汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中帶水的綜合治理

摘 要：汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中水分的增多，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的影響較大，將造成汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生軸承烏金融化或汽輪發(fā)電機(jī)組被迫停運(yùn)，因此對(duì)潤(rùn)滑油水分指標(biāo)的控制是很重要的。通過(guò)分析榆能集團(tuán)佳縣鹽化有限公司原因查找問(wèn)題的根源，制定并實(shí)施了應(yīng)對(duì)措施才使汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中帶水的問(wèn)題得到了有效的解決。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)潤(rùn)滑油；軸端汽封環(huán)；軸承箱；油凈化裝置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.045

1 引言

汽輪機(jī)潤(rùn)滑油為汽輪機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)與危機(jī)遮斷保護(hù)系統(tǒng)提供用油，油質(zhì)的好壞直接影響到汽輪發(fā)電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中水分的增多，將使油質(zhì)變的渾濁不清或乳化，加速油質(zhì)的老化，并產(chǎn)生皂類(lèi)、膠質(zhì)、有機(jī)酸與無(wú)機(jī)酸，最終降低潤(rùn)滑油的穩(wěn)定性和潤(rùn)滑價(jià)值；此外，水分還會(huì)與油中的添加劑作用，促使其分解，導(dǎo)致設(shè)備銹蝕。汽輪機(jī)潤(rùn)滑油品質(zhì)的下降，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的影響較大，將造成汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生軸承烏金融化或汽輪發(fā)電機(jī)組被迫停運(yùn)，因此對(duì)潤(rùn)滑油水分指標(biāo)的控制是很重要的。

某電廠(chǎng)2×100MW汽輪發(fā)電機(jī)組為雙汽缸結(jié)構(gòu)。軸封供汽分為高壓軸封供汽和低壓軸封供汽，分別向高、低壓缸軸封供汽，高、低壓軸封供汽壓力均為：0.21MPa～0.23MPa。設(shè)有前、中、后軸承箱，軸承箱與主油箱內(nèi)的油煙通過(guò)排油煙風(fēng)機(jī)排放至大氣。由于汽輪機(jī)長(zhǎng)期存在潤(rùn)滑油水分超標(biāo)的問(wèn)題，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行不利，所以制定了汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中帶水綜合治理方案。

2 潤(rùn)滑油中水分大的原因分析

通過(guò)查閱近半年的汽輪機(jī)潤(rùn)滑油油質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告含水量情況，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油中含水量最大值為：589mg/L，最小值為：118mg/L，均大于正常值。雖然對(duì)其進(jìn)行了多次治理，但效果不明顯。直至最近一次綜合治理才使問(wèn)題得以解決。

引起汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中水分大的原因有以下幾方面：（1）冷油器泄漏；（2）油凈化裝置工作異常；（3）汽輪機(jī)軸端汽封間隙過(guò)大；（4）油檔環(huán)間隙過(guò)大；（5）軸承箱內(nèi)的負(fù)壓偏高；（6）軸封供汽壓力調(diào)整不當(dāng)；（7）油品管控失控；（8）定期工作執(zhí)行不到位。

（1）冷油器工作正常時(shí)，油側(cè)壓力大于水側(cè)壓力，即使其內(nèi)部銅管發(fā)生泄漏，也只會(huì)發(fā)生冷卻水中含有潤(rùn)滑油的現(xiàn)象（油側(cè)向水側(cè)泄漏），不會(huì)引起油中水分超標(biāo)現(xiàn)象。因?yàn)槔溆推靼l(fā)生油中帶水現(xiàn)象須同時(shí)具備以下三個(gè)條件：1）冷油器銅管存在泄漏；2）汽輪發(fā)電機(jī)組停運(yùn)；3）冷油器水側(cè)未進(jìn)行隔離。只有上述條件同時(shí)具備，才可能發(fā)生冷油器水側(cè)中的水漏入油側(cè)，引起潤(rùn)滑油中水分超標(biāo)的發(fā)生。

此種情況較容易發(fā)現(xiàn)，一旦運(yùn)行中的冷油器銅管發(fā)生泄漏，將引起主油箱油位的持續(xù)下降，冷卻水中含有大量油花。

（2）油凈化裝置是濾除潤(rùn)滑油中水分最好方式，但其運(yùn)行不平穩(wěn)時(shí)，將無(wú)法保證潤(rùn)滑油中水分的順利分離。如：1）紅外線(xiàn)加熱器無(wú)法正常投運(yùn)工作，潤(rùn)滑油油溫低于45℃，將影響潤(rùn)滑油中水分的汽化；2）真空控制太低，將影響油膜破裂的速度，同時(shí)真空分離罐內(nèi)的油位也將無(wú)法維持，排油泵可能因此而空轉(zhuǎn)。以上因素將直接影響潤(rùn)滑油中水分分離的效果，是潤(rùn)滑油中水分無(wú)法徹底濾除的關(guān)鍵。

（3）汽輪機(jī)軸端汽封環(huán)、油檔環(huán)間隙通常較小（此汽輪發(fā)電機(jī)組為0.4mm～0.45mm），由于長(zhǎng)期運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)組存在軸端汽封環(huán)和油檔環(huán)的磨損情況，其間隙與正常值相比較會(huì)增大。當(dāng)間隙過(guò)大時(shí)，高壓蒸汽的泄漏量將變大，逃逸到高壓缸外側(cè)的蒸汽量也相應(yīng)增加，在前、中軸承箱負(fù)壓的作用下，蒸汽將被大量吸入前、中軸承箱中，經(jīng)冷卻后進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，使?jié)櫥椭兴衷黾?。這是潤(rùn)滑油中帶水的關(guān)鍵因素。汽輪機(jī)高壓缸軸端汽封漏汽量越大，汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越差，汽機(jī)廠(chǎng)房?jī)?nèi)的環(huán)境也將越差。

油檔環(huán)與大軸之間的間隙過(guò)大，也將使高壓缸軸端汽封漏汽進(jìn)入前、中軸承箱的通道變大，吸入前、中軸承箱內(nèi)的蒸汽量也會(huì)增加。

（4）汽輪機(jī)軸承箱負(fù)壓的控制也是一個(gè)重要因素。軸承箱負(fù)壓通?？刂圃?8Pa～196Pa之間，負(fù)壓控制過(guò)低，不利于主油箱和軸承箱中油煙的排放，同時(shí)造成潤(rùn)滑油回油不暢，主油箱油位指示值變動(dòng)大，軸承溫度升高；負(fù)壓控制過(guò)高，高壓缸軸端汽封的漏出的蒸汽將更容易被吸入到前、中軸承箱內(nèi)，經(jīng)冷卻后進(jìn)入到潤(rùn)滑油中。

（5）軸封供汽壓力的控制直接關(guān)系著軸端汽封漏汽量的大小。高壓軸封供汽壓力過(guò)高，將使高壓缸軸端汽封處漏汽量變大，浪費(fèi)蒸汽，嚴(yán)重時(shí)漏出的蒸汽會(huì)進(jìn)入前、中軸承箱，使汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中帶水，發(fā)生乳化，主油箱油位也會(huì)相應(yīng)升高，帶來(lái)安全隱患；高壓軸封供汽壓力過(guò)低，將無(wú)法封住高壓缸內(nèi)的高壓蒸汽，高壓蒸汽會(huì)將過(guò)多的熱量傳遞給軸承而造成軸承溫度過(guò)高，影響軸承的安全工作。

（6）油品管控是源頭，油品中的含水率過(guò)大，會(huì)影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，加重油凈化裝置的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，增加廠(chǎng)用電率。

（7）主油箱放水是一項(xiàng)長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，是解決潤(rùn)滑油中水分嚴(yán)重超標(biāo)的最直接有效的方法。如執(zhí)行不到位，將加重油凈化裝置運(yùn)行的負(fù)擔(dān)，同時(shí)喪失對(duì)潤(rùn)滑油中含水情況的監(jiān)視作用。

3 治理方案

通過(guò)對(duì)上述原因的分析，特制定出以下措施：

（1）加強(qiáng)油品的管控。做到合格潤(rùn)滑油進(jìn)庫(kù)后分類(lèi)存放，向主油箱加注潤(rùn)滑油時(shí)，進(jìn)行過(guò)濾濾除油品中存在的水分。

（2）提高檢修質(zhì)量，保證各部間隙正常。利用大、中修機(jī)會(huì)對(duì)軸端汽封環(huán)的汽封塊進(jìn)行更換或調(diào)整，使軸端汽封環(huán)與大軸的間隙控制在合適的范圍內(nèi)（0.4mm～0.45mm）。保證油檔環(huán)與大軸的同軸度，間隙控制合適。

（3）優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行工況。1）根據(jù)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷及時(shí)調(diào)整軸封供汽壓力（高壓軸封壓力：0.08MPa～0.12MPa，低壓軸封壓力：0.25MPa～0.31MPa），即可以使高壓缸軸端汽封處漏汽量控制在合適的范圍，又可以使低壓缸軸端汽封處不吸入冷空氣影響汽輪發(fā)電機(jī)組真空值。此外，為使高壓缸前、后軸封處供汽壓力在最佳值，可適當(dāng)調(diào)整高壓缸前、后軸封供汽手動(dòng)閥的開(kāi)度，使高壓缸前、后軸端汽封處微量漏汽，以手放置該處剛能感覺(jué)到蒸汽溫度為宜。2）調(diào)整軸承箱處負(fù)壓，通過(guò)調(diào)整各軸承箱、排煙風(fēng)機(jī)出入口處排油煙擋板的開(kāi)度，使負(fù)壓控制在-98Pa～-196Pa之間。在調(diào)整過(guò)程中，必須始終保證主油箱內(nèi)的負(fù)壓值正常，前、中軸承箱內(nèi)負(fù)壓控制，既要滿(mǎn)足對(duì)軸承箱內(nèi)油煙的抽吸力，又要降低對(duì)軸承箱外蒸汽的吸入力。同時(shí)，避免使用量程較大的壓力表進(jìn)行負(fù)壓值監(jiān)視，壓力表選用標(biāo)準(zhǔn)：“以正常指示值在表盤(pán)1/2～2/3顯示為宜”，可以提高測(cè)量精度要求。

（4）定期化驗(yàn)潤(rùn)滑油品質(zhì)。1）制定嚴(yán)格的潤(rùn)滑油化驗(yàn)制度和化驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)化驗(yàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油中水分的含量，并向汽輪機(jī)相關(guān)人員及時(shí)反饋化驗(yàn)結(jié)果。2）跟蹤潤(rùn)滑油中水分較大的汽輪發(fā)電機(jī)組，增加此汽輪發(fā)電機(jī)組的化驗(yàn)頻次，直至化驗(yàn)結(jié)果恢復(fù)正常值為止。

（5）嚴(yán)格執(zhí)行定期工作。按規(guī)定對(duì)主油箱進(jìn)行放水，放出主油箱中通過(guò)靜止作用分離出來(lái)的水分，直至放水管中的油水混合物呈透

明或紅棕色為止。當(dāng)潤(rùn)滑油化驗(yàn)結(jié)果中顯示水分大時(shí)，應(yīng)增加放水頻次；放水管中如有明顯的水流出時(shí)，應(yīng)考冷油器是否發(fā)生了泄漏。

（6）當(dāng)潤(rùn)滑油冷油器發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)將備用冷油器投入運(yùn)行，故障冷油器退出運(yùn)行。切換工作要平穩(wěn)進(jìn)行，不可操作太快，以避免切換過(guò)程中引發(fā)的次生問(wèn)題。

（7）強(qiáng)化潤(rùn)滑油裝置的運(yùn)行管控。正常情況時(shí)，油凈化裝置可間斷運(yùn)行，也可連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)水分大時(shí)，油凈化裝置保持連續(xù)運(yùn)行，紅外線(xiàn)加熱器應(yīng)可靠工作，溫度設(shè)定值可適當(dāng)提高至50℃～55℃，真空值保持在0.075MPa～0.095MPa之間。

4 治理后的效果

通過(guò)更換和調(diào)整軸端汽封塊，汽輪機(jī)軸端汽封漏汽量得到了明顯改善；加之對(duì)高壓軸封供汽壓力的調(diào)整，高壓缸軸端汽封漏汽量較之前明顯下降；對(duì)前、中軸承箱負(fù)壓的嚴(yán)格控制后，通過(guò)觀(guān)察前、中軸承箱窺油窗，發(fā)現(xiàn)油質(zhì)明顯改善，說(shuō)明吸入前、中軸承箱內(nèi)的蒸汽量也有了相應(yīng)的減少；油凈化裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，通過(guò)油質(zhì)化驗(yàn)得知汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中的水分合格（<100mg/L）；這說(shuō)明上述措施對(duì)控制汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中水分超標(biāo)是有效的。

5 結(jié)論

汽輪機(jī)汽封環(huán)間隙過(guò)大是汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中水分大的關(guān)鍵因素，高壓缸軸封供汽壓力太高也一個(gè)重要因素，前、中軸承箱負(fù)壓過(guò)大和油檔環(huán)的磨損是引發(fā)的途徑，油凈化裝置的非正常運(yùn)行、定期工作執(zhí)行不到位、油品管理失控等使問(wèn)題得以暴露了出來(lái)。通過(guò)分析原因查找問(wèn)題的根源，制定并實(shí)施了應(yīng)對(duì)措施才使汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中帶水的問(wèn)題得到了有效的解決。

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作者簡(jiǎn)介：高子波（1985-），男，陜西神木人，本科，助理工程師，從事汽輪機(jī)運(yùn)行、檢修管理工作。