东汽600MW汽轮机油保护装置可靠性研究及优化

摘 要：我厂3-8号机组汽轮机均为东方汽轮机厂生产的600MW机组，油压低跳闸汽轮机保护装置安装在汽机房0米油主油箱上，取样点为主油箱内油冷却器出口，该取样位置距离13.7米平台轴系垂直高度约11米，该高度油柱压力0.092Mpa。本次以托电公司5号机为研究对象，研究汽轮机在整个启动、冲转、定速、并网、升负荷过程中，主油箱内冷油器出口油压力与一瓦油供油压力的关系。最终研究出一套可以避免误动、拒动并具备在线试验功能的油保护装置，避免了断油烧瓦重大事故的发生，提高了汽轮机运行的安全性。

关键词：油 保护 优化

Abstract：Steam turbine unit 3-8 our factory are 600MW units Oriental turbine factory production， low lubricating oil pressure trip the turbine protection device is installed in the turbine housing 0 meters the main lubricating oil tank， sampling points are the main oil tank lubricating oil cooler outlet， the sampling distance of 13.7 meters platform frame vertical height of about 11 meters， the height of oil column pressure 0.092Mpa. This time by supporting Electric Company No. 5 machine as the research object， research of steam turbine in the start， turning， speed， grid， loading process， the relationship between oil cooler outlet pressure of the main oil tank lubricating oil and lubricating oil supply pressure tile. The final study a set can avoid oil protection device malfunction， refusing action and have the online test function， avoid break oil burning tile major accidents， improve the safety operation of steam turbine.

Key words：lube protector Optimization

中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）03-0304-01

引言

我厂3-8号机组汽轮机均为东方汽轮机厂生产的600MW机组，油压低跳闸汽轮机保护装置安装在汽机房0米油主油箱上，取样点为主油箱内油冷却器出口，保护定值为0.105Mpa。油保护设置思路是当轴系供油压力低于0.105Mpa时，汽轮机跳闸，因此，在校验压力开关时，需增加0米保护装置开关至轴系实际高度的静压差0.092Mpa，即0.197Mpa。由于汽轮机在整个启动、冲转、定速、并网、升负荷过程中，主油箱内冷却器出口油压力与轴系实际油供油压力偏差不固定，且均大于厂家提供的0.092Mpa，所以，加一固定偏置不合理。为了避免汽轮机长时间运行在低油压状态，或者油压力处于保护动作值的上边缘运行，有必要在轴系增加保护装置和监视系统，所设计的保护装置能够真实反映轴系实际油压力，时时刻刻监视轴系油压，一旦低于保护动作值时立即动作，保证汽轮机安全稳定运行，避免断油烧瓦恶性事故的发生。

一、现状介绍

目前#5机组大机油压低跳机保护开关均安装在0米主油箱顶，包括冷油器出口油压力变送器（未修正）、直流事故油泵（EOP）联锁开关、交流油泵（TOP）联锁开关和启动油泵（MSP）联锁开关。东汽厂提供定值如下：联启EOP压力定值：0.105Mpa，联启TOP压力定值：0.115Mpa，跳机保护定值：0.07Mpa。其中关于油压力低跳机保护定值，在安评中专家提出大机油压低跳机定值应和联启直流油泵定值一致，并提出直流油泵作为事故油泵，只用于压力低低后紧急停机需要，联启直流油泵同时跳机。经过传真和电话联系东汽，东汽不同意降低直流油泵联锁定值。因此目前将跳机定值由原来的0.07MPa改为0.105MPa，修正值为0.092MPa，由于跳机压力定值上移，为了确保安全运行，将联启TOP的定值上调至0.125MPa，修正值为0.092Mpa。因此，托电5机组目前的定值如下：联启EOP压力定值：0.105Mpa，联启TOP压力定值：0.125Mpa，跳机保护定值：0.105Mpa。

二、优化原因

本厂汽轮机油压力低保护及连动油泵的压力开关装于汽轮机主油箱上。与汽轮机主轴存在高差。在校验开关时加上了高差补偿。查看本厂定值清册在校验时加上了92KPa左右的高差修正值。

在进行现场检查时，查看了汽轮机前箱油油压表和主油箱上的油油压表发现两者相差接近0.11MPa。因此上，目前本厂汽轮机油压力低保护和联动交直流油泵的定值可能补偿不足。这样无形中降低了启动交直流油泵和跳机保护的定值，存在汽轮机轴瓦烧毁的隐患，故需要进行改造。

三、问题分析

在#5机组正常运行时，0米主油箱顶冷油器出口油压在0.27MPa左右，13.7米机头一瓦处油压在0.14左右，两点的压力测量差为0.13MPa，汽轮机厂提供的静压修正值为0.092MPa，上述两个修正值相差较大，也就是说按照目前的压力开关安装位置来看，在冷油器出口压力达到保护定值0.105MPa时，在1瓦入口母管处的压力可能下降为0.067Mpa（0.105+0.092-0.13），这种工况对于汽轮机的安全非常不利。为了避免这种状况的出现，应该将用于保护的开关安装在汽机平台一瓦入口母管处。

通过查阅东汽厂资料，在油系统说明书6.1章节有非常明确的表述：汽轮机正常运行时，轴承进油管油压力在0.137-0.176MPa范围内，当油压降至0.105MPa时，应启动直流油泵并立即打闸停机检查，而且特别注明，以上压力值为运行平台母管油压表压。这也是本次优化的理论依据。

四、优化方案

综合考虑以上两个因素，经过讨论，决定在5机组大修中执行以下优化方案。

在汽机机头1瓦处增加压力开关7块（包括：ETS主保护压力开关3块、联启EOP压力开关1块、联启TOP压力开关1块、跳盘车压力开关1块、硬光字报警压力开关1块）、压力变送器1台。

目前汽机机头已安装1瓦油压力表1块。为满足主保护独立取样要求和事故油泵联锁试验要求，需在机头1瓦油压母管增加取样孔6个，共7个取样口。7个取样口对应测点分配情况：主油泵入口压力表、主油泵出口压力表、联启TOP压力开关、跳盘车压力开关、联启EOP压力开关、硬光字报警压力开关、ETS主保护开关、ETS主保护开关、ETS主保护开关、油压力变送器。且用作ETS主保护的三个开关独立取样。

为满足在线试验要求，分别在3个主保护压力开关和1个EOP联锁压力开关、1个TOP联锁压力开关取样管路增加泄压阀。

改造完后1瓦处各压力开关定值为：

联启EOP压力定值：0.105MPa

联启TOP压力定值：0.125MPa

联停盘车压力定值：0.07MPa

硬光字报警压力定值：0.13MPa

跳机保护定值：0.105MPa

五、在线试验方法

在机组运行中，汽轮机ETS主保护开关如需做在线试验时，首先关闭取样一次门，再打开排油手动门进行泄压，运行人员确认压力开关动作；恢复时应先关闭排油手动门，再打开取样一次门，运行员确认压力开关复位。用于主保护的3个压力开关在线试验时应确认当前试验开关复位后才能做下一个开关的试验。

六、改造后各种工况下一瓦油供油压力

改造后，为了保证机组最能够正常启动且不会发生误动现象，我们分析了相关数据，见表1

从上表可以看出，在升速到1500转过程中，油压最低时为0.116MPa，1500转稳定后，油压为0.13。在整个升速过程中，油压最高为0.146Mpa。当转速稳定在3000转，且TOP停止运行时，油压力为0.135Mpa。当机组并网正常运行时，1瓦油压力在0.137-0.14之间变化。所以，在机组启动前，运行TOP，然后即可挂闸。TOP运行期间，1瓦油压力最低为0.116Mpa，开关定值为

六、结束语

通过对5号机油保护装置的研究和优化，有效地提高了汽轮机的安全运行水平，避免由于东汽厂家保护装置不合理而导致的断油烧瓦事件，托电公司5号机组作为国内首台优化的机组，对行业内其他类似机组有很好的借鉴意义。

作者简介：郭峰，（1981―），男，工程师，毕业于华北电力大学，现任内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司设备部热控室班长。