國產300MW 汽輪機潤滑油系統進水事故分析處理

陳嘉峰

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，國產汽輪機也越來越受到人們的關注。汽輪機的應用范圍十分廣泛，使相關行業得到了很好的發展，但是在實際應用過程中經常會出現一些問題，特別是汽輪機的潤滑油系統經常出現進水現象，導致機組無法正常工作。通過大量的實踐經驗發現，造成這一事故的發生有很多影響因素，文章主要通過因素分析法對國產300MW汽輪機各個環節進行分析和研究，希望能夠找到相關解決措施避免這一現象的產生。

關鍵詞：汽輪機；潤滑油；進水；軸封系統

1 事故現象

某電廠300MW汽輪機組在運行過程中，經過一次負荷急劇下降恢復正常運行后發現大機潤滑油箱油位異常升高，在不到一天的時間，油箱油位升高10cm，通過檢查發現大機油箱中潤滑油上部浮有一層油花；汽輪機軸承油位觀察窗上部有一層油花，油色呈乳白色；油中有水后潤滑油壓有所下降；軸瓦溫度有所上升；油凈化器疏水量增大，外掛大功率真空濾油機后才控制油位上升趨勢。同時發現隨著機組負荷的變動，潤滑油箱油位也產生較大波動。

2 系統介紹

2.1 潤滑油系統

國產300MW汽輪發電機組潤滑油系統主要由汽輪機主軸驅動的主油泵、冷油器、頂軸裝置、盤車裝置、排煙系統、油箱、潤滑油泵、事故油泵、濾網、加熱器、油位指示器、閥門、逆止門、各種規格不銹鋼管道及監測儀表等構成。向汽輪機發電機軸承提供潤滑油和調節保安系統的壓力油。

2.2 軸封系統

軸封系統的主要作用是為了防止蒸汽沿高、中壓缸軸端向外泄汽，同時防止蒸汽竄入軸承座導致潤滑油系統進水；防止空氣漏入汽缸破壞機組真空。因此在運行、調試期間，軸封系統調整不當是主機潤滑油進水主要原因之一。

汽輪機組軸封系統（包括汽動給水泵的小汽輪機軸封系統）采用具有自動調節裝置（調整軸封供汽壓力）的閉式軸封系統，它是由軸端汽封、供汽母管壓力調整機構、軸封加熱器、減溫器以及有關管道組成的閉式軸封系統。300MW機組采用自密封汽封系統，即機組在正常運行時，由高、中壓缸軸端汽封的漏汽經噴水減溫后作為低壓軸端汽封供汽的汽輪機汽封系統，多余漏汽經溢流站溢流至低壓加熱器或凝汽器。

3 原因分析

針對汽輪機潤滑系統進水事故的情況進行分析，并根據各個機組的運行原理和狀況，我們可以了解到導致進水乳化的因素主要有以下幾個方面。一是外部因素導致油箱中進水，油箱內的油長時間吸收空氣中的水分；二是氣缸的接合部分不嚴密，空氣中的水分進入到了軸封中；三是潤滑系統中出現了滲漏現象；四是油箱的頂蓋沒有蓋好。當然，這些只是造成進水事故的常見因素，還有一些其他方面的因素，這里就不贅述了。

為掌握汽輪機潤滑油系統的工作狀況，分析所存在問題的根本原因，我們由簡入繁，從最容易排除的因素分析入手：（1）通過現場檢查和對新油進行化驗，排除由外部原因造成油箱中進水的可能；也排除了氣缸接合面變形，密封不嚴密，造成蒸汽泄漏進入軸承室可能。（2）冷油器管束泄漏。一般情況冷油器管泄漏不會造成油中進水而是油進入冷卻水中，因為一般油壓是高于水壓的，但由于操作不當可能會使冷油器先進水后通油，但這種油中水份大只是暫時的，如果存在泄漏，更多是表現為油位下降。（3）對油箱排煙風機的進口風門進行調整，保證汽輪機回油系統處于微正壓狀態，發現油位的上升速度得到一定控制，但仍需要外掛真空濾油機才能保證油箱的正常油位，因此判斷油箱排煙風機出力過大，造成潤滑油系統進水不是最主要原因。（4）檢查安裝過程的施工驗收記錄，軸封間隙是按照廠家要求取下限進行調整的，先暫定排除高壓端軸封間隙調整過大的可能；根據軸封系統蒸汽進入潤滑油系統與汽輪發電機組運行負荷有關原理：在汽機開始啟動或低負荷時，所有汽缸內的壓力低于大氣壓力，汽封蒸汽通過軸封母管送入軸封供汽腔室（X腔室），一部分通過汽封片進入汽缸，另一部分進入另一側的軸封漏汽腔室（Y腔室）。

因為冷凝器的緣故導致漏汽腔室一直都保持著低度負壓，這就導致腔室內的蒸汽和空氣中的水分進入到冷凝器中，影響冷凝器的正常工作，使得整個汽輪機都無法正常運行。當汽輪機中的合缸排汽壓力比供汽腔室的壓力小的時候，這時候汽輪機組的負荷大約是百分之十，高壓缸的蒸汽就能夠實現自給，如果機組的負荷大約為百分之二十五時，中壓缸的蒸汽就能夠實現自給。在這個時候，蒸汽會被排除進入到軸封母管內，在經由母管進入到汽封裝置內，進而使得過量的蒸汽進入到冷凝器內。當機組的負荷超過百分之六十的時候，高中壓合缸泄漏到母管內的蒸汽就會超過汽封所需要的蒸汽量，而且壓力達到一定數值的時候，就會導致汽封裝置出現自動封閉的情況。現將機組隨著負荷的不斷增大，潤滑油箱內的油位也會產生一定的變化，我們應該盡量的保證油位的變化在規定的范圍內。

4 事故處理

汽輪機在試運行階段潤滑油系統經常會出現進水情況，會導致乳化問題的發生，直接影響到整臺汽輪機的正常運行，為了找到造成這一問題的原因，我們通過逐一排查的方式，對汽輪機的軸封系統的工作狀況有了整體的了解，能夠對存在的各項問題進行分析，找到產生的根本原因。在工作現場對汽輪機的油封系統進行了測試，主要就是進行不同工況下的軸封供汽壓力的真空嚴密性試驗，以及其他相關試驗，并對結果進行了細致地分析。

4.1 汽輪機的軸加風機的出力情況對軸加真空度有直接影響。當軸封氣進入到加熱器中，有部分的氣體遇冷凝結就進入到了凝汽器中，而那些沒有凝結的砌體就會被直接排入到空氣當中，這就維持了軸加殼內的真空。通過大量的實踐可知，軸封加熱器內的真空程度會隨著加風機的容量增大而增大，但是當加風機的容量達到一定程度的時候就不能對軸加真空度有特別明顯的影響。

4.2 在汽輪機組運行的過程中有時候會出現低壓缸軸封冒汽的情況，十分不利于潤滑油系統的正常使用，造成這一問題的產生大多數和軸加供汽壓力以及真空度有關系。當機組的軸加供汽壓力超過了廠家規定的范圍，就會導致低壓缸軸封冒汽問題，這些汽體就會進入到潤滑油系統當中，使汽輪機組不能正常工作。所以軸封供汽壓力應該在規定的范圍內，保證操作的正確性。

4.3 汽輪機潤滑油系統的進水事故多半是由于汽輪機的真空嚴密性不夠所導致的，而汽輪機的真空嚴密性和軸加供汽壓力成正比，也就是供汽壓力越大，汽輪機的真空嚴密性就越好。此外，汽輪機的真空嚴密性還和加熱器有很大的關系。當加熱器的深孔杜很低的情況，汽輪機整體的真空嚴密性就會受到影響。通過大量的實踐經驗總結，如果軸封供汽不能封住低壓缸兩端，就會有大量的空氣進入到真空系統中，導致整個汽輪機的真空度遍地。如果軸加風機的出力變大，那么汽輪機的真空度就會不斷提高并且維持很高的真空度。在這個過程中應該在保證真空度的情況下降低供汽壓力，進而減少油系統進水的幾率。在實際的使用過程中應該根據廠家設計要求，保持在規定的范圍內，這樣才能很好地解決潤滑油系統進水的情況。

5 結束語

總之，通過認真地分析研究我們發現汽輪機軸封系統的運行情況不僅直接關系到整個機組的安全運行，而且也是機組潤滑油系統進水事故的主要影響因素，為了保證整個系統的正常運行，我們應該對機組的各個零部件進行關注。例如，合理調整油封的供汽壓力，最后在運行的過程中可以調整并找到最佳的參數區，進而避免潤滑油系統進水事故的發生。