[发明专利]一种防止汽轮机断油的装置系统和方法

说明书

本发明提供一种防止汽轮机断油的装置系统和方法，所述装置系统包括：设置在汽轮机中转子一端的转子磁性部；所述转子磁性部的NS极指向线与所述转子的轴向中心线垂直；设置在所述转子磁性部的外侧、与所述转子磁性部之间具有空隙间隔的电动机线圈；所述电动机线圈与所述转子磁性部同轴心设置；与所述电动机线圈形成的闭合电路相连的油独立输送装置；与所述电动机线圈相连的液压缸系统；所述液压缸系统的活动件与所述电动机线圈相连，所述液压缸系统的活动件连接有远离汽轮机设置的弹性件，所述液压缸系统的一端与原始供油管路相连通。所述方法可实现汽轮机断油的自动保护，有效将转子惰走产生的能量转移，避免轴瓦发热，保障设备寿命。

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种防止汽轮机断油的装置系统和方法。

背景技术

大型汽轮机/燃气轮机在高温高压环境下工作，同时各部件还要承受各种巨大的机械应力，为此必须使用特殊材质制造，为了保证较高的运行效率，加工工艺也较为复杂，因此汽轮机造价较高，一旦出现事故检修工作量大，经济损失巨大，社会影响较大。

火力发电厂中，润滑油系统向轴瓦和轴颈之间提供一定流量和品质的润滑油，保证轴瓦处形成良好的动压油膜，极大地降低了轴瓦与轴颈的磨擦系数，保证轴瓦乌金工作在一个合理的温度水平。

轴瓦损坏是汽轮机典型重大事故之一，《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中对防止汽轮机轴瓦损坏事故提出了明确的防范措施，导致轴瓦损坏最常见的原因是润滑油失去供给。具体如下：当由于运行操作、设备故障等因素导致润滑油供给失去时，汽轮机根据润滑油压力低信号自动停机，转子开始惰走，旋转机械能通过轴颈与轴瓦、动叶与蒸汽、缸体内动静部分的磨擦和碰撞释放掉，一般轴瓦处磨擦消耗的能量最多。此时，轴瓦与轴颈处动压油膜遭到破坏，磨擦系数骤然升高，导致发热量急剧增加，超过瓦面乌金材质的许用温度后，乌金面开始变形损坏，导致磨擦系数进一步升高，轴瓦损坏，严重时轴颈与瓦基直接磨擦，导致轴颈损伤。由于乌金面损坏导致轴系动静间隙发生变化，动叶与叶顶汽封、轴颈与隔板汽封、动叶与隔板间产生碰磨变形，严重时碰磨形成恶性循环，导致转子部件脱落，扩大事故。

为了解决上述问题，已经有一些相关研究，具体如下：

《防止电力生产事故的二十五项重点要求》的8.4.1条款规定：“汽轮机、燃气轮机制造厂家或设计院应配制或设计足够容量的润滑油储能器(如高位油箱)，一旦润滑油泵及系统发生故障，储能器能够保证机组安全停机，不发生轴瓦烧坏、轴径磨损。机组启动前，润滑油储能器及其系统必须具备投用条件，否则不得启动。未设计安装润滑油储能器的机组，应补设并在机组大修期间完成安装和冲洗，具备投用条件。

根据上述要求，初步有两种方案可供选择，一种是在主厂房设置高位油箱，另一种是在润滑油系统中设计蓄能器。

但高位油箱方案，需要在生产现场高位布置了一个体积至少大于300m³的油箱，土建成本会有一定增加，厂房布置将打破传统设计，导致设计费用增加。每台机组需要另外购买300m³润滑油，两台机组费用大概在1000万元，工程投资有所提升；而且里面装有润滑油，油量相当于主机润滑油箱的10倍左右，对于生产现场来说是一个巨大的危险源，一旦润滑油系统发生火灾会使后果严重恶化。蓄能器方案相对润滑油量增加不多，在安全性方面略好一些。

而且当润滑油系统故障后，高位油箱可维持0.1MPa左右的润滑油供油压力，维持汽轮机转子惰走，但是在转子转速降低到一定程度后动压油膜不能正常建立，轴瓦发热同样很严重，导致设备损坏。蓄能器方案可维持20秒钟的润滑油供给，期间润滑油系统故障尚未排除同样会出现轴瓦损坏事故。

因此，如何更好地解决汽轮机断油的问题是亟需解决的技术难题。

发明内容