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浅谈汽轮机润滑油水分超标综合治理

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摘要:汽轮机润滑油含水量是油质的一个重要指标,油中含水量大会严重影响机组的安全运行,本文分析了汽轮机油中含水量大的主要原因,通过采取疏导遮挡汽缸漏汽、调整汽封压力、改造汽轮机油挡、滤油等多种手段,彻底解决了该问题,保证了机组的安全稳定运行。本文主要对汽轮机润滑油水分的超标问题及综合治理措施进行分析,以供参考。

关键词:润滑油;水分;治理

国电濮阳热电有限公司#1、#2机组是由东方汽轮机有限公司制造的C210/150-12.75/0.325/535/535型单轴、三缸双排汽、超高压、中间再热、抽汽、凝汽式供热汽轮机。本机型有高、中、低三个缸,高中压转子采用刚性靠背轮连接,支持在#1、#2、#3轴承上。汽轮机#1、2、3瓦轴承箱油挡共使用四套浮动油挡,低压转子和发电机转子分别支承在#4、#5和#6、#7轴承上。配套发电机为东方电机厂制造的QFSN-210-2型汽轮发电机,密封瓦结构为双流环式。汽轮机油系统是用来向汽轮发电机组各轴承提供足够的、高质量的润滑油和向低压保安系统提供压力油的,并提供给发电机密封瓦用油,在机组盘车时还向盘车装置和顶轴装置供油,主机润滑油采用#32号抗氧化防锈汽轮机油。

1存在问题

几年前,两台机组先后发生润滑油水分超标问题,尤其是机组带170WM以上高负荷时,有时达到1000mg/L,大大超过标准值(标准为<100mg/L),对汽轮机的安全运行造成很大威胁。伴随着润滑油含水量严重超标现象,油中的水分通过发电机密封瓦渗透扩散到发电机内部,发电机氢气湿度也增大很多,当油中水分达到300mg/L以上时,虽然两台氢气干燥机连续工作,但氢气湿度往往不合格,最大时候露点达到5℃,大大超过标准值(标准为<-5℃),严重威胁发电机的安全稳定运行。

2原因分析

造成润滑油水分超标的原因很多,主要有:汽缸靠近轴承箱处漏汽;轴端汽封漏汽;轴封抽汽不畅通,而造成汽封漏汽窜入轴承润滑油内;轴封抽汽器负压不足或空气管阻塞而造成汽封漏汽窜入轴承润滑油内;冷油器泄漏或冷却器水压调整不当,水漏入油中;油箱负压太大,蒸汽窜入轴承润滑油内;运行中轴封汽压偏高,轴封可能出现冒汽现象,使蒸汽漏入轴承箱内;机组在启动过程中因转子膨胀与轴系振动造成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箱内。经过我们反复查看和分析,发现该公司油中水分大的主要原因为汽缸在轴端附近漏汽和轴封漏汽造成的,通过与同机型投运的东汽210WM机组电厂沟通,了解到许多电厂也存在这种现象。

3采取的相应措施及效果

在机组负荷170MW以上时,油中含水量明显增大;并且随负荷增加油中含水量会增大;轴封压力越高,油中含水量也越大;机组启停时油中水分偏大;#1、2、3轴承箱回油管观察窗上经常存在凝结的水珠,尤其是#2轴承箱较多,其他轴承箱的回油窗上较少或没有。这说明高压缸前后、中压缸前漏汽漏入轴承箱内是油中含水量大的主要原因。在无法完全消除汽缸和轴封漏汽的情况下,我们分别从运行和检修两方面采取了以下相应措施;一方面尽量阻止和减少蒸汽漏入润滑油内;另一方面尽量使油中水分及时分离排出。

3.1查找汽缸漏汽部位并有效疏导和阻挡漏汽油中带水主要是由蒸汽混入油系统中引起的,但不一定只是轴封漏汽,还有可能是轴承附近的缸体结合面泄漏的蒸汽或轴封供回汽法兰泄漏的蒸汽。结合面包括:高压缸结合面、轴封套结合面。汽缸在受到快速加热和冷却时,尤其是汽缸端部靠轴封处,由于该部位的约束紧固螺栓跨距大,对汽缸的约束力明显弱于其他部位,所以最易发生变形,在靠近猫爪内侧凹窝处易产生蒸汽外泄,高温蒸汽冲刷到轴承箱上使油中带水。通过认真查找,果然发现#2机高压缸右侧结合面靠近猫爪内侧凹窝处有蒸汽泄漏现象,工作人员根据现场位置和泄漏部位,一方面用铝皮制作了合理形状的导汽板,把漏汽尽量疏导到上方远离轴承箱处;另一方面,用石棉布和石棉绳封住轴承箱转子处,防止蒸汽被吸入轴承箱内,通过疏导和封堵起到了很好效果。油中含水量下降非常明显。机组在负荷不高时,油中水分还经常能保证在合格范围内。

3.2修复矫正原有的挡汽板该机组各轴承箱与靠近汽缸侧设置上下对分的挡汽板,检查发现,挡汽板存在变形歪斜,靠得不够紧密,为此,我们纠正了原来的挡汽板四套,并且根据转子的轴径和现场实际位置制做了临时挡汽板,并且设计成左右对分,接口互相重叠,放置在原挡汽板与汽缸轴封中间,可靠牢固,这样就把原来挡汽板上下对分的挡汽板间隙有效挡住,同时在较大面积上形成了挡汽作用,通过实践,效果较明显。

3.3合理设置油箱定期放水点公司两台机组均未设置底部放水管道和阀门,无法实现油箱底部定期放水,工作人员利用事故放油管进行充分的油水分离,在事故放油管上安装了放水阀(DN20),油中水分大时,每天可放水10~30kg。3.4尽量降低轴承箱内负压在满足轴承座回油顺畅和不漏油的情况下,尽量调低轴承箱负压,以减少漏汽被吸入的量。

3.5进行有效的滤油油中水分超标,除采取有效的方法防止往油中漏入水分外,滤油也是降低油中含水的一个重要手段。

3.6降低轴封供汽压力通过调整,适当降低轴封母管压力,增加最外挡轴封回汽量,减小轴封漏汽。

3.7揭缸彻底消除汽缸漏汽问题揭缸处理周期长、费用大,一般须安排在机组A修或B修时进行。3.8对轴承箱外油挡进行改造虽然采取了多种有效手段,油中水分得到了有效控制,但油中水分还是经常超标。经过不断研究和调查,我们了解到气密封油挡能很好地阻止油中进水问题。气密封油档是通过在油挡的气环处通入压缩空气,使油挡齿间与轴颈间产生正压,由于正压作用使轴承箱体内的润滑油不能漏出,也同时使外界的水蒸气或杂质不能进入轴承箱体内,从而达到不漏油、油中不含水、油中不含颗粒度等效果。

3.8.1气密封油挡改造实施及效果该公司高中压缸轴承箱共使用4套石墨环浮动油挡,工作人员决定把该油挡改造为铜齿气密封油挡,压缩空气采用汽机房稳定的仪用压缩空气,并安装压力调整门,根据汽缸和轴封漏气大小来调整压力,因高压缸前后,中压缸前部蒸汽压力高,故选择对汽轮机#1、2瓦轴承箱外油档共3套油挡进行改造,2014年9月份对#2机#1、2轴承箱实施了改造,2015年9月份对#1机#1、2轴承箱实施了改造,取得了很好效果。

3.8.2彻底解决汽轮机油中含水超标问题两台机改造后,主机润滑油中水分始终控制在合格范围,彻底解决了长期以来油中水分超标问题;同时,因油中水分较少,发电机氢气湿度也大大减少,没有出现超标现象,保证了汽轮机和发电机的安全稳定运行。

3.8.3消除了机组可能因油挡造成的振动、漏油等较大安全隐患原来公司使用的浮动油挡为接触式油挡,主要靠石墨环与轴之间较小间隙(0.15~0.30mm),来阻止漏油,在实际运行中,汽轮机轴与石墨环是有摩擦的,主要靠石墨环与轴之间微量油膜来保证正常运行,由于汽轮机高压缸前后,中压缸前温度很高,石墨环耐高温性能不良,如果漏汽把石墨环和轴之间的油膜破坏,再加上因轴承箱负压而杂质进入石墨环与轴之间,石墨环就会很快磨损碳化烧坏,机组运行时就可能甩油、振动等问题。几年前,公司#1、2机在运行中出现几次大的振动,停机后检查,浮动油挡石墨环磨损严重或损坏,主要是高压缸前和中压缸前温度较高地方的浮动油挡。说明振动是因为油挡与轴摩擦引起的。#1、2机曾经发生过高压缸前后浮动油挡损坏漏油现象,险些酿成火灾事故。气密封油挡是在油挡的气环处通入压缩空气,使油挡齿间与轴颈间产生正压,由于正压作用使轴承箱体内的润滑油不能漏出,同时也使外界的水蒸气或杂质不能进入轴承箱体内,因为该油挡是非接触式铜齿油挡,大大改善机组振动,尤其是启动时的振动指标。

3.8.4节约了滤油机等的运行维护成本因为有效阻止了水进入润滑油问题,有效防止了汽轮机保温被吸入油内,减少了油中的颗粒污染物。滤油机将不需全天运行,甚至发电机氢气去湿机也可经常停运。节约了滤油机的设备维护费、电费、更换滤芯费用。

4结语

汽轮机油中水分大对汽轮机组的安全运行带来很大危害,公司通过不断摸索,找到了引起油中水分大的主要原因,提出了综合治理方法,并利用合适机会,把原来的石墨环浮动油挡改造为铜齿气密封油挡,彻底解决了长期以来机组存在油中水分大问题,同时也消除了机组因油挡问题而引起的漏油、振动等重大安全隐患。

参考文献

[1]伍健伟,高继录,张航.1000MW超超临界机组汽轮机润滑油水分超标分析[J].东北电力技术,2012,33(8):17-18,23.

[2]张雅丽,杜自力.汽轮机润滑油水分超标的原因分析及处理[J].热力发电,2006(9):55-56,1,3.

作者:王志杰 单位:河南濮阳国电濮阳热电有限公司

润滑油杂志责任编辑:张雨    阅读:人次