汽轮机润滑油中带水分析

刘玲

摘要：汽轮机是工业生产中的重要动力机械设备，可以直接用于发电来驱动船舶螺旋桨、压缩机、风机等，汽轮机的运行状态直接关系着工业生产的正常进行。在汽轮机的实际应用过程中，经常出现汽轮机润滑油中带水的情况，润滑油中带水不仅会影响汽轮机的冷却散热和调速，最严重的是影响润滑油的润滑性能，导致汽轮机轴承温度迅速升高，增大内部零件磨损，破坏油膜，轴颈磨损，降低汽轮机金属设备的抗腐蚀性，甚至造成汽轮机调速系统运转不灵，严重影响汽轮机的安全稳定运行。因此要做好汽轮机润滑油的带水分析，有针对性的采取相应处理措施，确保汽轮机始终处于良好的运行状态。

关键词：汽轮机；润滑油；带水分析；处理措施

在汽轮机运行过程中，闪点、酸值、水分、颗粒度、粘度等是润滑油重要的监测指标，而其中水分是汽轮机润滑油最重要的监测指标。当前，我国很多火电厂的汽轮机都存在着润滑油进水的问题，润滑油水分超标会影响润滑效果，破坏油膜、损坏轴承、速汽轮机设备老化。同时，汽轮机启动的瞬间，由于润滑效果不佳，会导致汽轮机难以迅速启动，从而严重影响汽轮机组的运行效率和发电量。根据汽轮机运行的实际情况，深入分析汽轮机润滑油带水的主要原因，从而采取有效的处理措施，确保汽轮机安全、稳定的运行。

1.汽轮机润滑油带水的危害

1.1电磁线圈绝缘性能下降

汽轮机的轴承箱中设置有电磁线圈变送器，电磁线圈和润滑油中的水分相接触，会使电磁线圈的绝缘性能下降，导致电磁线圈变送器的保护失灵，严重影响汽轮机的安全、稳定运行。

1.2影响发电机绝缘性能

汽轮机润滑油中的水分会逐渐渗入机组的密封系统，水分汽化之后，会影响汽轮机发电机的绝缘性能，导致汽轮机密封瓦之间的摩擦量越来越大，增加汽轮机的用油量，影响汽轮机机组的安全稳定性。

1.3恶化油质

汽轮机润滑油中含有大量的水分，会降低润滑油的粘度，恶化润滑性能，在汽轮机机组轴承上难以形成油膜，从而影响汽轮机组轴承的运行性能和承载能力，增大机械摩擦，损坏轴瓦，使得汽轮机润滑油温度升高，加速油质的恶化。当汽轮机润滑油中含有细小水滴时，油和水难以进行分离，易发生泡沫，混合回油之后，难以将汽轮机组油箱中的空气分离出来，從而影响润滑油的性能。当含有空气分子的润滑油进入汽轮机调节系统后，会发生膨胀和压缩，造成调节系统振动，影响汽轮机的正常运行。另外，为了提高汽轮机润滑油的润滑性能，很多生产厂家经常向润滑油中添加抗老化剂、抗腐蚀剂等，润滑油中的水分和这些添加剂接触之后容易产生沉淀，导致润滑油失效，并且一些添加剂具有亲水性，容易随着水分蒸发而排出，需要不断增加添加剂的使用量。

1.4损害汽轮机

汽轮机润滑油中带水，会导致不容易形成轴瓦油膜，造成汽轮机转子和轴瓦之间相互摩擦，造成汽轮机轴瓦脱胎；汽轮机润滑油中带水，会影响油膜质量，难以及时传递轴系热量，从而造成汽轮机化瓦或者轴瓦脱胎，润滑油中带水，在很大程度上会影响润滑油的润滑效果，进一步恶化油膜质量，加剧汽轮机轴承剧烈振动。另外，汽轮机润滑油中带水，容易造成润滑油发生乳化，乳化液会积累在汽轮机循环系统中，影响汽轮机油箱的油循环，从而影响汽轮机轴承之间的润滑作用和油箱散热，甚至供油不足，引起汽轮机轴承烧瓦，增大汽轮机机组轴瓦的振动，当润滑油乳化严重时很可能会烧坏汽轮机轴瓦，破坏轴承润滑油膜，造成严重安全事故。另外，润滑油乳化液会加速汽轮机轴承的氧化，润滑油酸值逐渐升高，出现大量的氧化沉积物，严重影响汽轮机的安全、稳定运行，损坏汽轮机的内部结构。

2.汽轮机润滑油中带水的主要原因

汽轮机润滑油中带水的主要原因有以下几种：

2.1轴封片间隙过大

为了防止轴封蒸汽进入轴承底座和确保汽轮机的经济性，汽轮机的轴封间隙都非常小，汽轮机中压轴封和高压轴封为0.65mm～0.9mm，为了避免汽轮机在启动和停机时，由于轴封变形产生动静摩擦造成汽轮机大轴弯曲。在汽轮机轴封安装过程中，工作人员通常会将轴封间隙留得比较大，导致实际的汽轮机轴封间隙往往大于设计值，而汽轮机轴封间隙过大，会增加汽轮机的漏汽量，从而影响汽轮机漏气管路的排汽能力，使得一些高压汽源逐渐漏入高压缸，造成汽轮机轴承底座吸入大量水分，导致汽轮机润滑油中带水。

2.2缸体结合面变形

由于负荷增减过快、暖缸方式不正确、停机检修打开保温层过早等原因，使汽轮机受到快速的加热或冷却，造成缸体结合面发生变形。尤其是汽轮机气缸端部靠轴封处，该部位的约束紧固螺栓跨距大，对气缸的约束力明显弱于其他部位，更易变形。蒸汽可能会沿轴承附近的缸体结合面泄露进入油系统，造成润滑油中带水。

2.3轴承腔内负压过高

汽轮机机组的油箱上安装有排油烟风机，在汽轮机的运行过程中，汽轮机油箱风机进口的压力表精度不高，导致主油箱风机进口的负压大幅度增长，汽轮机轴承腔内的负压越来越高，使润滑油中逐渐吸入轴封漏汽，造成汽轮机润滑油中带水。

2.4轴封漏气回汽不通畅

汽轮机轴封系统的高压、中压、低压的最外档漏汽和回汽母管的轴封风机相连接，由加热器将汽轮机轴封底座气体抽出，但是由于在汽轮机安装过程中，回汽管道的阻力较大，弯头太多，尤其是中压缸的轴封漏汽管和高压缸的轴封漏汽管都安装在高压和中压缸底部，管道非常多，设计布置比较困难。轴封风机设置在汽轮机除氧层上面，排汽口位置较高，由于管径小、弯头多等原因，会导致汽轮机轴封排汽不通畅，不能及时排除轴封漏汽，导致汽轮机润滑油中带油。此外，高中压缸漏气导入的管道压力过大，也会导致回汽不顺畅。

2.5轴封供汽调节不当

对于半自密封式轴封系统，在汽轮机的运行过程中，中压缸轴封漏汽和高压缸轴封一档漏汽并入回汽母管然后进入除氧器，高压缸和中压缸的二档漏汽经过减压和减温之后，供给低压缸轴封气源，低压、中压和高压缸最外层的漏汽档并入回汽母管，由轴封加热器将蒸汽抽出。在汽轮机运行过程中，由于进入除氧器的大量漏汽导致除氧器的压力逐渐增大。为了确保汽轮机的低压轴封供汽，汽轮机母管的运行压力偏高 ，汽轮机轴封供汽压力较大，会造成高压缸前后轴封、中压缸前轴封汽漏逐渐进入汽轮机轴承底座，导致汽轮机润滑油中带水。

2.6冷油器泄漏

冷油器的运行状况是汽轮机润滑油中带水的一个重要原因。正常运行下，冷油器的冷却水压比润滑油压高很多，如果润滑油系统停运，冷却水压力就可能高过油压。此外如果冷油器内部管材及运行操作等各方面原因，冷油器内部泄漏，也会造成冷却水进入油侧造成油中带水。

2.7滤油机脱水效果较差

汽轮机水中安装的滤油机稳定性较差或者运行异常，难以始终处于正常的运行状态，脱水效果较差，造成汽轮机润滑油中带水。

3.汽轮机润滑油中带水的处理措施

3.1减少轴封漏汽量

汽轮机的轴封间隙较大是导致润滑油中带水的主要原因，因此在汽轮机的日常运行维护中，要加强对汽轮机轴封间隙的检修，仔细检查汽轮机高压缸、中压缸和低压缸的轴封间隙，一旦发现轴封间隙超过标准设计值，要及时调整轴封间隙，最大程度地减少汽轮机漏汽量，减少润滑油中的水分。

3.2减少缸体结合面漏气

根据汽缸面的变形情况，可以采用高点去平的原理去处理变形面，尽量保证结合面平整。也可以使用合适的高质量的汽缸密封脂，在低压缸排气缸与中部连接处涂抹钛合金修补剂。此外，还可以加大汽缸螺丝的冷緊力矩，使低压缸所有的螺丝紧到位。

3.3选择轴承腔最佳负压

轴封漏汽会严重影响汽轮机轴承腔周围的环境，随着轴承腔负压的增大，汽轮机轴封蒸汽会由轴承腔吸入油箱系统，导致汽轮机润滑油中带水。因此必须注意调整汽轮机轴承腔负压，避免润滑油中积水，适当转换汽轮机出口挡板，从而降低汽轮机轴承的负压。在汽轮机的运行过程中，要根据轴承腔设计值，调整汽轮机主油箱风机入口的压力精度，并且将汽轮机主油箱风机进口的压力表精度由0.5级调整为1.5级，调整排油烟的出口挡板，减少汽轮机轴承腔内负压[5]，使轴承腔与外界的压力差减到最小，吸入到轴承腔中的蒸汽量最小，从而减轻汽轮机润滑油中带水的现象。

3.4改造排汽管和回汽管，减少阻力

汽轮机的回汽管阻力大，弯头多，要注意改造排汽管和回汽管，在汽轮机高压和低压轴封的漏气管上安装水平加汽管，由加汽管直接进入汽轮机轴封，可以极大地减少回汽管的阻力，确保回汽管的回汽顺畅。同时为了减少汽轮机排汽管受到的阻力，也要改造排汽管，在汽轮机轴封风机进口设置一个水平的排汽管，尽量减少排汽管的弯头，增加排汽管管径，减少排汽管的阻力，改善汽轮机润滑油中带水的情况。此外，选择合适的漏汽导入位置。如果将漏汽导入压力更低处，如凝汽器，势必会增加凝汽器的热负荷，降低凝汽器的真空度，影响汽轮机的经济性。因此，选择合适的漏气导入位置，保证合适的压力，既可以使回汽顺畅，也能提高汽轮机的效率。

3.5将轴封供汽压力控制在合理范围内

将汽轮机轴封供汽压力控制在合理范围内，改善汽轮机润滑油中带水的情况。对汽轮机中压缸和高压缸轴封进入汽轮机除氧器的漏气节流，注意合理控制除氧器的压力，减少汽轮机轴封漏汽量。同时由于高低压轴封工作条件不一样，可对高、低压轴封供气分开，解决高低压轴封供气不协调。

3.6保证冷油器压大于冷却水压

严格执行操作规范，避免冷却水压瞬间升高而造成冷油器内部管件的损坏，从而造成油中进水。在机组运行中，应定期进行冷油器的放水、放油检查，发现冷油器泄漏，尽快进行冷油器的切换、隔离工作。

3.7采用高效稳定的滤油机

选择高效稳定的滤油脱水设备，保证滤油机的正常连续运行，获得较好的脱水效果。

4.汽轮机润滑油中带水处理过程中需要注意的问题

汽轮机润滑油中带水处理过程中需要注意以下几点：其一，检查汽轮机轴封系统的运行状态，调试设备运行，及时更换质量不合格的轴封齿条，按照汽轮机运行的相关要求，调整轴封间隙。其二，在汽轮机的运行过程中，仔细检查轴封漏汽情况，一旦发生出现漏气，要及时进行处理和解决，根据汽轮机的运行环境，适当调整气压大小。在汽轮机变负荷运行过程中，要实时监控轴封供气压力，优化维护检修工艺，确保汽轮机轴封系统能够自动地正常运行，保障汽轮机的稳定运行。其三，尽量避免手动调节轴封气压，减少人为因素对轴封系统的影响，自动调节系统可以满足汽轮机的调节需求，当自动调节设备发生运行故障时，维护检修人员要立即进行检修，尽量避免手动调节，缩短手动调节时间，专业人员还要对汽轮机控制部分进行参数跟踪，分析调节仪指示的漏气、气压和调门开度关系，确定合适的气压定值。其四，在汽轮机机组启动过程中，要尽量缩短真空建立和轴封供气之间的时间，避免轴封已经开始供气而真空还未建立。在汽轮机停机时，在真空环境消失后，及时的停止轴封供气。其五，加强油质监测，组织专业的工作人员定期检查汽轮机油质，在对汽轮机换油或者加油的过程中，做好现场监督，确保油质合格，严格按照规程进行，强化工作人员的责任意识，避免由于人为操作失误将水分带入油中。其五，选择合适形式和材质的汽轮机机组轴封，轴封片有适度的刚性，不能太软或太硬，高压轴封材质要选择不易产生脆化的材料。其六，轴封间隙的调整沿转子轴向分布的规律应是外侧小里侧大，尽量使信号汽封间隙向下靠拢，圆周间隙分布调整成椭圆形。在安装和检修过程中，要采用先进的技术手段，科学合理的调整，准确分析最少层数无擦痕和最多层数有擦痕，设置轴封间隙的合适范围，保障汽轮机轴封间隙调整到位。

5.结束语

汽轮机润滑油中带水，不仅会出现乳化现象，恶化润滑油的油质，影响汽轮机润滑油的润滑效果，而且会增加汽轮机轴承的摩擦，损坏汽轮机内部结构，严重影响汽轮机的安全、稳定运行。根据汽轮机润滑油中带水的主要原因，提出有针对性的改进和处理措施，优化汽轮机润滑油的油质，改造汽轮机结构设计和运行，避免汽轮机润滑油中带水现象，提高汽轮机运行的安全稳定性，推动汽轮机的快速发展。

参考文献：

[1]马士东.给水泵汽轮机润滑油中带水问题的分析与处理[J].电力安全技术，2011，06：11-13.

[2]舒英强.汽轮机润滑油中带水的分析与治理方案[J].内蒙古煤炭经济，2010，04：103-105.

[3]陈松杰.给水泵汽轮机油中带水原因分析及处理[J].能源与环境，2012，01：39-42.