某核電廠主汽輪機潤滑油水分超標原因分析

許玲

三門核電有限公司 技術支持處 浙江臺州 318000

1 背景

汽輪發電機在運行中繞組和鐵芯發熱，為避免溫度過高而發生燒毀，通常都采用導熱性好、擴散快等優點的氫氣進行冷卻。但氫氣滲透性強，易從發電機中泄漏出來，故發電機一般設計有密封油系統，以給發電機軸兩端的密封瓦提供壓力油，防止氫氣泄漏，維持發電機殼體內氫氣高純度。若汽輪機油水分超標，不僅會對發電機以及汽輪機軸承的工作壽命及可靠性產生一定負面影響，還會帶來安全隱患，因此必須對汽輪機油進水問題給予高度重視，并采取科學、有效措施進行預防，提升汽輪機組運行的安全性與可靠性。

2 事件描述

某核電廠正在執行全廠失電試驗，汽輪發電機組潤滑油系統和氫氣密封油系統投運。全廠失電后，汽輪機開始惰轉，軸加風機停運，軸封切到輔助鍋爐供汽。根據電廠油質監督要求，試驗恢復過程中對汽輪機油進行取樣化驗，化驗結果顯示潤滑油系統含水量達到2407mg/L（限值100mg/L）。當日下午外接濾油機過濾水分，3日后將潤滑油系統、氫氣密封油系統空測與氫側水分均控制在50mg/L以下，但顆粒度仍超標。投入潤滑油系統自帶循環過濾器后，將顆粒度控制在7級以下（限值≤8級）。用時1周將主汽輪機油各項參數恢復至控制限值內，未造成經濟損失，未產生放射性后果。

3 事件原因分析

根據系統配置，系統中可能導致潤滑油進水的原因主要為潤滑油冷卻器泄漏、密封油冷卻器泄漏和軸封漏氣。

潤滑油冷卻器原因分析：

全廠失電試驗前后，潤滑油冷卻器水側壓力變化符合預期，未見異常現象；油側壓力變化符合油溫變化規律，未見異常現象。事件發生前后水分穩定無變化，因此潤滑油冷卻器漏水可能性極小。

密封油冷油器原因分析：

A列：投運A列空、氫側板換，投運前后化驗水分，化驗結果（如表1）顯示板換出入口水分無明顯變化，未發現明顯的進水可能性。對A列空、氫側板換進行打壓試驗，打壓方案按照廠家要求執行，試驗結果合格。

B列：對B列空、氫側板換打壓試驗，打壓方案按照廠家要求執行，試驗結果合格。

打壓方案如下：

試驗壓力：設計壓力1.15MPa。

試驗方法：試驗時，油側對空，水側進水加壓，進水側保壓時間為壓力穩定后30分鐘。

試驗驗收標準：壓力無變化。

軸封蒸汽：

全廠失電后，汽輪機開始惰轉，軸加風機停運，軸封切到輔助鍋爐供汽。從趨勢來看，軸封始終保持30kPa，而軸加風機停運，致軸封處蒸汽外漏，現場觀察軸承箱處有水汽環繞。因主油箱為負壓，水汽由軸承箱油擋處進入潤滑油系統導致潤滑油水分升高。

同時，全廠失電后，柴油機帶載，潤滑油的兩臺排煙風機按照邏輯自動啟動，將主油箱內負壓抽到-1.89kPa（運行規程中主油箱壓力最低設定值為-1Kpa），加劇了水汽進入潤滑油。此后停運1臺主油箱排煙風機，進水源已得到控制，在3:03-4:03時間段內主油箱壓力恢復到-1.04kPa。4:07投運軸加風機后，主油箱負壓恢復到-0.69kPa（如圖1）。通過對潤滑油水分進行監測，結果顯示軸封恢復正常后，潤滑油水分迅速下降，因此判斷全廠失電后軸封漏汽是潤滑油進水的直接原因。另全廠失電后，油凈化裝置停運，無法及時去除潤滑油中水分，也是潤滑油內水分升高的促進因素。

圖1 主油箱壓力趨勢圖（粉紅色曲線）

4 經驗教訓

全廠失電試驗期間，柴油機自動帶載兩臺潤滑油系統主油箱排煙風機啟動，導致主油箱負壓從-0.69kPa下降至-1.89kPa，從而加劇潤滑油系統進水。建議后續改進行動：

（1）全廠失電試驗前，將主油箱內部負壓調低（如-0.5kPa），將一臺排煙風機LOCK。若試驗時兩臺排煙風機都啟動，則由操作員手動停運其中一臺。

（2）全廠失電試驗前，安裝外接濾油器；當常規島電源恢復后立即啟動外接過濾器和油凈化裝置過濾油中水分。

（3）全廠失電后，當常規島電源恢復后，盡快啟動循泵、凝泵和軸加風機，減少漏汽時間。

表1 軸封投運前后密封油冷油器出入口水分對比

5 結語

本次潤滑油系統水分超標事件是由于全廠失電試驗導致循泵、凝泵、軸加風機停運，軸封處蒸汽大量外漏；失電后，柴油機自動帶載兩臺潤滑油系統主油箱排煙風機啟動，導致主油箱負壓從-0.69kPa下降至-1.89kPa，從而加劇潤滑油系統進水。好在及時發現潤滑油水分超標，通過濾油將水分、顆粒度控制在限值以內，油品全分析結果合格，未對潤滑油質量和主汽輪機組帶來不利影響。

針對此問題，需做好經驗反饋，完善全廠失電試驗規程相關風險分析及預防措施，避免潤滑油系統在試驗期間過量進水。