(神皖安徽安庆皖江发电有限公司246000)
摘要:汽轮机润滑油的作用是润滑汽轮发电机组的各道轴承及其转动部分,并带走由摩擦所产生的热量和各种微小的金属碎屑。汽轮机润滑油油中带水严重影响机组的安全稳定运行。只有从设备本身和运行调整维护两个方面入手,才能减少此类事故的发生。
关键词:汽轮机;润油系统;进水
1、汽轮机润滑油系统
各机组润滑油系统设置略有不同,下面以哈汽机组为主作讲解。
1.1主油泵
主油泵都为单级双吸离心式油泵,安装于前轴承箱内,由汽轮机转子直接驱动,它为射油器提供动力油,向调节保安系统提供压力油。主油泵吸入口油压为0.09~0.12MPa,出口油压为1.0~2.05MPa。
1.2射油器
射油器安装在油箱内油面以下,采用射流泵结构,它由喷嘴、混合室、喉部和扩压管等主要部分组成。工作时,主油泵来的压力油以很高的速度从喷嘴射出,在混合室中造成一个负压区,油箱中的油被吸入混合室。
1.3电动油泵
高压起动油泵、交流润滑油泵、直流事故油泵均为单级单吸立式离心泵。当机组在起动和停机工况时,高压起动油泵代替主油泵向保安系统提供压力油。
1.4集装油箱和溢油阀
润滑油母管溢油阀布置在冷油器后的润滑油管道上,用来调节润滑油供油母管压力,以保证轴承润滑油压力和流量稳定。高压起动油泵出口溢流阀装于高压起动油泵出口,用以调整高压起动油泵出口油压;在主油泵和高压起动油泵切换过程中,该溢流阀还有排油作用,防止高压起动油泵闷泵发热。
1.5冷油器和切换阀
润滑油在进入轴承前都须经过冷油器。油在冷油器壳体内绕管束环流,冷却水在管内流过,进入工作冷油器的润滑油通过装在两冷油器之间的三通切换阀来控制。通过切换阀可以使油流向任意一台冷油器,或同时流向二台冷油器,也可以切换冷油器而不影响进入轴承的润滑流量。
2、汽轮机润滑油系统进水危害
空气中和汽轮机内的水蒸气进入润滑油系统后会凝结成水,当油和水混合在一起后再被搅动,油即被乳化。正常情况下乳化的油可以重新分离成油和水,但乳化的油被氧化后就变成永久性的乳化油,将使润滑功能出现问题,并导致调节系统各部件的腐蚀,严重时一些锈蚀物会进入调节系统,导致调节系统部件出现卡涩而发生机组事故。具体危害如下:
(1)油质乳化后,乳化液在轴承等处析出水份,使油膜遭到破坏,转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干磨擦,使轴瓦烧损;
(2)如果汽轮机油乳化,其乳化液沉积于油循环系统中,妨碍油的顺畅流动,造成供油不足,影响散热,轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内;
(3)如果汽轮机油乳化,乳化液会腐蚀金属设备,其锈蚀产物使油的破乳化性能变坏,又进一步加剧设备锈蚀,造成恶性循环;
(4)导致油中产生大量的气泡,且不易从油中析出而消失。
3、汽轮机润滑油系统进水原因分析
造成汽轮机润滑油油中带水的原因有很多,具体分析有下面两方面原因。
3.1机组设计、设备选型、施工安装存在问题
由于全国电力系统的大发展,新工艺新技术不断涌现,设计施工单位的技术业务素质良萎不齐。造成设计人员实践经验的缺乏不可避免的产生一些不合理的设计和设备选型的不当,加上施工质量存在问题、监管不到位,使设备本身存在先天不足。
3.2运行人员调整维护存在问题
运行操作由于业务操作技能不足或工作责任心不强,在日常的生产操作中,不能规范的执行各项工作或没有及时的发现设备运行中存在的异常情况及时准确的进行分析调整等,这些因素都能使润滑油进水无法保证机组经济、稳定、长周期运行。
(1)操作调整不当的问题
①轴封汽系统投运前没有充分暖管疏水。
②汽轮机运行中未及时根据机组工况变化调整轴封汽参数。
③轴封加热器运行中未建立适当负压或轴封汽回汽不畅。
④润滑油冷油器投用操作不当。
⑤机组运行中未注意观察润滑油主油箱油位升高及时查找原因。
⑥润滑油主油箱微负压调整不当。
⑦机组大修时没对轴封仔细检查,倒齿、断齿、磨损轴封未修理更换。
⑧机组大修后润滑油系统未保持清洁干燥。
(2)制度执行不力问题
①没有定期进行润滑油主油箱放水。
②没有定期进行润滑油油质化验。
③没有定期进行润滑油滤油。
④新、废油没有定置摆放造成混淆。
⑤把未经化验合格的油品加入系统。
4、案例分析
4.1机组简介
某电厂3#汽轮机由武汉汽轮机制造厂出品,型号:C6-3.43/0.49,新蒸汽压力为3.43MPa,温度为435℃,该机为单缸冲动凝汽式汽轮机。油系统中使用的是32号汽轮机油3#机油中带水超标现象自2015年以来反复发生:严重时可从油观察孔处发现附着于玻璃的水珠,通过化水分析员监测2015年1月份至6月份3#汽轮机油,微水含量平均为120mg/L,微水含量最高为125mg/L,大大超过标准,标准为<100mg/L。
4.2原因分析
油中带水是怎样形成的呢?首先我们来解释一下:高温高压的蒸汽从汽轮机前部进人汽轮机,向后膨胀做功,带动发电机发电。少量蒸汽就沿着间隙向前后渗漏,由于汽轮机的轴与轴封之间有一部分间隙,少量蒸汽就沿着间隙,向前渗漏到前轴承箱内。与其中的油混合在一起,这样就形成了油中带水,3#机油中带水问题得到车间高度重视,车间组织技术人员及有现场经验的班组长组成调查小组,经过长期的调查和分析研究,通过分析,找出这个问题的关键末梢因素有以下几个方面:
(1)均压箱调节阀动作不及时
车间对均压箱压力表及调节阀进行了8次现场调查,调查发现其中有6次均压箱压力超过标准0.05MPa,而均压箱自力式调节阀不动作,不能准确调节均压箱压力。均压箱压力超标造成轴封压力超标,水蒸汽沿轴封间隙进入前轴承箱造成油中带水。通过调查发现调节阀锈蚀严重,不能自行调节压力。
(2)均压箱新蒸汽阀门关闭不严
均压箱新蒸汽阀门在启停机时开启,帮助机组建立真空。在汽轮机正常运行时关闭。但现有新蒸汽阀门关闭不严,在汽轮机正常运行时,新蒸汽向均压箱泄露,导致均压箱压力超标,因而水蒸汽进入前轴承箱内,造成油中带水。
(3)汽封系统布置不合理
主汽门、隔离门、调速汽门的一级漏汽接向均压箱,车间经过10次调查,其中8次超过标准0.05MPa,均压箱的汽源压力过高,轴封送汽的压力就比较高,使蒸汽容易沿着轴封间隙渗漏到前轴承箱内,造成油中带水。
汽封送汽没有控制总门和后汽封的控制门,前后汽封的送汽量不好调整,造成漏汽向前渗漏,形成油中带水。
(4)油箱顶部无排烟汽设施
主油箱顶部无排油烟孔,也没有排油烟机,造成油中带的水蒸汽不能及时排除,凝结成水,又重新进入油中.运行人员只有通过油箱底部放油阀放掉不合格的油。
4.3制定对策与实施
油中进水原因分析出来后,车间经过广泛的讨论和研究,制订出解决问题的具体措施。
(1)对均压箱及调节阀进行全面检修
对两台自力式压力调节阀全面检修,调整了调压阀的压力调节范围。对均压箱主蒸汽进汽阀门检修,避免新蒸汽向均压箱内渗漏。将均压箱的压力、温度表进行校验,保证均压箱压力表、温度表的准确性。
经过这样的检修改造,均压箱的压力不再超标了,调节阀动作灵敏了,当均压箱压力超过0.05MPa时,调节阀自动动作,向凝汽器泄压,保证了均压箱压力符合标准
(2)对汽封系统进行改造
原主汽门、隔离门、调速汽门漏汽引至轴封加热器,将轴封漏汽引到均压箱,使均压箱的压力降低,从而使汽封的供汽压力降低。正常运行后将均压箱投用新蒸汽彻底关掉,降低汽源压力,致使汽封漏气不易漏入后轴承箱内。经过这样的改造,均压箱汽源压力降低,从而使汽封的供汽压力降低了。汽封漏气不易漏入后轴承箱内。
(3)油箱加装排油烟机
在油箱顶部合适位置加装一排油烟风机,使油箱内烟及水蒸汽及时从油箱中排出。经过加装排油烟机,有效地排出了油箱内的烟及水蒸汽,防止油箱内水蒸汽再次进入油中。
5、结论
空气中和汽轮机内的水蒸气进入润滑油系统后会凝结成水,当油和水混合在一起后再被搅动,油即被乳化。正常情况下乳化的油可以重新分离成油和水,但乳化的油被氧化后就变成永久性的乳化油,将使润滑功能出现问题,并导致调节系统各部件的腐蚀,严重时一些锈蚀物会进入调节系统,导致调节系统部件出现卡涩而发生机组事故。防止汽轮机润滑油进水情况发生需要从设计、安装时就进行把关,运行中运行、点检、检修单位紧密配合全员全程管理,严格执行各项规章制度。任何一环节麻痹松懈,都会造成难以弥补的损失。
参考文献:
[1]汽轮机油系统进水原因分析及防范措施[J].中国化工贸易,2013(3):123-125.
[2]汽轮机油系统进水故障的分析及处理[J].新疆电力技术,2018(3):2-24.