汽輪機油液中灰分與水分含量的調控

王長友,楊東旭,楊 程,胡 海

汽輪機油液中灰分與水分含量的調控

王長友,楊東旭,楊 程,胡 海

（本鋼板材股份有限公司發電廠，遼寧本溪117021）

論述了采用調控油系統負壓和機組汽封系統改造、油箱放水、濾油等方法降低了機組油液中的灰分和水分，使機組的油質達到合格，保證了機組平穩運行和安全停機。

油系統負壓;汽封系統;放水;濾油

1 概述

透平油（即汽輪機油）的品質不僅是保證機組軸承潤滑、調節保安系統傳遞壓力的媒體，更是機組在事故狀態下安全停機的保障。在發電廠，多次發生因為機組油質不合格，造成調節系統滑閥卡澀，銹蝕，導致機組負荷波動，調整困難，在事故狀態下不能正常停機、甚至造成保安系統失靈的事故。

汽輪機的油質是影響機組安全運行的一個重要因素，對油質進行調控是保證油質合格的措施。透平油品質包含有“酸值、粘度、閃點、水溶性pH值”等多項指標，本文以汽輪機透平油為例，從機組運行維護調整的角度，探討透平油中灰分、水分的調控方法。某車間現有4臺汽輪發電機組，其中2臺機組用32#透平油、2臺機組用46#透平油。每臺機組各有一個油箱，在油箱中設有油篦子。另外，23#、24#機的調節保安系統都設有可以在線切換的兩組濾網，網芯精度為10滋m。各機組用油情況見表1。

表1 各機組用油情況

機組的油質由化學車間進行化驗，根據各機組油質情況，由化學車間對油質不合格的機組進行濾油。4臺機組輪流用1臺型號為TY—150濾油機進行濾油，濾油效果一方面取決于濾油機的性能，另一方面取決于該濾油機濾網的精度。該型號的濾油機可以對油液進行加溫，將油中的水分變為蒸汽然后在真空罐中分析出來排到大氣中，對排除油液中的水分有一定的效果；如果濾油機濾網的精度達到10滋m，可以有效的濾除油液中的雜質，但頻繁更換、清洗濾網會增加濾油機操作人員的勞動強度；一般情況下，濾油機對改善油質只能起到輔助性的作用，濾油不能解決機組油質劣化的問題。為保證機組油質，通常的做法是：在機組濾網前后壓差偏大時，對濾網進行切換，將運行的濾網解列，然后將該濾網拆卸下來進行清洗。

這種做法不能從根本上解決油液中灰分大、水分大的問題，只能暫時改善油質。要降低油液中灰分、水分，首先應當查明油液中灰分、水分的來源以及灰分和水分是通過何種渠道進入油系統的，然后才能找到對策，從根本上解決油質劣化問題。

發電廠對油質取樣化驗的通常做法：一是通過顯微鏡對油品樣本進行目測，將油品樣本中的顆粒含量與標準樣本進行比對，根據油品樣本中雜質混合物含量對油品進行分級；二是對油液中的水分進行定性評估。

機組油質達8級為合格。雖然化學車間經常濾油，但是不能保證機組的油質達到合格標準，2009年9月以前，機組油質最好的時候為9級；自2009年9月以來，對機組油質采取有效的調控措施，輔之以濾油，使油質達到7級、8級標準。為機組安全經濟運行創造了有利的條件。

2 影響機組油質的兩個原因

通過研究化學車間提供的油質化驗單，發現影響機組油質的兩個原因分別是：（1）雜質混合物；（2）水分。

油液中的水分是由于機組軸封漏汽進入油系統造成的；油中水分增多以后，會引起油液酸化、乳化，并且是不可逆的，使酸值升高、粘度降低、閃點降低、水溶性pH值降低，這樣的油液就必須報廢更換了。

油液中的雜質混合物主要是少量金屬屑和從油系統不嚴密處進入的灰塵。查找發現油系統的不嚴密處：（1）機組前箱上的保安操縱箱的罩子損壞了，該處的負壓測量值為原100 mm水柱，后來我們恢復了保安操縱箱的罩殼；（2）油動機反饋滑閥后部的螺絲脫落了，也進行了恢復。

油系統的負壓是灰塵（從油系統不嚴密處）進入油系統的動力。油系統的負壓是由一臺型號為：9-19-4A的通風機維持的。“吸入”與“濾除”灰塵是一個動態過程：當油系統負壓偏大，在單位時間內，吸入灰塵的數量大于濾除的數量，那么即使不停的濾油也是無效的；在單位時間內，吸入灰塵的數量等于濾除的數量，達到平衡狀態，那么持續的濾油也僅能維持油質合格；只有在單位時間內，吸入灰塵的數量小于濾除的數量，濾油效果才比較明顯，并且，在停止濾油后的一段時間內油質維持在合格狀態。

3 調整機組油系統壓力

機組油系統組成：1臺主油泵、2臺射油器（裝在油箱內）、1臺油箱、溢油閥、通風機、調節保安部套、機組各軸瓦以及相應的油管路。

無論是調節油、保安油、潤滑油怎樣循環，最終都要通過油管路返回到油箱中。

機組油系統靠通風機保持一定的負壓，這樣，油流才能更順暢的返回油箱中，如果油系統沒有負壓，甚至是微正壓，油就有從軸瓦處溢出的可能性。當油系統負壓過大，就會吸引機組附近的灰塵從油系統不嚴密處進入油系統。

根據經驗，應當使距離油箱最遠處機組軸瓦的回油管路保持在原10 mm水柱負壓為宜。

在機組油系統上通常沒有顯示負壓的表計。可以用U形管壓力計進行測量。測量位置就選在距離機組油箱最遠的軸瓦處。為了將U形管壓力計與機組油系統相連，需要做以下準備：

（1）用墨水與自來水調制帶顏色的液體注入U形管壓力計。

（2）將距離油箱最遠處軸瓦的回油管路上的溫度表拆下，依據該溫度表螺紋的尺寸加工一個空心絲堵。

（3）使空心絲堵的一端通過膠皮管和U形管壓力計相連接，空心絲堵另一端，可以通過螺紋固定在油管路溫度表的接口上。

油系統負壓測量結果見表2。

表2 油系統負壓測量結果

由表2可見，機組油系統的負壓越大，油質越差。調整油系統負壓的方法：

（1）調整油箱通風機出口擋板的開度（順時針方向為關，反之為開）；

（2）清掃油箱上部空氣過濾器濾網，減少空氣進入油箱的阻力，從而降低油系統的負壓。

通過上述兩種方法，將油系統負壓調整到合理的水平，使油質中的灰分控制在標準之內。根據油質化驗報告顯示，調控是有效果的。因為現場環境中飛灰較多，所以，油箱上部空氣過濾器濾網必須定期清掃，油系統負壓也必須經常調整。

4 減少油液含水量

影響機組油質的另一個問題是水分。水分的來源是機組軸封漏汽。軸封漏汽雖然不能避免，但是軸封供汽壓力可以調整、漏汽應當回收，在汽封抽汽器正常運行時，可以避免蒸汽漏出汽缸進而進入油系統中去。該車間的21#、22#兩臺汽輪發電機組的低壓缸后軸封設有供汽管道和抽汽管道，抽汽管道在供汽管道的外側。供汽來自高壓除氧器汽平衡管道，供汽進入軸封圈的壓力為0.103 MPa；抽汽管道與汽封抽氣器相連，抽汽管道內部的設計壓力為0.097 MPa。因抽汽管道的壓力低于大氣壓，可以將機組外部進入軸封的空氣以及軸封供汽向外漏出的部分及時抽到汽封抽氣器中去。供汽進入汽封圈后，一部分向機組前部沿軸向流入低壓缸內部，另一部分向機組后部沿軸向流動被設置在供汽管外側的抽汽管抽走。

21#機組自投產以來，低壓缸軸封漏汽一直比較嚴重。如果為了減少軸封漏汽量而調小軸封供汽量，機組的真空明顯下降；如果調大軸封供汽量，以維持機組真空不下降，機組的軸封漏汽量明顯增多并且漏出汽缸。2010年8月，利用21#機組改造大修的機會，揭低壓缸檢查軸封圈并進行注水試驗發現：機組汽封系統的供汽管及抽汽管在機組低壓缸后軸封處接顛倒了，這樣，機組低壓缸后軸封供汽管處于抽汽管的外側，結果導致機組低壓缸后部軸封供汽進入汽封圈后，沿軸向流向機組前部的蒸汽被機組汽封抽汽器抽走一部分，剩下的進入低壓缸內部；沿軸向流向機組后部的蒸汽直接漏出汽缸。并且因機組低壓缸后軸封供汽壓力為0.103 MPa，壓力高于大氣壓，低壓缸后軸封與發電機前軸承座的距離約15 mm，其外泄的蒸汽有一部分沿著機組的轉子進入到軸瓦中去，導致油系統油液中水分含量較大。

軸封供汽管與抽汽管位置現已改正過來；并且將部分汽封圈更新：機組低壓缸前汽封更換2組，后汽封更換3組。機組汽封系統改造后，軸封漏汽量明顯減少，油液中的水分含量也明顯下降。

針對汽封漏汽導致油液中水分大這個問題，定期從油箱底部放水有助于油液中的水分含量降低到合格標準。

5 結論

（1）機組油質主要靠調整油系統負壓及油箱底部放水來維持，濾油只是一個輔助手段。

（2）機組油質監測調整不是一勞永逸的，而是一個需要長期堅持不懈的過程。自2009年9月以來，通過油系統負壓調控、輔之以濾油、對油箱中的油篦子進行吹掃、對機組調節保安系統的濾網進行清洗，高壓車間機組的油質持續保持合格，為機組穩定安全運行創造了條件。

Control and Regulation of Ash and Moisture Content in Turbine Oil

Wang Changyou,Yang Dongxu,Yang Cheng,Hu Hai
（The Power Plant of Benxi Steel Plate Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China）

Methods suchasadjustingthenegativepressureintheoilsystemand modification of the steam sealing system in the unit,water release from the oil tank and oil filtration were adopted to reduce ash and water contents in the oil of the unit,which has effectively improved the oil quality and ensured stable operation as well as safe shutdown of the unit.

negative pressure of oil system;steam sealing system;water release;oil filtration

TM311

B

1006-6764（2014）10-0051-03

2014-05-20

王長友（1973-）男，大連理工大學，熱能與動力工程專業，工學學士學位，熱能動力工程師，現從事汽機運行專責工作。