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汽轮机润滑油颗粒度异常原因分析

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摘要:某电厂2×150MW汽轮机润滑油颗粒度异常,采取停运滤油机,增加轴加风机台次、加强对主油箱底部放水、改变油挡结构等措施,使汽轮机润滑油颗粒度异常问题得到了彻底解决。

键词:汽轮机;润滑油;颗粒度;水分

1引言

某电厂汽轮机为东方汽轮机有限公司生产的CZK150/145-13.2/0.294/535/535超高压、一次中间再热、单轴、冲动式、双缸双排汽、直接空冷抽汽凝汽式汽轮机。2017年1月13日,化验中心在化验过程中发现汽轮机润滑油中的颗粒度超标,颗粒度为(NAS1638)11级。接到通知后,机务专业立即投运固定式滤油机和移动式滤油机进行滤油,固定式滤油机的型号为扬中市华能电力设备有限公司生产的YN-MMB305型离心式油净化装置,移动式滤油机为西安热工研究院生产的QZZ-6系列滤油机,按照设备的说明都可以将润滑油颗粒度降低到(NAS1638)7级以下,2台滤油机不间断滤油3天,润滑油的颗粒度不降反而升高,从(NAS1638)11级升高到了超量程水平。第10天将移动式滤油机更换1次滤芯,固定式滤油机清理1次转股,但在接下来的润滑油颗粒度化验中,结果仍然是超量程。针对润滑油颗粒度超标问题,展开专题分析,查找原因进行治理。

2原因分析

汽轮机润滑油粒度超标主要有如下原因:(1)润滑油系统部件在制造、装配、大修过程中留下来的污染物。如:毛发、铁屑、焊渣、灰尘等。这些污染物在机组安装和冲洗过程中没有及时、彻底地清理。(2)主油箱密封性能差,油箱周围空气中的污染物通过缝隙进入油箱带入油系统,污染油质。(3)汽轮机主油箱排烟风机出口手动门开度过大,微小颗粒通过油档进入各轴承箱,进而污染润滑油。(4)润滑油系统各部件和各液压泵、各轴承和供油系统的正常磨损,污染油质。(5)主油箱在正常加油前未进行混油试验便加油,新油与旧油不匹配,产生油泥,污染油质。(6)新汽轮机油入厂时不合格,加入到主油箱内污染主油箱中的润滑油。

3润滑油颗粒度超标原因的排查

按照上述分析的原因,将原因逐个排除掉之后,没有其它办法只能继续进行滤油,这样又坚持滤油到第30天,化验结果仍然是润滑油颗粒度超过量程。上湾热电厂润滑油颗粒度分析采用的是激光颗粒度仪,根据激光源通过油样后的遮光原理,对其投影的阴影部分进行颗粒度计数,油中的微量水分可能会对激光光线偏离作用,从而影响颗粒度的分析结果[3]。根据水分可能对润滑油的颗粒度化验产生影响,对2017年1~3月份润滑油颗粒度及水分变化情况进行统计分析,如表1所示。通过对表1的分析,发现在润滑油颗粒度超标的过程伴随着润滑油中水分的不断升高,有很好的对应性,按照这个思路,立即处理润滑油中水分,以排除水分对颗粒度测量的干扰。2月16日开始处理润滑油中的水分,油净化装置可以将润滑油中水分控制在50mg/L,决定继续运行油净化装置。移动式滤油机没有脱水功能,同时主油箱底部的放水点取自移动式滤油机入口,决定停用移动式滤油机,每隔4h进行1次主油箱底部放水。通过上述措施,2月20日,润滑油的水分降低到了80.2mg/L,润滑油颗粒度降低到了(NAS1638)10级水平。3月1日,润滑油的水分降低到了43.7mg/L,润滑油颗粒度降低到了(NAS1638)7级水平,润滑油也恢复了光亮。3月6日,润滑油的水分降低到了31.8mg/L,润滑油颗粒度降低到了(NAS1638)6级水平。说明了润滑油中的水分干扰了颗粒度的测量,润滑油颗粒度超标的根源是水分干扰的。按照上述方法,该厂一直坚持定期进行主油箱底部放水和运行油净化装置,不启动移动式滤油机,润滑油中的水分和颗粒度在1个月内比较正常。2017年5月,再次出现了润滑油颗粒度超标,同时还是水分不断升高,但是这次按照上述办法已经无法控制润滑油的颗粒度和水分,最终使润滑油的颗粒度再次超标。此时化验润滑油的破乳化度,已经达到了20′48″,较2016年11月份破乳化度11′25″有较大幅度的升高。这样,再一次将工作的重心转移到了治理润滑油中的水分上。

4润滑油水分超标

4.1润滑油水分超标的危害润滑油含水如不及时排出,长时间乳化会导致水滴越来越小,一般滤油分离方式很难将其去除。同时,润滑油中含水易造成润滑油乳化(润滑油的破乳化度已经升高),降低润滑效果。严重时将破坏油膜的形成,有可能烧坏轴承,给设备造成较大程度的损坏。

4.2润滑油水分超标的原因分析(1)机组运行中轴封汽压偏高,轴封加热器冒正压运行,轴封出现冒汽现象,轴承附近处漏汽被吸进主油箱内,凝结后进入润滑油系统。(2)润滑油冷油器出现渗漏现象,使冷却水进入润滑油系统。(3)油净化装置异常,不能正常脱水。

4.3润滑油水分超标的排查

4.3.1轴封系统方面的排查现场对轴封漏汽情况进行检查,发现汽轮机高压轴封处漏汽严重,与高压轴封相连的前轴承箱的回油窗上有水珠。

4.3.2冷油器方面的排查上湾电厂冷油器所用的冷却水为开式循环水,连续观察运行中冷却水压力一直保持在0.05Mpa,润滑油压力保持在0.25Mpa运行。说明冷却水通过冷油汽漏入到润滑油中的可能不大,所以可以排除冷油器泄漏的影响。

4.3.3油净化装置运行情况排查本机油净化装置可以将润滑油中的水分控制在50mg/L,但在润滑油中的水分超过50mg/L时,油净化装置的排水口也一直没有脱水的痕迹,说明油净化装置脱水效果不好。通过上述分析可知,造成#2机润滑油水分超标的主要原因是前轴承附近高压轴封蒸汽外漏,蒸汽通过油档间隙被吸进轴承回到主油箱,引起润滑油中含水严重。

5采取措施

5.1运行方面的措施(1)加强对主油箱底部进行放水,在主油箱水分>80mg/L时,每4h进行1次主油箱底部放水工作。(2)适当降低轴封压力运行,控制高压轴封汽外漏量。通过试验比较,#2机组轴封压力14kPa时,真空严密性会受到影响,所以将轴封供汽压力由原来的27kpa降低到20kpa运行。(3)维持2台轴封加热器风机运行。(4)加强油质化验,在润滑油水分>50mg/L期间,每天化验#2机组润滑油水分,观察其变化趋势。(5)防止润滑油冷油器渗漏而进水,保持冷油器冷却水压力始终低于润滑油压力。(6)加强对轴承金属温度的运行监视,防止油质恶化影响机组运行。

5.2检修方面的措施(1)在轴封加热器风机出口处增加新的疏水点和阀门,确保轴封风机出口管道最低处不积水,保证轴封加热器风机运行正常。(2)在高压轴封处增加轴流风机,将漏出的蒸汽及时吹走,减少漏入轴承的蒸汽量。(3)将汽轮机前轴承箱油档改成气密封式的油档,阻断高压轴封漏出的蒸汽进入到润滑油中。

6取得的效果

按照上述措施,#2机组润滑油水分超标现象得到了有效控制,润滑油中水分含量基本上能控制在30mg/L以下,润滑油颗粒度的也恢复到了(NAS1638)6级水平,破乳化度也降低到了12′32″,前轴承箱的回油窗上的水珠也消失了,如图2所示。通过半年的观察,#2机润滑油颗粒度以及水分始终保持在较好水平,未出现异常。

7结束语

(1)润滑油颗粒度的测量容易受到水分的干扰,即便润滑油水分在合格范围,对颗粒度测量结果的影响较大,运行中在测量润滑油颗粒度时,需要测量水分的大小,以排除水分的影响。(2)机组在运行中很难彻底解决高压轴封漏汽,通过运行措施和临时手段措施,可以有效地控制汽轮机润滑油水分,为汽轮机及机组的安全运行提供保障。(3)对轴封漏汽严重的轴承油挡更换为气密封油档,可以彻底解决轴承箱进水问题。(4)润滑油水分长期维持在标准值偏高水平,会引起破乳化度升高,加速油液乳化。如不及时降低润滑油水分含量,将会使润滑油严重乳化。(5)因润滑油水分过大引起的破乳化度升高,通过防止外水进入油系统,采用滤油设备滤水或主油箱底部放水等手段,降低油系统中水分含量,可以使破乳化度恢复到正常值。(6)应对汽轮机高中压缸轴瓦回油窗进行检查。如有水珠,应立即对润滑油中水分的含量进行化验;发现升高或者超限,需要及时进行处理。

参考文献:

[1]张昕宇,吴平,等.抗燃油中杂质颗粒度的监测[J].江西电力技术,1999,23(2):16-19.

[2]于萍,陈义强,等.汽轮机油中颗粒度及其测试方法的试验研究[J].汽轮机技术,2003,45(4):193-195.

[3]于春泉,曲晓峰.降低汽轮机油质颗粒度的意义及措施[J].华北电力技术,1997,(7):43-45.

[4]姚景文,等.秦二电厂汽轮机润滑油颗粒度异常原因分析及处理[J].科技世界,2015,14:255-256.

[5]陈嘉峰等.国产300MW汽轮机润滑油系统进水事故分析处理[J].科技创新与应用,2014,(3):81-81.

作者:刘亮亮1;李锐1;黄江瑞2 单位:1.神华国能神东热电公司上湾热电厂,2.神华神东煤炭集团检测公司

润滑油杂志责任编辑:张雨    阅读:人次