王 嘉
（霍尔果斯南岗热电有限责任公司，伊犁霍城，835215）
【摘 要】近年来，我国电力产业发展迅速，且有效推动了我国的经济增长。作为发电系统的重要组成部分，充当发电原动机的汽轮机的应用较好地实现了蒸汽能向机械能的转化。为了使汽轮机能够更好地服务于社会的各项生产、生活领域，本文以汽轮机技术的最新发展动态及其润滑系统的维护作为主要对象，通过对汽轮机的概念进行阐述，从蒸汽轮机与燃气轮机及其循环机组的角度出发对汽轮机技术的最新动态展开说明，在结合汽轮机润滑系统维护及保养必要性的基础上，对汽轮机润滑系统的维护要求做出了系统说明。
【关键词】汽轮机技术；蒸汽轮机；燃气轮机；润滑系统
前言：
作为国家经济建设中所应用的重要工具，汽轮机一方面关系着国家电力工业的发展水平，另一方面，也是一国机械水平的集中体现。我国对汽轮机及其相关技术的研发已有近60年的历史，而汽轮机的生产、利用和维护也从建国初期的完全引进国外技术过度到了具有自主生产和研发能力的阶段。但随着近年来我国各项生产、生活领域对电力需求的持续上升，这虽然使得汽轮机出现了供不应求的局面，但同时也为汽轮机的发展提供了较大机遇。本文通过对蒸汽轮机以及燃气轮机技术的发展进行分析，并结合汽轮机技术的概念，进而说明了汽轮机润滑系统的维护要求。
1．汽轮机技术最新进展
1.1汽轮机简述
汽轮机又称机械透平，是将蒸汽能量经过一系列转化进而形成机械工的旋转式动力机械。汽轮机的一项最主要用途就是发电的原动机，此外，汽轮机还可对各种风机、泵以及船舶螺旋桨和压缩机等进行驱动，进而满足各项生产、生活的需要。就现阶段而言，国外汽轮机的制造商主要包括了西屋电气公司、富士电机以及德国西门子公司和美国的GE公司等[1]。在国内方面，大型汽轮机的生产商主要包括了哈尔滨汽轮机厂、北重电机厂以及上海汽轮机厂和东方汽轮机厂，且其所生产的汽轮机功率大都在135～600MW之间，能够满足国内一般的电力生产和机械制造。
1.2蒸汽轮机与燃气轮机及其循环机组
电力产业的迅速发展对汽轮机技术的发展也提出了较高的要求，当前，蒸汽轮机轮机方面的新技术主要包括了亚临界、超临界以及超超临界蒸汽机。其中，在电力生产以及机械制造方面，亚临界蒸汽机组仍占据着主导地位[2]。表1给出了三种汽轮机的技术参数，由表1可知，汽轮机压力的增加使其温度也均超过了500℃，这就要求需要以寿命较长的汽轮机油来辅助各类汽轮机的工作。此外，随着蒸汽轮机自身单机功率的逐渐增大，超临界以及超超临界蒸汽轮机机组也将逐渐被应用到各类生产当中。
表1 蒸汽轮机技术参数一览表
由于燃气轮机以及燃气轮机机组具有建设周期短、供电低效率高以及生产费用低等特点，因此，其近年来被广泛应用于世界范围内的电力工业生产当中。据相关部门统计，2005～2013年期间，世界各国平均每年新增的汽轮机中，有33%以上均为燃气——蒸汽循环机组[3]。当前，我国燃气轮机及其联合机组具有7500MW的总装机容量，占据国内汽轮机装机总容量的3.6%。据我国电力部门预测，未来的3～5年内，我国电力产业将进入联合循环发电的“繁荣期”，且需要交付使用的燃气轮机及其循环机组的装机容量将达到22400MW。
1.3汽轮机功率划分
按照功率大小可将汽轮机功率划分为以下几种：（1）大型汽轮机。通常，功率P≥200MW的汽轮机为大型汽轮机；（2）中型汽轮机。50～100MW的汽轮机为中型汽轮机；（3）小型汽轮机。功率在25MW以下的汽轮机为小型汽轮机。随着超临界汽轮机以及超超临界汽轮机应用范围及燃气轮机装机容量的逐步扩大，在今后的发展过程中，500～700MW以及300～400MW的大功率汽轮机的应用也将愈加广泛，而汽轮机的生产也将逐步向着大容量的方向房展[4]。
2．汽轮机润滑系统维及保养的必要性
了解汽轮机润滑系统的维护保养的必要性对于延长汽轮机使用寿命、降低生产成本均具有重要的作用和意义。据美国国家电力部统计，一台功率为400MW的燃气轮机机组若能降低1.2%的强迫停机率与1%的计划停机率，该机组在为期一年的运行过程中会节省1600万美元。此外，在美国，一个大型的火电机组每年由于其汽轮机的轴承损坏而产生的修补或替换花费就高达30万美元，这进一步说明了加强对汽轮机润滑系统的维护和保养，对于通过延长机组的换油期并减少机组停机来降低企业的生产成本并推动企业发展具有重要的促进意义。
3．汽轮机润滑系统的维护要求
3.1系统维护要求
一般的汽轮机润滑系统主要包括了密封油系统、润滑油系统以及调速油系统，且分别负责汽轮机组电机氢冷系统中的H2密封、汽轮机组的润滑和控制等方面的工作[5]。近年来，随着汽轮机组单一汽轮机容量的不断增加，电力生产对汽轮机组的运行效率以及可靠性与控制精度等均提出了更高的要求。为了使调速系统得到有效控制，我国大型火电机组在润滑系统的设计过程中，人为地将润滑油系统与调速油系统分离，从而以电液比例阀以及电液伺服阀和电液转换器等作为调速控制系统的核心，对整个机组进行控制。上述各个元件主要负责汽轮机机组的功率放大和信号转换工作，且在对其进行维护时，要尽可能地使其配合间隙小于10um，以避免润滑油、密封油和调速油等油液污染。
以当前应用最广泛的亚临界和超临界机组为例，其调速油系统处于工作状态时的油压应保持在4～14MPa之间，由于两种汽轮机组的工作温度均在500℃以上，故为了防止因油管破裂而迸溅出的油液滴落在汽轮机的高温外表面而引发火灾，应对调速油系统的抗燃液进行合理且慎重的选用，通常选取磷酸酯抗燃液作为系统的主要抗燃液。而对于220MW以下的汽轮机组的润滑系统的养护则可采用调速油系统以及润滑系统共有的润滑系统。
3.2高速传动齿轮箱维护
与一般的电力工业齿轮传动装置相比，汽轮机所采用的高速传动齿轮具有较为特殊的工作条件，故高速传动齿轮箱对油品的黏度以及抗氧化性等均具有较高要求。传统齿轮箱的运作要求油品本身的黏度不宜过大，且应具备较高的抗乳化性、抗氧化性和极压性。当以普通的汽轮机油驱动并维持高速传动齿轮箱运作时，齿轮箱的齿面会出现严重的胶合破坏，针对此种情况，应使用极压型汽轮机油作为高速传动齿轮箱的汽轮机油，避免因齿面发生损坏而降低汽轮机运行效率。
3.3汽轮压缩机组维护
蒸汽轮机与燃气轮机通过齿轮联轴器与发电机组的压缩机相连，其中，个别的汽轮机机组内设置齿轮增速器，进而构成了由4～6个气缸共同等组成的多缸串联机组。其中，作为多缸串联机组的重要组成部分，压缩氨气系统的运行尤为重要，在其养护方面，应尽量选取抗氨气轮机油作为其主要轮机油。
结论：本文通过阐明汽轮机技术的概念，进而对蒸汽轮机与燃气轮机以及燃气轮机循环机组的最新发展进行恩洗，通过说明减少停机时间对企业的重要意义，进而阐明汽轮机润滑系统维护及保养的必要性，并从系统维护要求、高速传动齿轮箱维护和汽轮压缩机维护等方面对汽轮机润滑系统的维护要求展开了深入探析。可见，未来加强对汽轮机技术的最新发展及其润滑系统的维护要求方面的研究，对于促进汽轮机行业的发展并使其更好地带动电力产业的整体发展具有重要的历史作用和现实意义。
参考文献：
[1]韩丽.前装机自动润滑系统的研究与应用[D].阜新：辽宁工程技术大学，2013.
[2]闫小楼.基于CFD技术的稀油站系统管路参数优化研究[D].沈阳：沈阳理工大学，2013.
[3]刘雨辰.油气润滑系统供油单元的设计与研究[D].北京：北方工业大学，2013.
[4]毛文亮.涡轮增压器浮环轴承润滑系统可视化研究[D].天津：河北工业大学，2013.
[5]叶铨.汽轮机油的性质、作用及乳化的防治[J].科技致富向导，2013，02（12）：175-176.
论文作者:王嘉
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年9月供稿
论文发表时间:2016/1/18
标签：汽轮机论文; 机组论文; 系统论文; 汽轮论文; 燃气轮机论文; 轮机论文; 齿轮箱论文; 《工程建设标准化》2015年9月供稿论文;