如何保证燃气轮机润滑油温度不超高

炎热的夏季如何保证润滑油温度不超高成为一个棘手的问题。针对此问题，技术攻关小组在没有任何经验可借鉴的情况下，集思广益，成功解决夏季润滑油温度高的隐患，大幅提高了燃机带载能力，降低了燃气消耗。...

如何保证燃气轮机润滑油温度不超高

位于塔克拉玛干沙漠腹地的塔中油田孤网电站共有7台美国索拉公司金牛60燃气轮机发电机组，单台机组额定功率4750kW，该电站于1997年3月投产，属该机组首次在国内陆地使用。作为沙漠地区的唯一电源，电站的安全平稳运行尤为重要。沙漠腹地环境极其恶劣，夏季地表最高温度达到70℃，而燃气轮机润滑油温度是发电机组安全平稳运行的一个关键参数（68.2℃高报，74℃高停），投产至今燃机多次因为润滑油温度超高停机，炎热的夏季如何保证润滑油温度不超高成为一个棘手的问题。针对此问题，技术攻关小组在没有任何经验可借鉴的情况下，集思广益，成功解决夏季润滑油温度高的隐患，大幅提高了燃机带载能力，降低了燃气消耗。

一、存在问题及对生产影响

1.SOLAR机组在塔中运行初期时明显不适应塔中夏季高温和冬季超低温环境，机组经常性出现润滑油温度超高报警或停机故障，甚至引发系统停电的严重生产事故；

2.滑油温度高报警也限制了机组正常带载能力；

3.润滑油在高温条件下长时间运行也会使滑油出现碳化现象，设备故障率也在增高。

4.SOLAR公司先后3次派专家针对滑油温度高进行现场技术服务，并在原冷却风扇基础上加装上了一套变频控制系统，但仍然没有很好地解决此技术难题。

二、技术路线

1.现状调查（一）

电站在运行初期气源不稳与润滑油温度超高成为影响机组报警、停机的主要原因。1998年底至1999年初，作业区组织解决了气源不稳定问题后（燃气改由现在输往库尔勒的管网气为正常气源），润滑油温度超高成为机组故障报警或甩负荷的最主要因素。

2.现状调查（二）

我们对造成润滑油温度超高引起故障报警或甩负荷进行统计分析：

结论：燃机润滑油温度超高的主要原因是塔中地区沙漠腹地夏季高温和冬季夜间低温环境。

3.技术分析

3.1因果分析图

3.2通过我们的现场分析和实践得出

夏季高温环境造成滑油温度超高主要是由于在高气温环境中滑油冷却器散热效果较差引起。

冬季夜间低温造成滑油温度超高主要是由于在超低温环境下滑油冷却器内滑油粘度增大、流通不畅使散热效果较差引起，也是由于其冷却风扇不能根据滑油温度协调运行因素所致，冷却风扇不能根据滑油温度协调运行因素是由于滑油温度上传数值采集点不合理所致。

3.3我们对滑油温度上传数值取点不合理进行分析：

如上图所示可看出，原滑油温度采集点是经过温控阀后、各润滑点前的滑油温度，而此点滑油温度是经过温控阀时滑油泵油和冷却器内滑油混合后的温度点。当冬季低温时，由于低温使滑油粘度增大，滑油流通不畅，流经温控阀的滑油大大减少，致使PLC所采集的油温渐渐增高，然后，油温增高的信号再经过PLC去控制2#、3#冷却器风扇的运行，两油温控制的变频风扇的运行又更加重了冷却器内滑油温度的降低，其粘度更加增大，流入温控阀的流量更加减少，使采集点的温度进一步增高，这样，就在机组滑油冷却系统中形成恶性循环，造成各润滑点温度很快升高而报警，或造成其它生产事故。

三、技术实施情况

塔中环境是很难人为改变的，我们只能从机组滑油系统工艺上或采取一些积极措施来解决高温环境中机组滑油温度超高报警问题。

1.增设水喷淋进行二次冷却

采取水喷淋积极对冷却器二次冷却散热。我们开初采用临时水管向冷却器洒水冷却试验，试验效果非常成功，滑油温度很快降下来了。

2.水喷淋二次冷却方案可行性分析

2.1冷却效果非常好；

2.2用水是淡化水，取水方便；

2.3经试验，正常情况下，三台上网机组每天耗水为1m3左右，耗水不大；

2.4水管是采用PPR铝塑管，水对管线不腐蚀，不会对喷头造成堵塞；

2.5水喷淋采取温度信号经PLC控制（温度上传数据采集冷却器回流入油箱温度），其实施和组态工作经论证后是方便可行的。

2.6水喷淋的温度控制信号选用新增的温度采集点，且易实现。

2.7整个方案实施的经济投入较小，需200多米 PPR铝塑管和相应接头、弯头，需七个电磁水阀和相应控制电缆和信号电缆，需进行PLC系统组态；

3.技术方案实施

于2001年入夏前，我们已全部实施了上述技术方案，经过实际运行，完全达到了预想的效果，而且非常成功，每次自动喷淋只有几分钟即可迅速地降低了滑油温度。

4.组态情况

原采集点信号保留其报警及其停机功能，新增采集的油温信号只参与电磁水阀的控制，水喷淋实现自动喷淋，当油温达到设定值时自动实现喷淋或关闭喷淋。

5.选取合适滑油温度采集点，实现有效自动控制温度

根据前面分析得出，室外低温环境下滑油温度超高原因主要是滑油温度上传数据采集点不合理所致。根据工艺分析，我们取用冷却器回流入油箱的油温作为上传数据，避开两路油混合的问题。如图示：

6.技术方案实施

2002年11月，我们已对电站7台燃机滑油系统实行了上述技术改造。

7.组态情况

新增采集的油温信号参与水喷淋和变频冷却风扇的控制，其中环境温度和原采集的油温信号是其参考值，原采集的油温信号仍保留其报警和停机功能。为了避免温度探头传感器的失灵带来的后果，我们在站控系统SCS中还编制了成果的后保护。即在温度传感器失灵下造成滑油温度超高情况制定站控低周保护功能，制定了低周甩负荷顺序，甩掉制定中不重要的三类大负荷，以确保电网系统的安全运行。

8.重点技术实施工作：

8.1水喷淋头设计：解决了单位时间内实现最佳喷水量和喷水面积以满足冷却系统对冷量的需求。

8.2确定控制信号新的滑油温度采集点：选择合适且具有代表性的温度采集点是实现冷却系统技术改造最优化的关健。

8.3高、低温环境下控制信号源的统一

8.4进行高、低温环境下技术改造的自动控制系统联合组态

四、效果评价

自对燃机滑油系统改造运行2年多时间以来，机组滑油系统运行较好，塔中电站顺利地度过3了个高温的夏季和2个寒冷的冬季。成果非常实用、成功，完全达到了我们技术攻关要求。

1.方案的技术改造不断根据实际情况进行优化更改，不断创新，不居功于初步成功的现状。

2.解决了SOLAR机组目前风冷系统在沙漠高温环境的不适应性难题。

3.解决了润滑油在沙漠高温特殊环境运行下快速碳化问题。

4.改善了燃气机组的带载能力，单机平均提高400KW带载能力，从而提高了单台机组的工作效率，增大了电网的可靠性和安全性。

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