汽轮机润滑油水分超标的分析与处理

2014-04-29李志金晓东苏云吴德银

中国机械 2014年11期

李志金晓东苏云吴德银

摘要：汽轮机润滑油长期带水运行，会带来严重的后果，甚至造成停机事故。针对汽轮机启动过程中，润滑油水分超标的现象，分析了原因，并从运行角度采取了针对性的措施。这说明机组正常运行时的参数并不一定适合机组所有的工况，只有不断加强运行分析并持续改进，才能保证机组设备的安全运行。

关键词：汽轮机润滑油运行分析与处理

The Analyses And Treatments Of The Water Exceeding Criterion In Turbine Lube

（CNNP Nuclear Power Operations Management Co.,Ltd. Zhejiang Haiyan 314300）

Abstract: The severe results will arise if the water in turbine lube exceeds criterion. To analyse the causes of the water exceeding criterion during the turbine running-up, and to give the operation treatments. The conclusion is the parameters during the normal operation maybe not fit the other condition.

Key words: turbine；lube oil；operation；analyses and treatment

1.概述

中核核电运行管理有限公司三厂采用加拿大CANDU6核电机组，其汽轮机是日立公司生产的TC4F-52型，单轴、三缸、四排汽、再热凝汽式冲动型汽轮机。汽轮机轴封采用迷宫式轴封，轴封蒸汽从两级扇形块之间的空腔注入，在靠近外侧的空腔里蒸汽和空气的混合物则被抽出。具体结构如下图1所示［1］。轴封系统主要有下设备：轴封蒸汽母管、轴封蒸汽母管安全阀、轴封蒸汽压力控制阀、轴封加热器、轴加风机。汽轮机润滑油系统向汽轮-发电机组各轴承提供润滑及顶轴油，并向发电机提供密封用油以及向汽机保安系统供油。

图1 汽轮机轴封示意图

2.存在的问题及原因分析

机组在小修启动过程中，化学取样发现润滑油中水分含量达到1345ppm，远远超过运行手册要求的小于100ppm。其整個事件进程如表1所示。

表1 润滑油水分超标事件进程

时间（将事件初始时间设为零点）进程

00:00 润滑油系统取样化验结果：52.3ppm

03:00 轴封系统，轴加风机投入运行

03:10 润滑油抽油烟风机投入运行

09:28 化学发现润滑油水分含量达到1345ppm

10:10 轴加风机的进口压力调整到-4.4Kpa

12:10 运行人员开始调整轴封母管压力

13:30 将轴封母管的压力调整到22Kpa

17:00 进行润滑油滤油工作

26:00 润滑油水分含量98ppm

汽轮机润滑油长期带水运行会促使油质乳化，破坏油膜，影响油的润滑性能，严重者会引起机组轴承磨损、烧毁［2］。另外，油中水分长期与金属部件接触，金属表面会产生不同程度的锈蚀，锈蚀产物可引起调速系统卡涩，甚至造成停机事故。因此，必须采取有效的措施，使汽轮机润滑油中水分控制在一个较低的水平。

3．润滑油水分超标的原因分析

3.1轴封蒸汽供气压力和轴加风机的入口压力控制欠佳

汽轮机运行中，轴封蒸汽压力的高低，影响着轴封蒸汽量的大小。轴封蒸汽供气压力偏高，造成轴封蒸汽过量。若此时轴封回汽不畅［3］，如轴加风机入口压力偏高，则过量的轴封蒸汽不能完全通过轴封加热器冷凝，而造成轴封蒸汽外泄。

本次机组小修后，轴封蒸汽投运时，轴封蒸汽母管压力保持在约26.6kPa（g）（正常为22~28kPa）。由于该压力接近上限，导致轴封供气量偏大。另外，轴加风机入口压力维持在-3.7kPa（正常为-2.5~-4kPa）左右，不足以将泄漏蒸汽收集，就造成轴封蒸汽外泄。

另外，从表1可以看出，在轴封系统投运后不久，投运了润滑油抽油烟风机。风机的投运使得轴承腔室呈微负压。外泄的轴封蒸汽在轴承腔室负压的作用下，进入轴承腔室，并通过回油管冷凝成水进入润滑油。

3.2轴封齿腔由于水封效应，致使蒸汽通道被堵塞而外泄

轴封蒸汽投运时所用蒸汽，是品质较差的饱和蒸汽，湿度较大。在投运时，由于蒸汽对轴封体金属的加热过程，部分轴封蒸汽凝结成水，并在在轴封齿腔聚集，造成封堵。轴封至轴加方向，由于轴加风机入口的负压引流，使该方向的轴封齿腔不会被积水封死。但是，轴封外侧，因凝汽器抽真空真空泵的投入存在滞后，从而造成轴封外侧齿腔迅速积水并封死蒸汽通道。这样，所有的蒸汽将涌向轴加方向。另经查询，轴加风机额定轴封蒸汽接收量为7吨/小时，但轴封蒸汽压力在22-28kPa压力下其总流量约为11~15吨/小时。因此，多余的蒸汽涌向轴封外侧，并在轴承腔室负压的作用下，进入轴承腔室，并通过回油管冷凝成水进入润滑油中。

4．采取的措施

4.1适当调低轴封压力，控制轴封蒸汽流量和外漏量

在轴封系统初始投运时，控制轴封供气压力和轴加风机入口压力，以避免轴封蒸汽外漏可能造成的汽轮机润滑油水分增加。将轴封母管压力和轴加风机入口压力分别由正常运行的22~28kPa和-2.5~-4kPa，改为控制在20kPa和-3.5~-4.5kPa。

4.2轴封蒸汽投入后，尽快启动凝汽器抽真空泵

在投运轴封蒸汽过程中，安排人员连续监视汽机轴承处轴封压力表，当压力达到5kPa时，立即通知主控启动凝汽器抽真空泵，对凝汽器抽真空，以减少轴封外侧齿腔积水。

4.3适时停运润滑油排烟风机

投运轴封蒸汽过程中，安排人员持续监视汽机轴封处是否大量冒汽。如果存在大量冒汽现象，则及时停运润滑油排烟风机，避免轴承腔室处微负压对外漏蒸汽的引流。

5．结束语

针对汽轮机润滑油水分超标的各项原因，在投运轴封蒸汽的过程中采取了有针对性的措施，解决了机组启动过程中的润滑油水分超标问题。这也说明，机组正常运行时的参数并不一定适合机组所有的工况，只有不断加强运行分析并持续改进，才能保证机组设备的安全运行。

6.参考文献

［1］邹正宇主编.CANDU-6核电厂系统与运行常规岛系统[M].原子能出版社，2010,3

［2］张宗振.云浮电厂汽轮机润滑油水分超标的分析与治理［J］.广东电力，2011,24（9）:111-114