汽機潤滑油系統油質變化對系統影響分析

摘 要：本文主要介紹了汽輪發電機組潤滑油系統的系統流程及運行工況，重點分析了汽輪機潤滑油系統油質變化對汽輪機的影響，并提出了緩解各不利影響下的建議采取措施，希望能對該系統的安全穩定運行有所幫助。

關鍵詞：潤滑油；系統；油質；運行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.001

汽輪發電機潤滑油系統用于連續向汽輪機、發電機和勵磁機的軸承和汽輪機的盤車裝置，以及汽輪發電機的頂軸油系統供給足夠純度、溫度、壓力符合要求的潤滑油，以及對潤滑油進行存儲、凈化、除氣和冷卻，保證汽輪發電機系統在啟動、沖轉、空轉、帶負荷、停運和冷卻工況下的運行。

1 潤滑油系統工作流程簡述

以某電站汽輪機發電機組為例，潤滑油工質的循環流程：在系統正常運行期間，電動泵從主油箱中抽取工質油。工質油在潤滑油泵的驅動作用下經過油冷卻器后，然后匯集到供油集管。工質油從供油集管接著進入潤滑油配油集管，并且沿的配油支管進入汽輪機、發電機和勵磁機各軸承的應急油箱以及汽輪機盤車裝置的應急油箱，最后工質油進入汽輪機、發電機和勵磁機各軸承的軸瓦，潤滑并冷卻軸承。此過程中，汽輪機潤滑油系統在各軸承上建立起一層油膜，避免了軸與軸承的直接接觸而造成軸以及軸承的磨損，并帶走軸及軸承的熱量，從而保證汽輪機的正常可靠運行。

2 潤滑油油質的選擇

根據上述描述可知，為滿足汽輪發電機組潤滑油系統安全穩定運行，至少需要具備以下三條：提供滿足系統要求的油質；提供滿足系統要求的油溫；提供滿足系統要求的油壓。下面重點分析油質對系統運行帶來的影響：

首先，必須選擇一種合適的工質油。為了滿足系統高壓高溫高穩定性的要求，抗燃油比較合適。抗燃油外觀透明均勻，無沉淀物，新油略成淡黃色，其優點主要為：

（1）閃點高，通常大于240℃，自燃點遠大于透平油，一般高達600℃左右。（2）抗燃油還具有低的揮發性和很好的潤滑性，并且具有優良的抗磨性能。

抗燃油的以上優點，使其更好地滿足高參數、大容量機組的需要，保證機組的安全和經濟運行。但是抗燃油也有其缺點：

（1）抗燃油的相對密度大于1，一般為1.11～1.17，由于其密度大，因而使進入管道中水分或者其它的污染物懸浮在液面而在系統中循環，不易分出，因此容易造成某些部件堵塞與磨損；（2）密封用非金屬材料有一定的選擇性，如選用不合適的材料將會發生溶漲、腐蝕現象，導致液體泄漏；（3）磷酸酯抗燃油和所有的酯類一樣，在一定的條件下能水解生成腐蝕性的有機酸，析出沉淀物；（4） 油具有微毒性，油煙及燃燒產物有刺激性，產生一定的P2O3；（5）價格相對透平油偏高。

3 潤滑油油質變差對系統運行影響分析及應對措施

隨著運行周期的增加，汽輪發電機組潤滑油油質將變差，一般有兩方面的因素，機械雜質和水分。先來分析一下油中含有雜質的來源以及對汽輪機運行的危害：

機械雜質的來源可能有：

（1）首次安裝調試或者大修后系統未沖洗安凈；（2）運輸安裝或者運行中密封不好，異物進入；（3）雜質隨著油加入系統內；（4）系統部件在運行中被磨損，一些填料、密封材料被溶解，脫落混入油中。

機械雜質的危害：

（1）軸瓦及軸頸損傷。當機械雜質隨沒進入軸承時，因軸瓦合金較軟，會磨損軸承合金，使軸承表面形成槽溝，也會嵌入軸承合金中繼續磨損軸頸，使軸頸拉毛，這都將影響油膜及軸承正常工作，同時會引起慰問過熱造成油被氧化產生積炭，甚至引起燒瓦咬軸事故。

（2） 縮短油的使用壽命。金屬雜質對油的氧化起催化作用，會加速油的氧化，使油加速老化，縮短油的使用壽命。

為了應對以上可能出現的問題，保證潤滑油系統油質，系統可以考慮增設以下設備：

（1）加裝油箱過濾網：在油箱內設置過濾網，使回到油箱的污油凈化后提供給潤滑油泵。

（2）加裝精處理過濾器：其中裝載的過濾材料可深度凈化來自工作油泵壓力集管的工質油以及在汽輪機停運期間通過濾油泵深度凈化主油箱中的工質油。

（3）增加了油沖洗管道。除了優化系統的設備外，還可以通過增加了油沖洗管道，以便于在維修后首次投用系統前進行徹底的沖洗。此法優點是沖洗流量大，效果好，時間短，恢復系統正常運行快。具體方案：在軸承箱增加沖洗接口，利用軟管連接軸承油箱進口和新增沖洗接口，達到沖洗軸承箱目的。

再來分析一下油含有水分的危害：

當水混入油中，小的水滴混在油中，又因油有一定的粘性，故水不易借重力沉淀分出。當油中水分較多時，則油會呈乳白色，稱油被乳化。當油中出現游離水，會加速金屬的氧化生銹和腐蝕。另外潤滑油中含水將會降低潤滑效果，嚴重時將破壞油膜的形成，使汽機產生較大的振動，并有可能燒壞軸承。

油中進水的原因可能有：

（1）軸封漏氣。由于座和汽缸的外軸封相鄰，當軸封處有汽漏出時，會進入呈微負壓的軸承箱，使油中進水。因此運行期間應控制好軸封系統的壓力，防止蒸汽外漏，同時在現場巡視時應該注意觀察軸封處是否有蒸汽漏出。

（2）軸承座內負壓過高。此時軸封漏出的蒸汽更易被吸入軸承箱內，使油中帶水。

（3）油冷器泄漏。油冷器的泄漏也有可能導致油中帶水分。

為了防止油中水分的增加，可以考慮以下措施：

（1）設置防爆風機：從軸承應急油箱和主油箱抽氣向大氣排放，用以除去油煙以及進入系統的水氣，使得軸承應急油箱和主油箱內保持負壓。

（2）設置濾油機，在系統油質變差則立即投入濾油機過濾，保證系統運行。

綜上所述，潤滑油系統的系統油質與汽輪機發電機組的安全運行息息相關，任何油質的變化都會影響到系統的運行，故在機組運行期間應該仔細監視潤滑油油質的參數變化，并且注意變化趨勢，及時投入相應凈化設備，保證系統的安全穩定運行。

作者簡介：鄧樂斌（1984-），男，江蘇連云港人，本科，工程師，研究方向：電廠運行。