汽輪機(jī)潤(rùn)滑油帶水現(xiàn)象的原因分析和處理

梁韶平

（韶關(guān)發(fā)電廠，廣東 韶關(guān) 512132）

汽輪機(jī)潤(rùn)滑油的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)有：粘度、顆粒度、液相銹蝕、水分、酸值、破乳化度、閃點(diǎn)等。其中水分是最重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是運(yùn)行中汽輪機(jī)潤(rùn)滑油最容易超標(biāo)的成分。汽輪機(jī)潤(rùn)滑油一旦嚴(yán)重帶水，不但使油的潤(rùn)滑性能變差，降低調(diào)速和冷卻散熱等作用，甚至破壞油膜、增大磨擦，引起軸承過熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軸承烏金燒毀，軸頸磨損，而且會(huì)腐蝕金屬設(shè)備、使危急遮斷器裝置生銹、卡澀，導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)失靈等后果，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。

1 設(shè)備概況

韶關(guān)發(fā)電廠10號(hào)機(jī)是東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537/-4型亞臨界、中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸凝汽式汽輪機(jī)。高、中壓軸封采用高低齒結(jié)構(gòu)，低壓缸軸封采用斜平齒結(jié)構(gòu)，軸承箱油擋是固定銅齒片式結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑油選用32號(hào)防銹汽輪機(jī)油。潤(rùn)滑油系統(tǒng)主要由主油泵、射油器、集裝油箱、交流潤(rùn)滑油泵、直流事故油泵、潤(rùn)滑油冷卻器、油煙分離器、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。

2 潤(rùn)滑油帶水現(xiàn)象

正常情況下，只需在開機(jī)或停機(jī)過程中對(duì)機(jī)組潤(rùn)滑油濾油1次，即可保證油質(zhì)在合格范圍。10號(hào)機(jī)組于2001年3月投入運(yùn)行，2002年4月出現(xiàn)潤(rùn)滑油帶水現(xiàn)象，并逐漸嚴(yán)重，由每周濾油1次到每周2～3次，嚴(yán)重時(shí)需天天濾油。運(yùn)行中解列冷油器檢查，沒發(fā)現(xiàn)有泄漏。2002年12月～2003年1月機(jī)組進(jìn)行了B級(jí)檢修，解體檢查軸封及油擋，發(fā)現(xiàn)汽封齒和油擋銅齒都有不同程度的磨損，間隙都超過標(biāo)準(zhǔn)上限。更換部分磨損嚴(yán)重的汽封塊，同時(shí)修復(fù)油擋銅齒，將軸封及油擋間隙調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，重新開機(jī)后潤(rùn)滑油水分含量都處于合格范圍內(nèi)。但機(jī)組運(yùn)行至2004年10月再次出現(xiàn)上述現(xiàn)象。按標(biāo)準(zhǔn)要求。200MW及以上機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)的潤(rùn)滑油水分含量≤100Mg/L，200MW及以下機(jī)組水分含量≤200Mg/L(GB/T 7600或GB/T 7601)。而10號(hào)機(jī)潤(rùn)滑油長(zhǎng)期帶水，水分含量最高達(dá)250Mg/L以上，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。韶關(guān)發(fā)電廠汽輪機(jī)油微水含量報(bào)表見表1，檢驗(yàn)依據(jù)：GB7600—87；取樣日期：2005-03-15；試驗(yàn)日期：2005-03-15。

表1 汽輪機(jī)微水含量

3 運(yùn)行中出現(xiàn)潤(rùn)滑油帶水的原因分析

(1) 冷油器泄漏及冷油器水側(cè)壓力高過油側(cè)壓力太多時(shí)，使水進(jìn)入油中。

(2) 在安裝時(shí)，為了防止汽封齒與轉(zhuǎn)子碰磨造成機(jī)組振動(dòng)、轉(zhuǎn)子彎曲，機(jī)組軸汽封徑向間隙一般采用間隙標(biāo)準(zhǔn)的上限，這樣軸封間隙就較大，因而需要采用較高的軸封供汽壓力來(lái)提高機(jī)組的真空度，同時(shí)也就會(huì)造成機(jī)組運(yùn)行時(shí)軸封漏汽量偏大，使蒸汽進(jìn)入軸承室而造成油帶水。

(3) 機(jī)組在啟停過程中轉(zhuǎn)子過臨界以及做汽門試驗(yàn)時(shí)工況變化使軸系振動(dòng)大或機(jī)組因其他原因發(fā)生振動(dòng)，造成汽封齒和油擋磨損，軸封及油擋間隙變大，軸封蒸汽泄漏時(shí)進(jìn)入軸承室造成油帶水。

(4) 主油箱負(fù)壓影響。軸承箱內(nèi)負(fù)壓基本與主油箱排煙風(fēng)機(jī)形成的負(fù)壓一致，軸承箱運(yùn)行負(fù)壓過大，對(duì)外抽吸作用就會(huì)相應(yīng)增大，汽機(jī)軸端漏汽就會(huì)經(jīng)油檔進(jìn)入軸承箱匯流到主油箱，使油帶水。

(5) 軸抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行不正常，軸封加熱器不能形成負(fù)壓，導(dǎo)致軸封回汽不暢；或者當(dāng)軸封壓力調(diào)整不當(dāng)使漏汽或軸封抽汽管道不暢，也會(huì)增加軸端泄漏量，使蒸汽進(jìn)入軸承室而造成油帶水。

4 處理及防范措施

(1) 2005年4月機(jī)組進(jìn)行A級(jí)檢修，把所有軸封更換為蜂窩式汽封。因其特殊材料和結(jié)構(gòu)，在同樣的壓力和軸封間隙條件下，與傳統(tǒng)梳齒式汽封相比，蜂窩式汽封泄漏量只有傳統(tǒng)梳齒式汽封泄漏量的1/3～1/5。10號(hào)機(jī)高壓軸封間隙標(biāo)準(zhǔn)為1.025 mm～1.65mm，低壓軸封間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.55mm～0.85mm。在使用梳齒式汽封時(shí)，高壓軸封安裝間隙都控制在0.80±0.10mm，低壓軸封則是0.70±0.10mm。而改造為蜂窩式汽封后，高壓軸封間隙調(diào)整為0.50±0.10mm，低壓軸封為0.45±0.10 mm，總間隙減小了0.50mm～0.60mm，有效控制了軸封漏氣量。

(2) 將軸承箱油擋由固定銅齒片式改造為汽密封式。采用儀表氣動(dòng)門供氣系統(tǒng)，將壓力穩(wěn)定、干燥、潔凈的壓縮空氣送入汽密封式油擋內(nèi)，形成壓力腔，壓力腔正常壓力保持在0.05MPa，這樣既可保證軸封漏氣不能進(jìn)入軸承室內(nèi)，同時(shí)也能夠保證軸承室內(nèi)的潤(rùn)滑油不會(huì)泄漏。當(dāng)出現(xiàn)軸封漏氣增大時(shí)，可通過調(diào)整汽密封式油擋的進(jìn)氣量，來(lái)相應(yīng)提高壓力腔內(nèi)的壓力，從而有效阻止軸封漏汽進(jìn)入軸承室，也可確保油擋不漏油。

(3) 對(duì)1號(hào)、2號(hào)軸承進(jìn)行改造，將原來(lái)的橢圓瓦改為穩(wěn)定性能更好的可傾瓦。從東方汽輪機(jī)廠后續(xù)生產(chǎn)的300MW機(jī)組改用可傾瓦，及國(guó)內(nèi)外大容量機(jī)組采用可傾瓦的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采用可傾瓦的軸系穩(wěn)定性相對(duì)較高。

(4) 調(diào)整主油箱運(yùn)行負(fù)壓狀態(tài)，使油箱保持微負(fù)壓運(yùn)行。

(5) 更換軸抽風(fēng)機(jī)，改善運(yùn)行方式，使軸封回汽順暢。同時(shí)經(jīng)常排備用風(fēng)機(jī)出口積水等，維持軸加負(fù)壓在6.0KPa左右運(yùn)行,。

(6) 降低軸封母管運(yùn)行壓力,減少高壓段軸封間由高向低串汽的情況。機(jī)組設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力為0.123 MPa，考慮到1號(hào)、2號(hào)軸承箱進(jìn)蒸汽的可能性較大，由于機(jī)組負(fù)荷在60%以上時(shí)軸封都是自密封狀態(tài)，因此，降低軸封母管壓力，間接地使高壓軸封運(yùn)行壓力由0.123MPa降到0.08MPa。

5 改進(jìn)效果

通過采取上述一系列改進(jìn)措施，10號(hào)機(jī)組在2005年4月的A級(jí)檢修后已運(yùn)行3年多。期間只需在機(jī)組臨修啟停過程中進(jìn)行濾油，潤(rùn)滑油水分含量可以長(zhǎng)期≤100Mg/L的標(biāo)準(zhǔn)，完全能滿足機(jī)組安全運(yùn)行的要求。表2為2008-05-07韶關(guān)發(fā)電廠汽輪機(jī)油微水含量報(bào)表，檢驗(yàn)依據(jù)：GB7600-87。

表2 2008-05-07韶關(guān)發(fā)電廠汽輪機(jī)油微水含量