時(shí)，隨著汽輪油泵進(jìn)汽壓力（0.8MPa）的下降，主油泵的入口、出口、一次脈沖等油壓均成比例的下降，而電負(fù)荷卻大幅增長(zhǎng)。隨即又快速將該油泵的進(jìn)汽壓力升至額定（0.8MPa），上述各油壓隨即又恢復(fù)正常，電負(fù)荷也就停留在改變汽輪油泵進(jìn)汽壓力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的最高位置上。隨后將同步器轉(zhuǎn)為手動(dòng)，減下電負(fù)荷后，又多次反復(fù)上述操作，均發(fā)生同樣的現(xiàn)象。該機(jī)的汽輪油泵進(jìn)汽壓力只好維持在額定參數(shù)0.8MPa，手動(dòng)同步器負(fù)荷調(diào)整到4500kW的經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行。
        二、調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理及其動(dòng)作過程（圖1）

 圖1

        系統(tǒng)調(diào)節(jié)及潤(rùn)滑用油均由一個(gè)與轉(zhuǎn)子直連的徑向鉆孔離心式主油泵供給。供給的高壓油分兩部分，第一部分分四路：一路去壓力變換器中部，一路去壓力變換器底部，一路經(jīng)節(jié)流孔成為第一脈沖油（圖1中的點(diǎn)劃線），一路經(jīng)調(diào)壓器再經(jīng)節(jié)流孔成為第二脈沖油（圖1中虛線）；另一部分經(jīng)逆止閥后又分為三路：一路去保安系統(tǒng)，一路經(jīng)冷油器后分別去注油器供給主油泵和經(jīng)逆止閥、潤(rùn)滑油壓調(diào)整閥、濾油器（上述三附件未示出）去潤(rùn)滑系統(tǒng)，一路分別去啟動(dòng)閥和經(jīng)高、低壓錯(cuò)油門去高、低壓油動(dòng)機(jī)。調(diào)壓器的手柄放下后，該滑閥下移高壓油窗口被打開經(jīng)節(jié)流孔后產(chǎn)生二次脈沖油壓，低壓錯(cuò)油門滑閥和油動(dòng)機(jī)會(huì)相應(yīng)地向上移動(dòng)，低壓調(diào)速汽門相應(yīng)地關(guān)小，否則二次脈沖油壓為零，其低壓錯(cuò)油門滑閥下移，處于下限位置，其高壓油與低壓油動(dòng)機(jī)上腔接通，低壓油動(dòng)機(jī)處于下限位置，低壓調(diào)速汽門處于全開位置，機(jī)組即為純冷凝狀態(tài)。以負(fù)荷降低、轉(zhuǎn)速升高為例。轉(zhuǎn)速升高→主油泵油壓增加→壓力變換器滑閥上移，使排油窗口關(guān)小，一次和二次脈沖油壓升高→高低壓錯(cuò)油門滑閥上移→高低壓油動(dòng)機(jī)活塞上移→高低壓調(diào)節(jié)汽閥關(guān)小，同時(shí)兩反饋窗口開大，一、二次脈沖油壓降低→兩錯(cuò)油門滑閥復(fù)位。調(diào)壓部分之動(dòng)作過程略。這種現(xiàn)象的故障點(diǎn)就在于主油泵出口的高壓油經(jīng)汽輪油泵出口的單向塑料酚醛球密封的球室泄入主油箱的緣故當(dāng)汽輪油泵進(jìn)汽壓力下降時(shí)，（去掉汽輪油泵的自啟動(dòng)裝置后，停止該泵，逐漸關(guān)小其進(jìn)汽門，汽輪油泵的轉(zhuǎn)速、流量、壓力也隨之下降）汽輪油泵出口的單向塑料酚醛圓球（如圖1X放大所示）產(chǎn)生熱變形或裂紋成為橢圓，該球回位時(shí)，在洼窩處就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)泄油間隙，主油泵的出口高壓油在壓力差的作用下由此泄入主油箱。主油泵的出口高壓油、一次脈沖、主油泵的入口油壓等都會(huì)隨之成比例地下降，調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)動(dòng)作，使通往主油泵入口管路的排油窗口逐漸開大，一次脈沖油的泄油量增加，導(dǎo)致該一次脈沖油壓的下降；從主油泵的出口高壓油的另一路也同時(shí)經(jīng)過節(jié)流孔后感應(yīng)著一次脈沖油壓，因主油泵出口油壓的下降也隨之降低。當(dāng)啟動(dòng)閥投入后，該閥的兩個(gè)一次脈沖油的窗口即相通，高壓錯(cuò)油門底部感應(yīng)一次脈沖油壓信號(hào)，滑閥隨一次脈沖油壓的下降而下移，高壓調(diào)節(jié)汽閥開大，電負(fù)荷增加。上述放大、傳遞和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的滑閥復(fù)位和停止執(zhí)行的信號(hào)，不是在高壓油動(dòng)機(jī)活塞下移的時(shí)候，導(dǎo)致高壓油動(dòng)機(jī)的反饋窗口關(guān)小而使一次脈沖油壓升高、高壓錯(cuò)油門滑閥復(fù)位的。當(dāng)提升汽輪油泵的進(jìn)汽壓力至額定值（0.8MPa）時(shí)，汽輪油泵的出口油壓也隨之升高，泄油量減少到零，同時(shí)主油泵的出口油壓和一次脈沖油壓等恢復(fù)額定值。上述油壓恢復(fù)正常時(shí)，也即是壓力變換器滑閥停止下移并復(fù)位、高壓錯(cuò)油門滑閥停止下移復(fù)位、高壓油動(dòng)機(jī)停止下移、高壓調(diào)速汽門停止繼續(xù)開大和電負(fù)荷停止增長(zhǎng)之時(shí)。
        三、故障處置
        手動(dòng)同步器空負(fù)荷后再次試圖停下汽輪油泵未成功后停機(jī)，打開該油泵出口球室，該球已嚴(yán)重變形成為橢圓，有一道約0.15mm的裂紋和一深度達(dá)0.2mm的密封唇痕，換上新球后開機(jī)，停止該泵后一切正常。
        該類型汽輪油泵在投入使用時(shí)，應(yīng)注意暖機(jī)參數(shù)及時(shí)間的有關(guān)規(guī)定。操作應(yīng)緩慢、平穩(wěn)。暖機(jī)時(shí)應(yīng)避開振動(dòng)帶。當(dāng)自啟動(dòng)裝置去掉后，停止該泵運(yùn)行時(shí)，最好應(yīng)在定速前（當(dāng)主油泵出口油壓在0.54MPa以上）停止。若有做超速試驗(yàn)等特殊情況時(shí)，也應(yīng)在并列前停止該泵。進(jìn)行停止操作時(shí)，應(yīng)設(shè)有專人監(jiān)護(hù)。對(duì)裝有塑料酚醛球裝置的機(jī)組，應(yīng)隨機(jī)組的檢修列入檢修項(xiàng)目中，圓球不合格時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。該泵接蒸汽的閥門應(yīng)能關(guān)閉嚴(yán)密，以防高溫的影響，加速該球的變形及老化。應(yīng)盡量減少該泵的試驗(yàn)次數(shù)。為確保機(jī)組軸瓦的潤(rùn)滑，應(yīng)配一套手搖油泵。