汽轮机油中带水原因分析与处理.docx

汽轮机油中带水原因分析与处理王胜(广州恒运集团公司 ,广州 ,510730)摘 要 : 汽轮机油中带水是机组常见问题之一 ,以广州恒运电厂 7 号机油中带水严重为例 ,通过对汽轮机带水原因分析 ,并采取相应的处理措施 ,消除了汽轮机油中带水现象 ,收到良好效果 。关键词 : 油中带水 ;原因分析 ;处理措施中图分类号 : t k268文献标识码 : a文章编号 : 1672 - 5549 (2006) 03 - 0191 - 03analysis and tackl ing of turbine oil mixed with waterw a n g s he n g( guangzho u hengyun enterp rise s holding ltd. , guangzho u 510730 ,china)abstract : tur bine oil mixed wit h wat er i s o ne of t he co mmo n p ro blems. the t ur bine oil mixed wit h water ha sgenerated serio us p ro blem i n no . 7 unit of guangzho u hengyun po wer pla nt . the pap er analyze s t he rea so n of t ur bine oil mixed wit h water a nd p re sent s t he co r respo nding mea sure s t aken to eliminate t he p ro blem , w hich sho w s sati sfocto r y re sult s.key words : oil mixed wit h water ;ca use a nalysi s ; mea sures组安全运行 。因此保证汽轮机油的油质合格 ,及时消除汽轮机油中带水 ,对机组的安全运行具有 重大意义 。本文对广州恒运电厂 7 号机汽轮机油中带水 的原因进行了较全面的分析 ,并提出了相应的处 理措施 。0前言广州恒运电厂 7 号机组为东方汽轮机厂生产的超高压 、中间再热 、单轴 、三缸双排汽全电调型210m w 汽轮机发电机组 ( 型号 : n2102121 7/ 535/535 优化型) ,轴封系统为自密封系统 。7 号机自2002 年 8 月投产以来 ,汽轮机油中带水严重 ,17 号轴承回油窗长期带水 ,特别是 1 、2 号和 7 号 轴承回油窗长期布满水珠无法消除 ,最严重时每 小时在 主 油 箱 底 部 可 放 出 水 约 1000 1500 ml 。 汽轮机油中带水会使汽轮机油质恶化 ,油的粘度 降低 ,影响油的润滑作用 。当氢冷发电机的油中 有水后 ,水会进入发电机的密封系统 ,使氢气湿度 增大 ,纯度降低 ,影响发电机的绝缘 ; 同时会增加 密封瓦的磨损 ,增大漏氢的可能 ,影响机组安全 。 特别是汽轮机油中带水后会引起调节及保安系统 部 套 锈 蚀 , 造 成 安 全 隐 患 。广 州 恒 运 电 厂210m w 机组还曾发生过由于汽轮机油中带水导 致危急保安器锈死无法按下的情况 ,严重影响机1油中进水原因分析汽轮机油中带水的原因主要是由设计安装和运行调整两方面的原因引起的 ,而轴封供汽 、漏汽 及回汽系统的设计安装不合理或运行中调整不当 是汽轮机油中带水的主要原因 。对于广州恒运电厂 7 号机组来说 ,导致汽轮机油中带水的原因主 要有以下几点 :11 1 轴封片间隙过大为保证汽轮机的经济性和防止轴封汽进入汽 轮机的轴承中 ,轴封处的间隙一般都较小 ,7 号机高 、中压轴封间隙正常为 01 60 mm 01 85 mm , 但 为了避免在启停机过程中汽封及汽封的变形造成收稿日期 :2005212206作者简介 :王胜 ( 19712) ,男 ,河南省方城县人 ,学历大专 ,工程师 ; 1996 年 6 月毕业于郑州电力高等专科学校 ,2003 年毕业于华南理工大学电力学院热能动力工程专业 ,1996 年 6 月至今在广州经济开发区恒运电厂从事运行工作 。192汽轮机油中带水原因分析与处理动静摩擦而大轴弯曲 ,在安装过程中 ,往往会把各级汽封间隙留得较大 。汽封间隙的实际值大于设 计值 ,使轴封间隙过大 ,造成漏汽量增加 ,各段漏 汽管路排放能力不足 ,而使一部分高压汽源 (尤其 是高压缸前后) 漏入下一级 ,最后大量排出 ,造成轴承室 (尤其是 1 、2 号轴承室) 吸入大量湿蒸汽 ,使油中带水 。11 2 轴封漏汽回汽阻力过大 ,回汽不畅恒运电厂 7 号机轴封汽系统的高 、中 、低压段 的最外档漏汽并入到同一个回汽母管被轴封风机从轴封加热器抽出 ,但回汽管道因为现场安装位 置的原因 ,管道弯头太多 ,阻力大过 ,特别是高压 缸的前 、后轴封漏汽和中压缸前轴封漏汽管由于 布置在高 、中压缸下面 ,管道多 ,难于布置 ,回汽管 布置成较大的凹字形 ,导致回汽不畅 ;轴封风机排汽口设在除氧层上面 ,出口位置太高 ,再加上弯头 多 、管径小等原因 ,又造成轴封汽排汽不畅 。7 号 机轴 封 系 统 最 外 档 轴 封 腔 室 压 力 设 计 值 为- 61 3 k pa ,而在实际运行中轴封风机进汽口压力 却常常在 3 k pa 8 k pa 左右 , 导致最外档轴封腔室压力大大高于设计值 。而在除氧层的轴封风机 排汽口又基本上看不到的蒸汽排出 ,由于回汽和 排汽的不畅 ,轴封漏汽不能及时排出从而进入轴 承的油档中 ,导致了汽轮机油中带水 。11 3 轴承座内负压太高机组一般在 汽 轮机 主油 箱 上 装 有 排 油 烟 风 机 ,在运行中维持轴承座中的微负压 ,在油箱油面 上负压为 98 pa 196 pa ,轴承座内负压为 49 pa98 pa ,以抽出轴承座内的油烟 ,防止油质恶化 。 但恒运电厂 7 号机主油箱排油烟风机入口的压力表精度不够 ,使主油箱排油烟风机入口负压高达1000 pa 左右 ,使轴承座内负压过高 , 轴封漏汽吸 入润滑油中 ,导致油中带水 。此外 ,主油箱排油烟 风机安装在主油箱上面 ,而主油箱排油烟风机排 汽口设在机房顶部 ,排汽管较长 ,在主油箱排油烟风机出口门前后未安装排水门 ,通过排油烟风机 抽出的蒸汽经常有部分水蒸气凝结成水又回流到 油箱中 ,造成油中带水 。11 4 排水门安装不合理7 号机轴承回油系统分为 3 部分 。前轴承箱1 瓦回油为一回油系统 ,2 、3 、4 、5 瓦回油为一回油 系统 ,6 、7 瓦回油为一回油系统 。6 、7 瓦回油经过隔氢装置分离后回油箱 。排烟系统由主油箱排烟风机 、隔氢装置排油烟风机组成 。隔氢装置排油 烟风机安装在十米平台 ,在隔氢装置的底部和隔 氢装置排油烟风机进口管的的最低点各安装一个 排水门 ,但这两个排水门都安装在十米平台下的半空中 ,运行人员无法操作到 ,因此这两个排水门 长期处于关闭状态 ,里面长时间积存的大量积水 不能及时排走 ,而且还影响了隔氢装置排油烟风 机的正常工作 ,导致油中带水 ,使 7 号瓦回油窗长 期布满水珠无法消除 。11 5 轴封供汽调节不当7 号机轴封系统为自密封系统 ,正常运行时 , 其高压缸前后轴封的一档漏汽及中压缸前轴封的 一档漏汽并到一个母管进入除氧器 ,高 、中压缸前 后轴封的二档漏汽经减温减压后供低压缸轴封提供轴封汽源 ,高 、中 、低压缸前后的的最外档漏汽 并入到同一个加汽母管被轴封风机从轴封加热器 抽出 。在运行中 ,由于进入除氧器高中压轴封的 大量漏 汽 使 除 氧 器 压 力 太 高 ( 除 氧 器 压 力 达 到01 6m pa 时报警) 而需要节流 ,而高中压缸轴封向低压 缸 轴 封 供 汽 的 轴 封 母 管 压 力 设 计 值 为01 03 m pa ,在 7 号机投产初期 ,为了保证低压轴封 供汽 , 轴 封 母 管 压 力 常 被 调 整 在 01 03m pa 01 035m pa 运行 ,轴封供汽压力过高 ,导致轴封汽 漏入轴承座内 ,使汽轮机油中带水 。11 6 真空滤油机脱水效果差恒运电厂 7 号机安装有一台真空滤油机 ,但 真空滤油机一直不能正常工作 ,脱水效果太差也 是汽轮机油中带水的一个原因 。处理措施2针对恒运电厂 7 号机油中带水的原因 ,通过分析采取了以下处理措施 :21 1调整轴封间隙 ,减少漏汽量轴封间隙过大是汽轮机油中带水的一个主要 原因 ,恒运电厂 7 号机投产以来 ,汽轮机油中带水 问题一直比较严重 ,虽然也通过分析采取了一些 处理措施 ,油中带水现象也有了一定程度的改善 , 但由于无法对轴封间隙进行检查处理 ,油中带水问题也一直没有彻底解决 。2005 年 1 月 ,在 7 号 机大修期间对各级轴封间隙进行了检查 ,发现高 、热 力 透 平第 3 期193中压缸轴封间隙比正常值偏大 ,高压轴封最大间隙达到了 11 5 mm ,严重超过设计值 。后对高中压 轴封间隙进行了调整 ,减少了轴封漏汽量 ,从而从 根本上解决了油中带水问题 。21 2 对回汽管和排水管进行改造 ,减少阻力针对轴封漏汽的回汽管弯头多 ,阻力大 ,对回 汽管进行了改造 ,在高 、中 、低压轴封最外档漏汽 管上另加装了一个 108 4 的水平加汽管 ,直接 进入轴封加热器进口 ,大大减小了回汽管的阻力 , 使回汽顺畅 。为了减小轴封风机排汽管的阻力 ,对排汽管也进行了改造 ,拆除了原来到除氧层的 排汽管 ,在轴封风机出口门后另安装了一个水平 排汽管直接从五米层排出厂房外 ,使原来排汽管 的弯头由 6 个减少到 2 个 ,并且增大了排汽管的 管径 ,使排汽管的管径由原来的 150 4 增大到改造后的 219 4 ,排汽管道也缩短到原来的三 分之一 ,明显减少了排汽阻力 。其改造后的系统 如图 1 所示 ,改造后轴封风机进口压力由原来的3 k pa 8 k pa 减少到 - 3 k pa 0 k pa , 基本 接近 了 设计值 ,轴封漏汽的阻力显著减小 ,汽轮机油中带水现象也得到了显著改善 。精度压力表 ,并调整排油烟风机出口挡板 ,使主油箱排油烟风机进口负压维持在 150 pa 左右运行 , 从而减小了轴承座内负压 。并在主油箱排油烟风 机出口门前加装了一个排水门 ,正常运行时并保 持微开状态 ,使凝结倒流回来的水及时排出 ,从而使油中带水现象明显减轻 。21 4 把轴封供汽压力调整在正常合理范围内7 号 机 轴 封 汽 母 管 压 力 的 设 计 值 为01 03 m pa ,后在运行中经过多次试验发现 ,当轴封 汽母管压力不小于 01 015m pa 时 ,对机组的真空就没有影响 。因此在运行中把轴封供汽母管压力 调整到 01 015 m pa 左右 ,有效地改善了油中带水 情况 。此外 ,原来对高主缸轴封和中压缸前轴封 进入除氧器的一档漏汽进行节流 ,防止除氧器压 力高报警 ( 01 6m pa) ,经过运行实践 ,除氧器压力达到 01 6m pa 时对除氧器的安全运行并无影响 。 因此现在全开一档漏汽门 ,不进行节流 ,减少了轴 封汽进入轴承的漏汽量 。21 5改造隔氢装置的底部和隔氢装置排油烟风 机进口管的排水门由于隔氢装置底部和隔氢装置排油烟风机进 口管的排水门安装不合理 ,无法操作 ,使 7 号瓦回 油窗长期布满水珠 。后对隔氢装置底部和隔氢装 置排油烟风机进口管的排水门加装了延长管和二 次门 ,运行时一次门保持全开 ,二次门定期开启排出积水 ,有效地改善了 7 号瓦带水现象 。21 6 更换高效的滤油脱水设备针对真空滤油机工作不可靠 ,脱水效果差的 情况 ,7 号机 重 新 安 装 了 一 台 高 效 可 靠 的 h c p2200 型的玻尔滤油机 ,在安装新的滤油机初期 ,每半个小时滤油机自动排水一次 ,脱水效果明显 。图 1 轴封系统示意图21 3 调整风机的进口压力 ,减小轴承座负压轴承座离轴封较近 ,轴封漏汽 ,直接影响轴承 座周围环境 ,轴承座内负压越大 ,轴封漏出的蒸汽越容易被吸入轴承座内进入油系统 ,造成油中带 水 。因此 ,轴承座负压的调整 ,直接影响到油中积 水 ,在保证各轴承室回油畅通 , 排烟顺利的情况 下 ,适当调整排烟风机出口挡板 ,降低轴承室负压是很重要的 。根据 7 号机设计值 ,轴承室负压为49 pa98 pa ,最大不应大于 147 pa ,而在原实际 运行时 ,由于主油箱排油烟风机入口压力表的精度不够 ,使入口负压高达 1000 pa 左右 ,使轴承座 内负压明显高于设计值 。后来 ,把主油箱排油烟风机入口 11 5 级精度的压力表更换为 01 4 级的高3结论(1) 轴封片间隙过大是导致广州恒运电厂 7号机油中带水的主要原因 ,轴封片间隙严重超过 设计值 ,使汽轮机油中带问题长期无法解决 。(2) 部分阀门安装设计不合理和运行调整不 当进一步加重了汽轮机油中带水情况 ,也是导致 汽轮机油中带水的重要因素 。(3) 调整轴封间隙是解决汽轮机油中带水的 根本措施 ,通过对轴封间隙的调整 , (下转第 207 页)热 力 透 平第 3 期207表 1 氟化铵取代法测定结果标准偏差由上述测定结果的标准偏差和对比表可以看出 ,用此氟化铵取代法测定刚玉砂中 al2 o3 的含 量 ,其结果与沉淀过滤法的分析结果基本一致 。al2 o3 ( %)平均值 ( %)rsd ( %)试样编号951 17 ,951 23951 3601 201 # 951 55 ,951 49 981 30 ,981 25981 18 ,981 25981 41 ,981 29981 48 ,981 35981 23 ,981 204结论981 2901 102 #本法采 用 氟 化 铵 取 代 法 对 刚 玉 砂 中 al2 o3进行测定 ,其测定结果具有满意的准确度和精密 度 ,确保了精密浇铸中的工艺控制 ,为提高汽轮机 叶片 、喷嘴的光洁度提供了有力的保障 ;整个分析 周期缩短三分之一 ,对于操作者来说 ,滴定终点更 易掌握 ,操作者的操作环境也得到大大改善 。971 49 ,971 76971 96 ,971 89971 5701 383 # 971 31 ,971 00 同样的三个试样 ,外送上海硅酸盐研究所 ,采用沉淀过滤法进行分析 ,其分析结果与 s tc 实验 室的测定结果对比见表 2 。表 2 测定结果对比参考文献 : 1 徐盘明 ,赵祥大 1 实用金属材料分析方法 m 1 中国科学技 术大学出版社 ,1989 年 5 月 1 2 重机行业金属材料化学分析方法编写组 1 金属材料化学分析 方法 m1 中国重型机械大型铸锻件行业协会 ,1992 年 1 月 1硅酸盐所测定结果al2 o3 ( %)上汽实验室测定结果al2 o3 ( %)试样编号951 00981 16951 36981 291 #2 # 3 # 971 99 971 57 (上接第 190 页)故障诊断的效率和精度 ,帮助人们及时准确地发 现设备 隐 患 , 分 析 事 故 原 因 , 防 止 或 减 少 事 故 损失 。(2) 本次事件是因一只内漏的阀门在特定的 运行工况下引起的 ,发展过程为 : 1 号机组降负荷