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某厂#3机主油箱进水原因分析及防范措施来勇文

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：来勇文

[导读] 摘要：汽轮机主机润滑油系统为汽轮机轴瓦提供润滑油，润滑油系统进水将直接影响主机的安全运行，甚至造成大轴弯曲主机损坏。

        (浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司浙江绍兴 312073)
        摘要：汽轮机主机润滑油系统为汽轮机轴瓦提供润滑油，润滑油系统进水将直接影响主机的安全运行，甚至造成大轴弯曲主机损坏。本文针对某厂机组调试启动过程中发现主机润滑油质恶化，油中水分含量升高原因展开分析，并在此基础上提出防止润滑油系统进水的防范措施。
        关键词：主机润滑油进水   防范措施
        1.#3机组概况
        某厂#3汽轮机为杭州汽轮机股份有限公司制造，型号为EHNG71/63/160，背压、可调抽汽式汽轮机，额定功率53.4MW，最大功率56.7MW。额定进汽量475.5t/h，最大进汽量500t/h，润滑油系统使用的是#32透平油。
        主蒸汽管道从汽轮机两侧下方接入，经主汽阀、高调阀后进入汽轮机内部通流部分。蒸汽在第一阶段膨胀做工后，一部分从汽缸下部的中压供热抽汽口引出，经减温水调整温度后，进入中压供热管网。未抽出的蒸汽经汽缸中部的两个中压供热调阀进入第二膨胀做工阶段。第二膨胀做工阶段继续做功后，压力降至排汽压力，供低压供热管线、二期辅助蒸汽母管以及小机用汽。
        #3机为背压式机组，无真空系统，轴封汽汽源为高压主汽门和调门阀杆漏汽，通向高低压缸汽封齿处，经轴加冷凝后回收。
        2.汽轮机油系统的作用
        汽轮机透平油主要是作为汽轮机的主机和辅机中主轴的润滑油，在汽轮机组的滑动轴承中，汽轮机油充满其轴径和轴瓦之间，形成流体润滑油膜，从而起到润滑作用，对汽轮机高速运行时起散热冷却作用，轴承内摩擦会产生大量的热量，而在油轮系统中不断循环流动的油能将这些热量带走，另外透平油也为盘车系统、顶轴油系统以及密封油系统提供可靠油源。
        3.润滑油系统进水的危害
        汽轮机润滑油的主要监测指标有：粘度、颗粒度、水分、破乳化度、闪点等，其中水分是最重要指标之一，同时也是运行中汽轮机润滑油最容易超标的成分，汽轮机润滑油一旦严重带水，不但使油的润滑性能变差，降低冷却散热作用，当油含有较多水分时，则油的粘度降低，在轴承中不能形成连续的油膜，降低了轴承的承载能力，甚至破坏油膜、增大摩擦，引起轴承过热，严重时会造成轴承乌金烧毁，轴颈磨损，而且会腐蚀金属设备，它直接危及机组的安全、经济及可靠运行，而且运行中的滤油费用也较高。
        4.事件经过
        #3机组整套启动调试的阶段，发现#3机主油箱润滑油中水分含量异常升高，这将直接危及#3汽轮机的安全运行，也给以后该厂一二期机组联合供热的全新工况埋下安全隐患，本文就产生该情况的可能原因进行分析并提出防范措施。
        5.汽轮机油系统进水的可能原因分析
        1.2.3.4.5.5.1.原油中水分过多
        此次#3机主油箱内进水是原油刚投入运行时发生的问题，期间并未对油系统进行原油更换，另外对原油油质化验发现水分含量在正常范围内，故排除此可能。
        5.2.主机冷油器泄漏
        通过主油箱就地实际油位、主机冷油器处闭式水压力、润滑油压力、闭式水水质等参数的综合监测，润滑油压力无明显变化，闭式水压力也无明显变化，判断主机冷油器并未发生泄漏情况，故排除此可能。
        5.3.轴加风机出力不足
        猜测可能由于轴加风机出力不足从而导致轴封汽回汽不畅，致轴封汽在轴承处进入油系统。通过对#3机轴加汽测压力监视，以及对轴加风机性能测试发现，轴加风机出力正常，故排除此可能。
        5.4.轴封齿倒伏，密封作用降低或者轴档间隙过大
        猜想可能由于轴封尖齿与转子碰磨，尖齿倒伏，密封作用降低，造成轴封漏汽，使蒸汽沿轴窜入轴承室，根据汽轮机各参数综合判断分析该情况发生的可能较小，加上#3汽轮机从安装到调试运行刚刚不久，机组启停过程中振动也不大，对轴封也无损伤也这种可能性偏小，该情况多发生在运行时间较长的机组上，故排除此种原因。
        5.5.汽轮机机头处轴封蒸汽信号管堵塞
        猜想可能由于轴封蒸汽信号管堵塞导致轴封汽回汽不畅从而沿轴窜入轴承室，根据对就地轴封蒸汽信号管检查发现，轴封信号管并无堵塞现象，故排除该原因。
        5.6.汽轮机轴封设计问题
        #3汽轮机轴封漏气母管汽源除了汽机本体轴封漏汽外，还有#3机主汽门以及各调门的阀杆漏气，因门杆漏汽压力等级高，猜想可能由于轴封回汽母管存在死点，导致轴封汽部分回汽不畅，加之目前环境温度还不是很高，极易在梳齿形汽封处形成疏水从汽轮机轴承处进入油系统。

        图1 #3汽轮机轴封系统
        6.作为运行人员可采取的防范措施
        1)加强润滑油系统滤油，并及时对油系统水分含量进行实时监测。对汽轮机运行中各参数加强监视，尤其要加强对主机轴承温度、轴瓦振动、轴向位移的监视。
        2)必要情况下可增开一台轴加风机，保证轴封回汽流畅，就地对轴封汽信号管加强监视，发现信号管冒汽量大时及时分析原因，防止轴封回汽堵塞进入主机润滑油系统。
        3)对于今后长期运行的背压机组建议汽轮机轴承与汽封之间设计氮气隔断腔室，这样既能防止轴承箱负压吸入蒸汽，也能防止因轴封间隙过大或轴档间隙过大，导致的轴封蒸汽漏入，能够有效阻止轴封蒸汽向轴承箱内窜入。另外建议对#3机主汽门以及调门的门杆漏汽管重新设计，可根据实际情况将该漏汽回收至其他地方，保证回汽的流畅。
        4)定期对轴封漏气母管疏水U型管进行放水，同时对主油箱底部进行放水操作，作为操作员要做好#3汽轮机跳闸的反事故预想，在参数发生异常时及时确认并进行手动干预。
        5)投入主机润滑油净化装置，及时过滤油系统中的水分。
        6)在不影响汽轮机轴承正常回油的情况下，通过主油箱排油烟风机出口阀的调整适当降低主油箱内负压，防止负压过大加大轴封汽进入轴承油室的量，此时必须加强对汽轮机轴承的巡视，防止轴承处发生渗油的情况。
        7.总结
        综上所述，汽轮机轴封系统状况不仅对机组的安全、经济运行至关重要，也是机组润滑油系统进水的重要原因，为确保该系统正常运行必须选择足够的轴加风机出力、调整合理的轴封供汽压力、加强对油质的关注，最终在调试、运行中找到一个合理的参数区间是消除汽轮机轴封冒汽、解决润滑油系统进水现象的重要手段。
        参考文献：
        [1] 牛卫东，丁翠兰. 汽轮机设备及其系统.北京：中国电力出版社，2014
        [2] 李建刚. 汽轮机设备及运行.北京：中国电力出版社，2010