國(guó)產(chǎn)300MW 汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水事故分析處理

陳嘉峰

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。汽輪機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，使相關(guān)行業(yè)得到了很好的發(fā)展，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，特別是汽輪機(jī)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法正常工作。通過(guò)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，造成這一事故的發(fā)生有很多影響因素，文章主要通過(guò)因素分析法對(duì)國(guó)產(chǎn)300MW汽輪機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和研究，希望能夠找到相關(guān)解決措施避免這一現(xiàn)象的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；潤(rùn)滑油；進(jìn)水；軸封系統(tǒng)

1 事故現(xiàn)象

某電廠300MW汽輪機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一次負(fù)荷急劇下降恢復(fù)正常運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)大機(jī)潤(rùn)滑油箱油位異常升高，在不到一天的時(shí)間，油箱油位升高10cm，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)大機(jī)油箱中潤(rùn)滑油上部浮有一層油花；汽輪機(jī)軸承油位觀察窗上部有一層油花，油色呈乳白色；油中有水后潤(rùn)滑油壓有所下降；軸瓦溫度有所上升；油凈化器疏水量增大，外掛大功率真空濾油機(jī)后才控制油位上升趨勢(shì)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著機(jī)組負(fù)荷的變動(dòng)，潤(rùn)滑油箱油位也產(chǎn)生較大波動(dòng)。

2 系統(tǒng)介紹

2.1 潤(rùn)滑油系統(tǒng)

國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)主要由汽輪機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)的主油泵、冷油器、頂軸裝置、盤車裝置、排煙系統(tǒng)、油箱、潤(rùn)滑油泵、事故油泵、濾網(wǎng)、加熱器、油位指示器、閥門、逆止門、各種規(guī)格不銹鋼管道及監(jiān)測(cè)儀表等構(gòu)成。向汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)軸承提供潤(rùn)滑油和調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的壓力油。

2.2 軸封系統(tǒng)

軸封系統(tǒng)的主要作用是為了防止蒸汽沿高、中壓缸軸端向外泄汽，同時(shí)防止蒸汽竄入軸承座導(dǎo)致潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水；防止空氣漏入汽缸破壞機(jī)組真空。因此在運(yùn)行、調(diào)試期間，軸封系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng)是主機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)水主要原因之一。

汽輪機(jī)組軸封系統(tǒng)（包括汽動(dòng)給水泵的小汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)）采用具有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置（調(diào)整軸封供汽壓力）的閉式軸封系統(tǒng)，它是由軸端汽封、供汽母管壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)、軸封加熱器、減溫器以及有關(guān)管道組成的閉式軸封系統(tǒng)。300MW機(jī)組采用自密封汽封系統(tǒng)，即機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)，由高、中壓缸軸端汽封的漏汽經(jīng)噴水減溫后作為低壓軸端汽封供汽的汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)，多余漏汽經(jīng)溢流站溢流至低壓加熱器或凝汽器。

3 原因分析

針對(duì)汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)水事故的情況進(jìn)行分析，并根據(jù)各個(gè)機(jī)組的運(yùn)行原理和狀況，我們可以了解到導(dǎo)致進(jìn)水乳化的因素主要有以下幾個(gè)方面。一是外部因素導(dǎo)致油箱中進(jìn)水，油箱內(nèi)的油長(zhǎng)時(shí)間吸收空氣中的水分；二是氣缸的接合部分不嚴(yán)密，空氣中的水分進(jìn)入到了軸封中；三是潤(rùn)滑系統(tǒng)中出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象；四是油箱的頂蓋沒(méi)有蓋好。當(dāng)然，這些只是造成進(jìn)水事故的常見(jiàn)因素，還有一些其他方面的因素，這里就不贅述了。

為掌握汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的工作狀況，分析所存在問(wèn)題的根本原因，我們由簡(jiǎn)入繁，從最容易排除的因素分析入手：（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查和對(duì)新油進(jìn)行化驗(yàn)，排除由外部原因造成油箱中進(jìn)水的可能；也排除了氣缸接合面變形，密封不嚴(yán)密，造成蒸汽泄漏進(jìn)入軸承室可能。（2）冷油器管束泄漏。一般情況冷油器管泄漏不會(huì)造成油中進(jìn)水而是油進(jìn)入冷卻水中，因?yàn)橐话阌蛪菏歉哂谒畨旱?，但由于操作不?dāng)可能會(huì)使冷油器先進(jìn)水后通油，但這種油中水份大只是暫時(shí)的，如果存在泄漏，更多是表現(xiàn)為油位下降。（3）對(duì)油箱排煙風(fēng)機(jī)的進(jìn)口風(fēng)門進(jìn)行調(diào)整，保證汽輪機(jī)回油系統(tǒng)處于微正壓狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)油位的上升速度得到一定控制，但仍需要外掛真空濾油機(jī)才能保證油箱的正常油位，因此判斷油箱排煙風(fēng)機(jī)出力過(guò)大，造成潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水不是最主要原因。（4）檢查安裝過(guò)程的施工驗(yàn)收記錄，軸封間隙是按照廠家要求取下限進(jìn)行調(diào)整的，先暫定排除高壓端軸封間隙調(diào)整過(guò)大的可能；根據(jù)軸封系統(tǒng)蒸汽進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)與汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷有關(guān)原理：在汽機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)，所有汽缸內(nèi)的壓力低于大氣壓力，汽封蒸汽通過(guò)軸封母管送入軸封供汽腔室（X腔室），一部分通過(guò)汽封片進(jìn)入汽缸，另一部分進(jìn)入另一側(cè)的軸封漏汽腔室（Y腔室）。

因?yàn)槔淠鞯木壒蕦?dǎo)致漏汽腔室一直都保持著低度負(fù)壓，這就導(dǎo)致腔室內(nèi)的蒸汽和空氣中的水分進(jìn)入到冷凝器中，影響冷凝器的正常工作，使得整個(gè)汽輪機(jī)都無(wú)法正常運(yùn)行。當(dāng)汽輪機(jī)中的合缸排汽壓力比供汽腔室的壓力小的時(shí)候，這時(shí)候汽輪機(jī)組的負(fù)荷大約是百分之十，高壓缸的蒸汽就能夠?qū)崿F(xiàn)自給，如果機(jī)組的負(fù)荷大約為百分之二十五時(shí)，中壓缸的蒸汽就能夠?qū)崿F(xiàn)自給。在這個(gè)時(shí)候，蒸汽會(huì)被排除進(jìn)入到軸封母管內(nèi)，在經(jīng)由母管進(jìn)入到汽封裝置內(nèi)，進(jìn)而使得過(guò)量的蒸汽進(jìn)入到冷凝器內(nèi)。當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷超過(guò)百分之六十的時(shí)候，高中壓合缸泄漏到母管內(nèi)的蒸汽就會(huì)超過(guò)汽封所需要的蒸汽量，而且壓力達(dá)到一定數(shù)值的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致汽封裝置出現(xiàn)自動(dòng)封閉的情況?，F(xiàn)將機(jī)組隨著負(fù)荷的不斷增大，潤(rùn)滑油箱內(nèi)的油位也會(huì)產(chǎn)生一定的變化，我們應(yīng)該盡量的保證油位的變化在規(guī)定的范圍內(nèi)。

4 事故處理

汽輪機(jī)在試運(yùn)行階段潤(rùn)滑油系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水情況，會(huì)導(dǎo)致乳化問(wèn)題的發(fā)生，直接影響到整臺(tái)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，為了找到造成這一問(wèn)題的原因，我們通過(guò)逐一排查的方式，對(duì)汽輪機(jī)的軸封系統(tǒng)的工作狀況有了整體的了解，能夠?qū)Υ嬖诘母黜?xiàng)問(wèn)題進(jìn)行分析，找到產(chǎn)生的根本原因。在工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)汽輪機(jī)的油封系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，主要就是進(jìn)行不同工況下的軸封供汽壓力的真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，以及其他相關(guān)試驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了細(xì)致地分析。

4.1 汽輪機(jī)的軸加風(fēng)機(jī)的出力情況對(duì)軸加真空度有直接影響。當(dāng)軸封氣進(jìn)入到加熱器中，有部分的氣體遇冷凝結(jié)就進(jìn)入到了凝汽器中，而那些沒(méi)有凝結(jié)的砌體就會(huì)被直接排入到空氣當(dāng)中，這就維持了軸加殼內(nèi)的真空。通過(guò)大量的實(shí)踐可知，軸封加熱器內(nèi)的真空程度會(huì)隨著加風(fēng)機(jī)的容量增大而增大，但是當(dāng)加風(fēng)機(jī)的容量達(dá)到一定程度的時(shí)候就不能對(duì)軸加真空度有特別明顯的影響。

4.2 在汽輪機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)低壓缸軸封冒汽的情況，十分不利于潤(rùn)滑油系統(tǒng)的正常使用，造成這一問(wèn)題的產(chǎn)生大多數(shù)和軸加供汽壓力以及真空度有關(guān)系。當(dāng)機(jī)組的軸加供汽壓力超過(guò)了廠家規(guī)定的范圍，就會(huì)導(dǎo)致低壓缸軸封冒汽問(wèn)題，這些汽體就會(huì)進(jìn)入到潤(rùn)滑油系統(tǒng)當(dāng)中，使汽輪機(jī)組不能正常工作。所以軸封供汽壓力應(yīng)該在規(guī)定的范圍內(nèi)，保證操作的正確性。

4.3 汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的進(jìn)水事故多半是由于汽輪機(jī)的真空嚴(yán)密性不夠所導(dǎo)致的，而汽輪機(jī)的真空嚴(yán)密性和軸加供汽壓力成正比，也就是供汽壓力越大，汽輪機(jī)的真空嚴(yán)密性就越好。此外，汽輪機(jī)的真空嚴(yán)密性還和加熱器有很大的關(guān)系。當(dāng)加熱器的深孔杜很低的情況，汽輪機(jī)整體的真空嚴(yán)密性就會(huì)受到影響。通過(guò)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，如果軸封供汽不能封住低壓缸兩端，就會(huì)有大量的空氣進(jìn)入到真空系統(tǒng)中，導(dǎo)致整個(gè)汽輪機(jī)的真空度遍地。如果軸加風(fēng)機(jī)的出力變大，那么汽輪機(jī)的真空度就會(huì)不斷提高并且維持很高的真空度。在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該在保證真空度的情況下降低供汽壓力，進(jìn)而減少油系統(tǒng)進(jìn)水的幾率。在實(shí)際的使用過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)廠家設(shè)計(jì)要求，保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，這樣才能很好地解決潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，通過(guò)認(rèn)真地分析研究我們發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的運(yùn)行情況不僅直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行，而且也是機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水事故的主要影響因素，為了保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們應(yīng)該對(duì)機(jī)組的各個(gè)零部件進(jìn)行關(guān)注。例如，合理調(diào)整油封的供汽壓力，最后在運(yùn)行的過(guò)程中可以調(diào)整并找到最佳的參數(shù)區(qū)，進(jìn)而避免潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水事故的發(fā)生。