項建偉

（浙江浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限責任公司，浙江寧波 315208）

MS9001E燃氣輪機液壓油系統(tǒng)優(yōu)化改造

項建偉

（浙江浙能鎮(zhèn)海發(fā)電有限責任公司，浙江寧波 315208）

介紹了MS9001E燃氣輪機油系統(tǒng)組成及其功能，為提高液壓油的品質(zhì)，對原有液壓油系統(tǒng)進行部分改造形成獨立單元。論述了改造方案，分析了改造效果，改造后可確保機組液壓油系統(tǒng)安全、可靠運行。

燃氣輪機；潤滑油系統(tǒng)；液壓油；優(yōu)化改造

0 引言

某300MW燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站由2臺100MW燃氣輪機發(fā)電機組，2臺立式、無補燃、單壓余熱鍋爐和1臺100MW蒸汽輪機發(fā)電機組組成，燃氣輪機為美國GE公司MS9001E機組，天然氣為主要燃料。燃氣輪機的機組有一套潤滑油系統(tǒng)，其主要作用為：在機組啟動、正常運行及停機過程中，向燃氣輪機和發(fā)電機的軸承、燃氣輪機的輔助齒輪箱和液力變扭器提供數(shù)量充足、溫度與壓力適當、清潔的潤滑油；除此之外，一部分潤滑油分流出來作為燃氣輪機的液壓油和跳閘油使用。提供清潔、足夠壓力的液壓油，對燃氣輪機的液壓油系統(tǒng)能否安全和可靠運行非常重要。

1 MS9001E燃氣輪機油系統(tǒng)組成及其功能

1.1 燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)組成及其功能

主要向燃氣輪機和發(fā)電機各軸承、輔助齒輪箱及液力變扭器提供潤滑油，正常運行時還向燃氣輪機跳閘油和液壓油系統(tǒng)提供油源。機組正常運行時，系統(tǒng)的潤滑油由輔助齒輪箱驅(qū)動的主潤滑油泵供給，機組啟停期間，系統(tǒng)的潤滑油由帶交流電機的輔助潤滑油泵供給。泵出口的潤滑油經(jīng)冷油器、過濾器，再經(jīng)1個壓力調(diào)節(jié)閥VPR2－1調(diào)節(jié)潤滑油出口母管壓力至0.21～0.25MPa后，供給燃氣輪機各軸承潤滑油，然后回油至潤滑油主油箱，當直流潤滑油泵運行時，潤滑油不經(jīng)過冷油器和過濾器，直接供給各軸承用油。潤滑油管道設計時采用套裝形式安裝，即出油管道安裝在油箱和回油管道里面［1］。

1.2 燃氣輪機液壓油系統(tǒng)組成及其功能

潤滑油在潤滑油壓力調(diào)節(jié)閥后的出口母管上分為2路，一路至帶交流電機的輔助液壓油泵，另一路至由輔助齒輪箱驅(qū)動的主液壓油泵；當輔助齒輪箱轉(zhuǎn)速未達到額定轉(zhuǎn)速時，輔助液壓油泵參與供油，通過液壓油泵升壓到機組運行時所需的工作壓力，經(jīng)過出口控制模塊輸送到電液伺服執(zhí)行機構(gòu)的壓力管路中。液壓油出口模塊主要包括2個出口過濾器和2個高壓蓄能器，以及壓力表、壓力開關和油管路等設備，在機組正常運行時向燃氣輪機進口可轉(zhuǎn)導葉（IGV）、燃氣速比閥（SRV－1）和各燃氣控制閥（GCV－1／2／3）提供液壓油，液壓油蓄能器提供壓力補償以防止壓力波動，通過改變伺服閥接收電流信號的大小，調(diào)節(jié)閥門開度，控制天燃氣進氣量。液壓油模塊出油管道安裝在潤滑油主油箱和回油管道，液壓油回油直接回到主潤滑油箱。

1.3 燃氣輪機跳閘油系統(tǒng)組成及其功能

在燃氣輪機正常運行時，跳閘油由潤滑油母管直接提供，經(jīng)節(jié)流孔板后壓力為0.5～0.6MPa，作為執(zhí)行機構(gòu)的跳閘油：一路送至IGV伺服閥、繼動閥，另一路再經(jīng)節(jié)流孔板送至燃氣速比閥和燃氣控制閥。跳閘油母管上裝有泄壓電磁閥20TV－1（負責IGV執(zhí)行機構(gòu)的快速關閉）、20FG－1（負責燃氣速比閥和燃氣控制閥執(zhí)行機構(gòu)的快速關閉）。燃氣輪機的跳閘油系統(tǒng)，在燃氣輪機發(fā)跳閘指令后通過跳閘油電磁閥泄去跳閘油壓力，使燃氣速比閥、燃氣控制閥、IGV的繼動閥移到斷開位置而高壓控制油或彈簧快速關閉各閥門和導葉。跳閘油管道也同樣安裝在潤滑油主油箱和回油管道內(nèi)［2］。

2 潤滑油系統(tǒng)運行中存在的問題

（1）作為MS9001E燃氣輪機機組，設計時沒有專用、獨立的液壓油系統(tǒng)，液壓油的油源來自潤滑油母管上的壓力油，液壓油系統(tǒng)的正常運作依賴于潤滑油系統(tǒng)的正常投運，液壓油系統(tǒng)無法脫開單獨運行和測量。

（2）潤滑油流經(jīng)燃氣輪機和發(fā)電機各軸瓦循環(huán)，油質(zhì)中帶有雜質(zhì)顆粒及水分，影響了電液伺服執(zhí)行機構(gòu)的控制精度和使用壽命［3］。

（3）燃氣輪機的控制閥都采用液壓油控制，機組啟停次數(shù)增加明顯，一旦潤滑油油質(zhì)進一步惡化，容易造成控制閥、伺服閥卡澀，從而導致機組無法正常啟動。

3 液壓油系統(tǒng)改造總體思路及控制邏輯

把原系統(tǒng)內(nèi)的液壓油系統(tǒng)獨立出來，新增1套液壓油系統(tǒng)模塊，主液壓油泵和輔助液壓油泵的進油口取自新增液壓油箱，液壓油管路回油全部回到新增的液壓油箱。保留原主液壓油泵和輔助液壓油泵，液壓油泵組出口管路系統(tǒng)和跳閘油管路系統(tǒng)保持原結(jié)構(gòu)布置，部分設備的控制邏輯延續(xù)使用原設備的電氣控制柜和邏輯。由于改造后的液壓油模塊出油管道仍安裝在潤滑油主油箱和回油管道內(nèi)，所以，液壓油采用與原潤滑油同一型號的透平油。

4 液壓油系統(tǒng)改造實施方案

4.1 液壓油系統(tǒng)改造方案

液壓油部分獨立用油，滿足伺服閥對油質(zhì)的要求，增設1套高位油箱來承擔5個執(zhí)行機構(gòu)的用油，保留原主液壓油泵和輔助液壓油泵；保留原液壓油出口控制模塊及相關管路；保留原跳閘油系統(tǒng)管路和電磁閥及相關設備；保留原油動機上跳閘油接口及其管路和壓力開關；保留控制閥的油動機進、回油管路接口。

4.2 液壓油系統(tǒng)改造新增加的主要設備

（1）由于原液壓油的進油取自潤滑油母管上的壓力油，需增加1個高位油箱，為液壓油主輔液壓油泵組供油，不再由潤滑油母管提供，液壓油箱出口通過2個泵入口過濾器連接到主輔油泵吸油口。高位油箱由油箱、濾油器、磁性過濾器、冷油器、端子箱和一些油溫、油位報警、指示和控制的標準設備及1套自循環(huán)濾油系統(tǒng)和自循環(huán)冷卻系統(tǒng)所組成。增加1套濾油冷卻裝置的控制柜、相關I／O點及動力電纜。

（2）燃氣小室4個油動機的液壓油回油總管接回高位油箱，并在回油總管處增設1套低壓蓄能器組件，IGV油動機的液壓油回油接回高位油箱并在回油管處增設1套低壓蓄能器組件，原主輔液壓油泵的泄油接回高位油箱，主液壓油泵的安全油回油和蓄能器回油并聯(lián)后接到高位油箱。

（3）在機組正常運行時，系統(tǒng)的流量較小，為了保證油系統(tǒng)清潔，使系統(tǒng)長期、可靠運行，在供油裝置中增設獨立自循環(huán)濾油、冷卻系統(tǒng)，冷油泵從油箱內(nèi)吸入油液，通過過濾精度為3μm的過濾器后經(jīng)冷卻器返回油箱。其主要功能是提供控制部分所需要的液壓油，同時保持液壓油的正常理化特性和運行特性。

4.3 液壓油系統(tǒng)改造新增加的控制邏輯

保留設備延續(xù)使用原設備的電氣控制柜和控制邏輯，液壓油系統(tǒng)新增設備控制邏輯根據(jù)機組運行時的實際工況設置如下。

（1）液壓油箱裝有3個獨立的液位低低開關，當油箱液位低于200mm時開關動作，經(jīng)“3取2”表決后機組跳閘；當液壓油箱液位高于700mm時發(fā)出液位高報警，液壓油箱液位低于300mm時發(fā)出液位低報警，油箱液位低于430mm時提示液壓油箱液位低需要手動加油。

（2）當液壓油箱油溫低于20℃或液壓油箱液位低于250mm延遲1 s，禁止啟動機組；當液壓油箱油溫低于20℃投運加熱器；液壓油箱油溫高于38℃停運加熱器。

（3）取消原有系統(tǒng)中的潤滑油壓力低跳輔助液壓油泵邏輯（L63QTX），新增液壓油箱油溫低于20℃或液壓油箱液位低于250mm延遲1 s，禁止輔助液壓油泵啟動（信號邏輯名L71QTX1）。

（4）液壓油加熱器在處于運行狀態(tài)時，當液壓油箱油溫高于55℃時液壓油冷油泵自動投入運行，液壓油箱油溫低于38℃時液壓油冷油泵停止。

（5）液壓油箱加熱器未投運運行并且液壓油冷油泵處于運行狀態(tài)時，液壓油冷卻水電磁閥自動打開。

5 液壓油系統(tǒng)改造后的應用效果

（1）改造后在一定程度上提高了液壓油品質(zhì)，避免了潤滑油油質(zhì)進一步惡化而造成的控制閥伺服閥卡澀，提高了機組運行的可靠性和安全性。

（2）液壓油系統(tǒng)局部改造，投資費用相對較低，工期和改造工作量較少，增加的設備和維護量不多，改造后的系統(tǒng)也較簡單。

（3）由于液壓油出油管道安裝在潤滑油主油箱和回油管道內(nèi)，有利有弊：有利之處，液壓油系統(tǒng)漏油不會外溢；不足之處，一旦液壓油系統(tǒng)發(fā)生泄漏，檢查和處理漏點時相對較困難。

6 結(jié)束語

由于原系統(tǒng)設計時將液壓油和跳閘油出口管道安裝在潤滑油回油母管內(nèi)，此次只進行液壓油系統(tǒng)的部分改造，如果將液壓油和跳閘油系統(tǒng)徹底從潤滑油系統(tǒng)獨立出來，也許會達到更好的效果。經(jīng)過改造，改善了燃氣輪機液壓油品質(zhì)，提高了機組運行的可靠性和安全性，通過加強日常的油品化驗監(jiān)督和油箱獨立自循環(huán)濾油等方式，可確保系統(tǒng)液壓油的品質(zhì)［4］。

［1］南京燃氣輪機研究所.簡單循環(huán)燃氣輪機發(fā)電裝置培訓教材［Z］.南京：南京燃氣輪機研究所，1997.

［2］焦樹建.燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

［3］清華大學熱能工程系動力機械與工程研究所，深圳南山熱電股份有限公司.燃氣輪機與燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］電廠用運行礦物汽輪機油維護管理導則：GB14541—2005［S］.

（本文責編：白銀雷）

TK 478

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1674－1951（2016）02－0061－02

項建偉（1973—），男，浙江麗水人，工程師，從事發(fā)電廠燃氣輪機技術(shù)管理方面的工作（E-mail：xiangjianwei2648＠163.com）。

2015－09－06；

2015－12－26