汽轮机润滑油中进水原因分析及治理措施.pdf

2 0 1 2年 1 2月 第 4 0卷 第 6期 ( 总 第 2 2 3期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r De c 2 0 1 2 Vo 1 4 0 No 6 ( S e r No 22 3) 汽轮机润滑油 中进水原因分析及治理措施 An a l y s i s a n d Tr e a t me nt o n W a t e r i n t o Tur b i ne Lub r i c a t i ng Oi l 王帮 军 ， 孙 学海 ( 1 国电 吉林 龙华 长春 热 电一厂 ， 长春 1 3 0 0 5 2 ； 2 国电 吉林 热 电厂 ， 吉林 吉林 1 3 2 0 2 1 ) 摘要 ： 针对 C C 5 0 8 8 3 1 2 8 0 1 1 8型汽轮机油 中进水 问题 ， 经分 析 ， 认为机组轴封 间隙大导致漏 气、 轴封 系统 配 置不合理 、 轴承 回油负压等是引起汽轮机油 中进水 的主要原因 ， 提 出合 理的设备结构形式 以及 系统 变更、 改进方 案 进行解决 ， 确保 了汽轮发 电机组长周期安全经济运行 。 关键词 ： 汽轮机 ； 润滑油中进 水 ； 轴封 间隙 中图分类号 ： T K2 6 7 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 4 6 0 2 空气 中和汽轮机内的水蒸气进入润滑油系统后 会凝结成水， 当油和水混合在一起后再被搅动 ， 油即 被乳化。正常情况下乳化的油可以重新分离成油和 水 ， 但乳化的油被氧化后就变成永久性的乳化油， 将 使润滑功能 出现问题 ， 并导致调节系统各部件的腐 蚀 ， 严重时一些锈蚀物会进入调节系统 ， 导致调节系 统部件出现卡涩而发生机组事故。 1 存在 的问题 国电吉林龙华长春热电一厂 6号汽轮机由哈尔 滨 汽 轮 机 制 造 厂 出 品 ， 为 C C5 0 8 8 3 1 2 8 0 1 1 8 型单轴、 双缸、 冲动、 双抽冷凝式汽轮机。 主蒸汽压力 为 8 8 3 MP a ， 温度为 5 3 5 C， 该机共计有 6段抽汽 。 油系统中使用的是 3 2号汽轮机油， 自投产 以来主机 油中带水现象在高负荷下反复发生 ， 严重时可以从 前箱 2 、 3 号瓦轴承室 回油管看到油窗处附着于玻璃 的水珠 ， 微水质量浓度一般达到 2 0 0 1 0 3 0 0 1 0 一 “ mg I ， 这 大大 超 出了 GB T 7 5 9 6 - 2 0 0 0 电厂 用运行 中汽轮机油质量标准 的控制范围。 为了避免 6号机油系统 出现卡涩的严重后果， 加强了主油箱 的放水和滤油 ， 另外则是调低轴封供汽压力。 从运行 记 录看 ， 母管供汽压力已调低到 0 0 2 MP a ， 低 于机 组 正 常 运 行 时额 定 轴 封 供 汽压 力 范 围 ( 0 0 2 0 0 5 MP a ) 。 降低轴封供汽压力 ， 同时也减少 了轴封 供 汽量， 当机组调峰带低负荷时， 轴封供汽量的减少 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 1 0 3 0 作者简介 ： 王帮军( 1 9 7 1 一 ) ， 男， 工程师， 从事汽轮机运行工作 。 4 6 使轴端密封作用削弱， 空气会从低压缸前后 、 高压缸 后 3 个方向进入汽轮机， 真空将无法得到保证。 2 原因分析 2 1 轴封漏汽 高压缸轴封的作用在于阻止蒸汽沿着转子漏 出， 高压缸前后的端部汽封所承受的压差比较大 ， 额 定工况时调节级喷嘴处的压力高于 l l 级后压力 ， 不 但压差存在， 而且为了不使动静机件发生碰磨， 要 留 有一定间隙， 间隙的存在也必然导致漏汽， 漏汽量一 般达 到总 汽量 的 0 5 。由于上 述 2 个 原 因 ， 很容 易 使该处的蒸汽沿转子窜入轴承室 ， 引起轴承温度升 高， 使油系统中带有由蒸汽凝结成的水 ， 可见关键是 消除轴封漏汽。如果汽轮机高压缸前段轴封间隙调 整得不合适 ， 导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承 室， 造成油中带水 ， 油质劣化 。轴封间隙沿转子轴 向 分布的规律应该是外侧小里侧大 。因为轴封外侧端 部距离轴承很近， 转子汽缸垂弧冷热态变化对轴封 间隙影响很少， 转子过临界转速时该部位的晃度小 ， 不易发生摩擦 。由于距支点近， 刚度相对大一些 ， 不 易因晃度剧增而造成弯轴事故， 而轴封里侧 的情况 则相反， 这部分汽封间隙在运行状态下的不确定度 最大 ， 是易弯轴的部位 ， 所以应该调大些。 可见， 信号 汽封由于在轴封段 的最外侧 ， 调得小些 ， 对避免轴封 漏汽会有关键性作用。 2 0 1 2年 1 2月 第 4 O 卷 第 6 期 ( 总第 2 2 3期 ) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c Po we r De c 20 1 2 Vo 1 4 0 No 6 ( Se r No 22 3) 由于检修人员考虑机组启动通过临界转速时发 生动静摩擦引起振动 ， 并可能使局部过热造成轴弯 曲， 尽量将汽封间隙调整到上限。实际上 ， 信号汽封 比端部汽封发生动静磨损 的概率小， 因此信号汽封 间隙调整应该接近下限信号汽封所给出的标准上下 限范围， 最大达到 0 3 0 mm， 给检修人 员留下 了较 大 的调整裕 量 。 2 2 轴封 系统 的 配置不 合理 高低压轴封供汽连接在 同一根母 管， 引起供汽 分配不均。6 号机高压前轴封段共 留有 5个腔室 ， 后 轴封则 留有 4个腔室 。高压蒸汽漏入前轴封第 l腔 室后被引入第 2段抽汽加热给水 ； 漏入高压前轴封 第 2腔室蒸汽与漏人高压后轴封第 1腔室的蒸汽 ， 一 同引至 2号低压加热器凝结放热 ； 漏入高压前轴 封第 3腔室蒸汽与漏人高压后轴 封第 2腔室 的蒸 汽， 一 同引至 1 号低压加热器凝结放热。 从除氧器的 汽平衡母管和 3抽母管引入蒸汽至高压前第 4腔室 和高压后第 3 腔室 ， 一方面可以阻止空气漏入汽缸 ， 另一方面阻止高温蒸汽继续外流 ， 该蒸汽在泄漏到 高压前后最外侧 腔室后再与空气混合 ， 被稍低于 1 个大气压的轴封冷却器吸走 。由于供汽位置在轴端 外侧， 若其压力调整不 当， 可能使轴封供汽量大于轴 封抽汽量而导致油 中带水。 从外部引入的低温蒸汽 ， 首先进入供汽联箱 ， 由此被分配成 4根支路 ， 分别通 向高压前轴封第 4腔室 、 后轴封第 3腔室 以及低 压 缸前轴封第 3腔室、 后轴封第 2腔室。 轴封供汽在同 一 母管的系统 ， 造成压力分别调整后数值不可见 ， 即 使用轴封调整 门调节也易使高压缸前、 后轴封在高 负荷时漏汽 。 2 3 高压缸前轴封第 3腔室漏汽压力控制 控制好高压缸前轴封第 3腔室漏汽压力是防止 轴封漏汽的关键 ， 试验表明， 如果将该三段漏汽压力 提 升 到 0 0 5 MP a以 上 ， 汽 封处 就 会 有 明显 的漏 汽 存在。 在保证机组真空的前提下， 三段漏汽压力应该 尽量调低 ， 防止在机组运行 中油 中带水。 当机组增加 负荷时 ， 轴封漏汽量增加 ， 需要开大三段漏汽至加热 器f - 1 ； 当机组减负荷时， 要防止空气从三段漏汽进入 轴封冷却器 ， 进入凝汽器影响机组真空， 需关小该阀 门 。 三段漏 汽 至加热 器 门均 为手 动 门 ， 随着 机组 负荷 的变化， 运行人员必须频繁地就地操作 ， 增加了调整 难 度 ， 对机 组安 全运 行有 不利 影 响 。 2 4 缸体 结合 面漏 汽 油 中带水主要是 由蒸汽混入油系统 中引起的 ， 但不一定只是轴封漏汽 ， 还有可能是轴承附近 的缸 体结合面泄漏的蒸汽。结合面包括高压缸结合面与 轴封套结合面 。 汽缸在受到快速加热和冷却时 ， 尤其 是汽缸端部靠轴封处， 由于该部位的约束紧 固螺栓 跨距大 ， 对汽缸的约束力明显弱于其他部位 ， 最易发 生变形 ， 在靠近猫爪 内侧凹窝处易产生蒸汽外泄 ， 高 温蒸汽 冲刷到轴承箱上使油中带水 。 2 0 0 5年 6 号机 大修拆高压缸时 ， 当拆卸完紧固螺丝后 ， 窗侧结合面 立即出现了明显的缝隙， 揭缸后检查结合面 ， 该处被 蒸汽冲刷后留下的痕迹较为明显 ， 从现象上看证明 了这一点 。 轴封套同汽缸一样， 在汽轮机的启停和变 工况中， 由于温差的变化 出现变形 ， 轴封套变形后将 造成轴封段蒸汽泄漏， 蒸汽会 冲到轴承结合面上。 另 外轴封套变形后使汽封磨损严重 ， 汽封间隙增大， 漏 汽 量增 大 。 2 5 轴 承 内负 压 问题 理想情况下轴承 内的压力应该低 于大气压 ， 这 种负压通常是轴承流出的油流有抽吸作用引起的， 但是润滑油释放出的大量油烟在高速旋转的转子带 动下 ， 在轴承室内扩散 ， 会充满整个轴承室 ， 若不及 时排 出， 会从油挡间 隙漏 出聚集 在油挡外 ， 造成漏 油 ， 所 以轴承室的负压必须通过排烟机加以保持， 但 负压不能太大 ， 以防将泄漏 出的蒸汽和空气吸人轴 承室。 这是一个 比较矛盾 的问题 ， 需要选取合适的负 压 ， 同时满 足二 者要 求 。 3 采取 的措施 a 轴封间隙调整严格执行质量工艺标准 。考虑 到影响汽封间隙的因素很多， 包括上下缸温差 、 转子 偏心 、 轴瓦磨损及下沉等多方面， 将信号汽封间隙调 整范围控制在 0 1 O 0 1 5 mm 内。在具体检修中， 确保轴封间隙调整测量工艺方法得 当， 不允许贴一 次橡皮膏就判断出间隙值 ， 而是在有擦痕最多层数 和无擦痕最少层数之间比较准确地确定轴封间隙范 围。 尽量使信号汽封间隙向下限靠拢 ， 圆周间隙分布 调 成立 椭 圆形 。 b 改进轴封系统。为能够做到高压侧泄得 出， 低压侧供得上、 封得住 ， 在原来 的高压缸前后轴封供 汽 、 低 压 缸前 后 轴 封供 汽 都 没 有压 力 表 之 处 添加 了 压力表 ， 以监视各段轴封供汽压力 。 C 取 消三段漏汽至 1号加 热器管道上 的电动 门。 电动门对于漏气压力的微量调解灵敏性差 ， 可 以 通过手动门进行调解 ， 运行人员可以根据机组负荷 ( 下转 第 5 6页 ) 4 7 。 2 0 1 2年 l 2月 第 4 0卷 第 6期( 总第 2 2 3 期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r De c 2 01 2 Vo 1 4 0 No 6 ( S e r No 2 23) 5 2 5 4 k w h t 。 同时锅炉给 水门开度增 大， 减 少节流损失 。再通过调整给水潮流的分布来提高锅 炉给水的温度 。由于 2 5 Mw 机组 比5 0 Mw机组给 水温度低约 2 0 C， 因此在运行方式调整上尽量增加 5 O Mw 机组的高加通水量， 提高给水温度值。可通 过给水泵与机组高加 的对应关系， 调整运行 给水泵 的分布 ， 根据热、 电负荷变化及时调整给水泵运行方 式达到经济运行。 2 4 燃料 系统 经济运 行 控制入炉煤质 ， 保证锅炉燃烧稳定 ； 科学 、 合理 控制煤场储煤量 ； 按季节与生产耗用情况 ， 合理确定 库存煤量 ； 尽量减少高挥发分煤炭 库存储 量( 如褐 煤、 珲春西烟煤) ， 压缩储存周期 ， 控制高挥发分煤炭 存煤时间， 以防止和减少储存热值损失的发生 ； 严格 执行库存煤炭定期置换措施 ， 库存舒兰煤置换周期 ( 上 接 第 4 7页) 的变化 ， 通过控制该手动 门的开度 ， 方便地控制三段 漏 汽 压 力，三 段 漏 汽 压 力 控 制 在 0 0 0 5 0 0 1 5 MP a 之间， 保证微正压状态。 d 精心修刮高压缸结合面 。 高压缸结合面修刮 执行质量标准是 ： 高压缸冷却状态下 ， 隔一个螺栓紧 后 ， 0 0 3 mm塞尺塞入深度不超过 1 3 。 修刮采用空 扣缸彻底刮研结合面 ， 拧紧螺栓找硬点的方法。 由硬 点中心向外逐渐扩大修刮面， 增大接触面积， 对于汽 缸变形量大的部位采取 了局部补焊的办法 。对于轴 封套中分面的刮研， 首先拆下所有 的汽封块 ， 将汽封 块槽道的锈蚀物 、 盐垢清理打磨干净 。 修刮汽封套中 分 面， 清除中分 面问隙 ， 0 0 5 mm 塞尺 塞不进为合 格， 调整轴封套的凹窝中心。装配新汽封块， 认真i 周 整汽封块的径向间隙、 膨胀间隙； 装轴封套时， 将轴 封套 轴 向 与 汽 缸 凹 槽 配 合 间 隙 调 整 为 0 0 3 0 05 mm 。 e 改进轴封冷却器水室隔板流程及滤油机改 造。 将轴封冷却器水室隔板 由 4流程改为 2流程， 进 出口水管 内径 由8 0 mm改为 1 0 0 mm。 改进后 ， 减少 不超过 3个月， 高挥发分烟煤置换周期不超过 6个 月 力 大煤场监管力度 ， 杜绝煤场 自燃现象， 减少热 值损失； 根据入厂煤、 燃运设备实际情况适当调整堆 放区域 ； 注意当负荷为低谷和前夜顶尖峰时， 燃用优 质煤 以保证机组稳定运行 。 3 结束语 对吉林厂热 电联产机组进行调度时应兼顾热、 电 2 种负荷的变化 ， 以能适应外界热电负荷的需要， 机组运行时应考虑机组之间热、 电负荷 的合理分配 ， 节能降耗 ， 主动向调度 申请合理运行方式 ， 实现机组 经济运行 。 ( 编辑韩桂春) 了水阻力， 增加了轴封冷却器的凝结水量 ， 提高了冷 却能力 。采取有效的滤油设备也是保证汽轮机油质 合格 的重要手段 ， 对滤油机进行改造， 将原来