汽輪機(jī)油液中灰分與水分含量的調(diào)控

王長(zhǎng)友,楊東旭,楊 程,胡 海

汽輪機(jī)油液中灰分與水分含量的調(diào)控

王長(zhǎng)友,楊東旭,楊 程,胡 海

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪117021）

論述了采用調(diào)控油系統(tǒng)負(fù)壓和機(jī)組汽封系統(tǒng)改造、油箱放水、濾油等方法降低了機(jī)組油液中的灰分和水分，使機(jī)組的油質(zhì)達(dá)到合格，保證了機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行和安全停機(jī)。

油系統(tǒng)負(fù)壓;汽封系統(tǒng);放水;濾油

1 概述

透平油（即汽輪機(jī)油）的品質(zhì)不僅是保證機(jī)組軸承潤(rùn)滑、調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)傳遞壓力的媒體，更是機(jī)組在事故狀態(tài)下安全停機(jī)的保障。在發(fā)電廠，多次發(fā)生因?yàn)闄C(jī)組油質(zhì)不合格，造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)滑閥卡澀，銹蝕，導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)，調(diào)整困難，在事故狀態(tài)下不能正常停機(jī)、甚至造成保安系統(tǒng)失靈的事故。

汽輪機(jī)的油質(zhì)是影響機(jī)組安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素，對(duì)油質(zhì)進(jìn)行調(diào)控是保證油質(zhì)合格的措施。透平油品質(zhì)包含有“酸值、粘度、閃點(diǎn)、水溶性pH值”等多項(xiàng)指標(biāo)，本文以汽輪機(jī)透平油為例，從機(jī)組運(yùn)行維護(hù)調(diào)整的角度，探討透平油中灰分、水分的調(diào)控方法。某車間現(xiàn)有4臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，其中2臺(tái)機(jī)組用32#透平油、2臺(tái)機(jī)組用46#透平油。每臺(tái)機(jī)組各有一個(gè)油箱，在油箱中設(shè)有油篦子。另外，23#、24#機(jī)的調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)都設(shè)有可以在線切換的兩組濾網(wǎng)，網(wǎng)芯精度為10滋m。各機(jī)組用油情況見表1。

表1 各機(jī)組用油情況

機(jī)組的油質(zhì)由化學(xué)車間進(jìn)行化驗(yàn)，根據(jù)各機(jī)組油質(zhì)情況，由化學(xué)車間對(duì)油質(zhì)不合格的機(jī)組進(jìn)行濾油。4臺(tái)機(jī)組輪流用1臺(tái)型號(hào)為TY—150濾油機(jī)進(jìn)行濾油，濾油效果一方面取決于濾油機(jī)的性能，另一方面取決于該濾油機(jī)濾網(wǎng)的精度。該型號(hào)的濾油機(jī)可以對(duì)油液進(jìn)行加溫，將油中的水分變?yōu)檎羝缓笤谡婵展拗蟹治龀鰜砼诺酱髿庵?，?duì)排除油液中的水分有一定的效果；如果濾油機(jī)濾網(wǎng)的精度達(dá)到10滋m，可以有效的濾除油液中的雜質(zhì)，但頻繁更換、清洗濾網(wǎng)會(huì)增加濾油機(jī)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；一般情況下，濾油機(jī)對(duì)改善油質(zhì)只能起到輔助性的作用，濾油不能解決機(jī)組油質(zhì)劣化的問題。為保證機(jī)組油質(zhì)，通常的做法是：在機(jī)組濾網(wǎng)前后壓差偏大時(shí)，對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行切換，將運(yùn)行的濾網(wǎng)解列，然后將該濾網(wǎng)拆卸下來進(jìn)行清洗。

這種做法不能從根本上解決油液中灰分大、水分大的問題，只能暫時(shí)改善油質(zhì)。要降低油液中灰分、水分，首先應(yīng)當(dāng)查明油液中灰分、水分的來源以及灰分和水分是通過何種渠道進(jìn)入油系統(tǒng)的，然后才能找到對(duì)策，從根本上解決油質(zhì)劣化問題。

發(fā)電廠對(duì)油質(zhì)取樣化驗(yàn)的通常做法：一是通過顯微鏡對(duì)油品樣本進(jìn)行目測(cè)，將油品樣本中的顆粒含量與標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)油品樣本中雜質(zhì)混合物含量對(duì)油品進(jìn)行分級(jí)；二是對(duì)油液中的水分進(jìn)行定性評(píng)估。

機(jī)組油質(zhì)達(dá)8級(jí)為合格。雖然化學(xué)車間經(jīng)常濾油，但是不能保證機(jī)組的油質(zhì)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，2009年9月以前，機(jī)組油質(zhì)最好的時(shí)候?yàn)?級(jí)；自2009年9月以來，對(duì)機(jī)組油質(zhì)采取有效的調(diào)控措施，輔之以濾油，使油質(zhì)達(dá)到7級(jí)、8級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行創(chuàng)造了有利的條件。

2 影響機(jī)組油質(zhì)的兩個(gè)原因

通過研究化學(xué)車間提供的油質(zhì)化驗(yàn)單，發(fā)現(xiàn)影響機(jī)組油質(zhì)的兩個(gè)原因分別是：（1）雜質(zhì)混合物；（2）水分。

油液中的水分是由于機(jī)組軸封漏汽進(jìn)入油系統(tǒng)造成的；油中水分增多以后，會(huì)引起油液酸化、乳化，并且是不可逆的，使酸值升高、粘度降低、閃點(diǎn)降低、水溶性pH值降低，這樣的油液就必須報(bào)廢更換了。

油液中的雜質(zhì)混合物主要是少量金屬屑和從油系統(tǒng)不嚴(yán)密處進(jìn)入的灰塵。查找發(fā)現(xiàn)油系統(tǒng)的不嚴(yán)密處：（1）機(jī)組前箱上的保安操縱箱的罩子損壞了，該處的負(fù)壓測(cè)量值為原100 mm水柱，后來我們恢復(fù)了保安操縱箱的罩殼；（2）油動(dòng)機(jī)反饋滑閥后部的螺絲脫落了，也進(jìn)行了恢復(fù)。

油系統(tǒng)的負(fù)壓是灰塵（從油系統(tǒng)不嚴(yán)密處）進(jìn)入油系統(tǒng)的動(dòng)力。油系統(tǒng)的負(fù)壓是由一臺(tái)型號(hào)為：9-19-4A的通風(fēng)機(jī)維持的?！拔搿迸c“濾除”灰塵是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程：當(dāng)油系統(tǒng)負(fù)壓偏大，在單位時(shí)間內(nèi)，吸入灰塵的數(shù)量大于濾除的數(shù)量，那么即使不停的濾油也是無效的；在單位時(shí)間內(nèi)，吸入灰塵的數(shù)量等于濾除的數(shù)量，達(dá)到平衡狀態(tài)，那么持續(xù)的濾油也僅能維持油質(zhì)合格；只有在單位時(shí)間內(nèi)，吸入灰塵的數(shù)量小于濾除的數(shù)量，濾油效果才比較明顯，并且，在停止濾油后的一段時(shí)間內(nèi)油質(zhì)維持在合格狀態(tài)。

3 調(diào)整機(jī)組油系統(tǒng)壓力

機(jī)組油系統(tǒng)組成：1臺(tái)主油泵、2臺(tái)射油器（裝在油箱內(nèi)）、1臺(tái)油箱、溢油閥、通風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)保安部套、機(jī)組各軸瓦以及相應(yīng)的油管路。

無論是調(diào)節(jié)油、保安油、潤(rùn)滑油怎樣循環(huán)，最終都要通過油管路返回到油箱中。

機(jī)組油系統(tǒng)靠通風(fēng)機(jī)保持一定的負(fù)壓，這樣，油流才能更順暢的返回油箱中，如果油系統(tǒng)沒有負(fù)壓，甚至是微正壓，油就有從軸瓦處溢出的可能性。當(dāng)油系統(tǒng)負(fù)壓過大，就會(huì)吸引機(jī)組附近的灰塵從油系統(tǒng)不嚴(yán)密處進(jìn)入油系統(tǒng)。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)使距離油箱最遠(yuǎn)處機(jī)組軸瓦的回油管路保持在原10 mm水柱負(fù)壓為宜。

在機(jī)組油系統(tǒng)上通常沒有顯示負(fù)壓的表計(jì)。可以用U形管壓力計(jì)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量位置就選在距離機(jī)組油箱最遠(yuǎn)的軸瓦處。為了將U形管壓力計(jì)與機(jī)組油系統(tǒng)相連，需要做以下準(zhǔn)備：

（1）用墨水與自來水調(diào)制帶顏色的液體注入U(xiǎn)形管壓力計(jì)。

（2）將距離油箱最遠(yuǎn)處軸瓦的回油管路上的溫度表拆下，依據(jù)該溫度表螺紋的尺寸加工一個(gè)空心絲堵。

（3）使空心絲堵的一端通過膠皮管和U形管壓力計(jì)相連接，空心絲堵另一端，可以通過螺紋固定在油管路溫度表的接口上。

油系統(tǒng)負(fù)壓測(cè)量結(jié)果見表2。

表2 油系統(tǒng)負(fù)壓測(cè)量結(jié)果

由表2可見，機(jī)組油系統(tǒng)的負(fù)壓越大，油質(zhì)越差。調(diào)整油系統(tǒng)負(fù)壓的方法：

（1）調(diào)整油箱通風(fēng)機(jī)出口擋板的開度（順時(shí)針方向?yàn)殛P(guān)，反之為開）；

（2）清掃油箱上部空氣過濾器濾網(wǎng)，減少空氣進(jìn)入油箱的阻力，從而降低油系統(tǒng)的負(fù)壓。

通過上述兩種方法，將油系統(tǒng)負(fù)壓調(diào)整到合理的水平，使油質(zhì)中的灰分控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。根據(jù)油質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告顯示，調(diào)控是有效果的。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中飛灰較多，所以，油箱上部空氣過濾器濾網(wǎng)必須定期清掃，油系統(tǒng)負(fù)壓也必須經(jīng)常調(diào)整。

4 減少油液含水量

影響機(jī)組油質(zhì)的另一個(gè)問題是水分。水分的來源是機(jī)組軸封漏汽。軸封漏汽雖然不能避免，但是軸封供汽壓力可以調(diào)整、漏汽應(yīng)當(dāng)回收，在汽封抽汽器正常運(yùn)行時(shí)，可以避免蒸汽漏出汽缸進(jìn)而進(jìn)入油系統(tǒng)中去。該車間的21#、22#兩臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組的低壓缸后軸封設(shè)有供汽管道和抽汽管道，抽汽管道在供汽管道的外側(cè)。供汽來自高壓除氧器汽平衡管道，供汽進(jìn)入軸封圈的壓力為0.103 MPa；抽汽管道與汽封抽氣器相連，抽汽管道內(nèi)部的設(shè)計(jì)壓力為0.097 MPa。因抽汽管道的壓力低于大氣壓，可以將機(jī)組外部進(jìn)入軸封的空氣以及軸封供汽向外漏出的部分及時(shí)抽到汽封抽氣器中去。供汽進(jìn)入汽封圈后，一部分向機(jī)組前部沿軸向流入低壓缸內(nèi)部，另一部分向機(jī)組后部沿軸向流動(dòng)被設(shè)置在供汽管外側(cè)的抽汽管抽走。

21#機(jī)組自投產(chǎn)以來，低壓缸軸封漏汽一直比較嚴(yán)重。如果為了減少軸封漏汽量而調(diào)小軸封供汽量，機(jī)組的真空明顯下降；如果調(diào)大軸封供汽量，以維持機(jī)組真空不下降，機(jī)組的軸封漏汽量明顯增多并且漏出汽缸。2010年8月，利用21#機(jī)組改造大修的機(jī)會(huì)，揭低壓缸檢查軸封圈并進(jìn)行注水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：機(jī)組汽封系統(tǒng)的供汽管及抽汽管在機(jī)組低壓缸后軸封處接顛倒了，這樣，機(jī)組低壓缸后軸封供汽管處于抽汽管的外側(cè)，結(jié)果導(dǎo)致機(jī)組低壓缸后部軸封供汽進(jìn)入汽封圈后，沿軸向流向機(jī)組前部的蒸汽被機(jī)組汽封抽汽器抽走一部分，剩下的進(jìn)入低壓缸內(nèi)部；沿軸向流向機(jī)組后部的蒸汽直接漏出汽缸。并且因機(jī)組低壓缸后軸封供汽壓力為0.103 MPa，壓力高于大氣壓，低壓缸后軸封與發(fā)電機(jī)前軸承座的距離約15 mm，其外泄的蒸汽有一部分沿著機(jī)組的轉(zhuǎn)子進(jìn)入到軸瓦中去，導(dǎo)致油系統(tǒng)油液中水分含量較大。

軸封供汽管與抽汽管位置現(xiàn)已改正過來；并且將部分汽封圈更新：機(jī)組低壓缸前汽封更換2組，后汽封更換3組。機(jī)組汽封系統(tǒng)改造后，軸封漏汽量明顯減少，油液中的水分含量也明顯下降。

針對(duì)汽封漏汽導(dǎo)致油液中水分大這個(gè)問題，定期從油箱底部放水有助于油液中的水分含量降低到合格標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

（1）機(jī)組油質(zhì)主要靠調(diào)整油系統(tǒng)負(fù)壓及油箱底部放水來維持，濾油只是一個(gè)輔助手段。

（2）機(jī)組油質(zhì)監(jiān)測(cè)調(diào)整不是一勞永逸的，而是一個(gè)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持不懈的過程。自2009年9月以來，通過油系統(tǒng)負(fù)壓調(diào)控、輔之以濾油、對(duì)油箱中的油篦子進(jìn)行吹掃、對(duì)機(jī)組調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的濾網(wǎng)進(jìn)行清洗，高壓車間機(jī)組的油質(zhì)持續(xù)保持合格，為機(jī)組穩(wěn)定安全運(yùn)行創(chuàng)造了條件。

Control and Regulation of Ash and Moisture Content in Turbine Oil

Wang Changyou,Yang Dongxu,Yang Cheng,Hu Hai
（The Power Plant of Benxi Steel Plate Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China）

Methods suchasadjustingthenegativepressureintheoilsystemand modification of the steam sealing system in the unit,water release from the oil tank and oil filtration were adopted to reduce ash and water contents in the oil of the unit,which has effectively improved the oil quality and ensured stable operation as well as safe shutdown of the unit.

negative pressure of oil system;steam sealing system;water release;oil filtration

TM311

B

1006-6764（2014）10-0051-03

2014-05-20

王長(zhǎng)友（1973-）男，大連理工大學(xué)，熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，熱能動(dòng)力工程師，現(xiàn)從事汽機(jī)運(yùn)行專責(zé)工作。