注油器是汽轮机润滑油系统中十分重要的供油设备,其工作的可靠性与否直接影响到机组的安全运行。注油器汽蚀的过程伴随着噪声和振动的发生,汽蚀本身导致注油器的性能下降,
噪声则影响机组的运行环境,对运行人员的健康不利;同时由汽蚀引发的振动可能导致次生事故,如注油器本身或相邻管道裂损所致的润滑系统供油不足导致的紧急停机和轴承或轴颈损坏。
注油器是一种安全可靠的射流泵( 或称喷射泵) ,其安全可靠性缘于注油器本身无相对运动部件。注油器装于油箱内部管路上,吸入口位于工作液位以下。
油系统在实际运行中,注油器均有不同程度的汽蚀问题。
注油器汽蚀所致的振动
当注油器喉部入口或喉部压力降低到接近润滑油的汽化压力时,游离于油中的气体首先逸出,接着溶解于油中的水汽化,流体变为液气两相流。由于液体汽化所产生的气泡随液流向喉部末端及扩散管移动,随着喉部内压力逐渐升高而破灭,在气泡破灭的过程中便产生很大的冲击和振动,消耗液流的大量能量,使注油器的性能和运行效率急剧下降,引发注油器或管道开裂事故
注油器汽蚀所致的润滑油颗粒污染
注油器经过数年的运行,注油器虽然出口压力稳定,但注油器喉部发生汽蚀现象,不仅造成喉部汽蚀变薄,影响到注油器本身的强度,而且由于汽蚀层的剥落与加速,对轴颈造成威胁。因此,解决注油器的汽蚀脱落问题显得尤为迫切与必要。
降低单位喉部面积吸入流量
通过合理选取吸入率,将面积比、喷嘴孔数、喷孔节圆直径以及喉嘴距等结构因素进行优化,以增加过流面积,提高吸入压力,从根本上降低吸入口发生空化的条件。
采用抗汽蚀材料
普通碳钢材料抗汽蚀性能较差,喉部加不锈钢衬套或整体不锈钢扩散器是延缓汽蚀破坏简单易行的方案 ,可以有效延缓汽蚀破坏发展的时间。
双注油器分解流量
以亚临界 600 MW 引进技术为例,原始设计提供两种方案:一种为单注油器设计,其设计流量接近推荐的最大流量;另一种是双注油器设计。实践证明双注油器设计对改善注油器汽蚀效果较明显。
将单注油器改为双注油器可减轻汽蚀的根本原因:在确保供油条件不变的情况下,一方面可以适当降低注油器的驱动压力,减少压力脉动对汽蚀的影响;另一方面可以有效减少单个注油器流速和流量,以减少喷嘴面积,通过优化喷嘴数量和布置,减小喷嘴外接圆尺寸,增加注油器喉部和喷嘴的相对通流面积,有效控制汽蚀。同时,由于流速得到较大的减小,也可以大大减小整个油系统的振动和噪声。