秦山第三核电厂润滑油系统的故障分析和改进

2018-03-27李劲松

科技视界 2018年2期

李劲松

（中核核电运行管理有限公司，浙江海盐 314300）

1 概述

秦山第三核电厂润滑油系统主要由主油泵、交流电动吸油泵、油涡轮驱动升压泵、交流盘车油泵、直流应急油泵、主油箱（带电加热器）、油冷却器、电动排烟风机、顶轴油泵、油净化装置以及润滑油贮存系统组成。

在正常情况下，汽轮发电机组润滑油由主油泵供给。在启动、停运工况下，由盘车油泵供油。若主油泵和电动吸油泵、盘车油泵都发生故障，自动启动直流应急油泵，作为最终的备用泵，该泵不能用作汽轮发电机组长期运行，只能保证其安全停机。该系统的布置为，主油箱位置最高，油净化箱和储存箱在同一层面，主油箱中的油就可以在重力的作用下，自动溢流进入油净化箱，这样主油箱和油净化箱就构成一个循环回路，可以连续工作。在一天内，润滑油净化器可以将汽轮发电机润滑油系统中的润滑油进行3个循环的净化。在汽轮机运行期间，主要采用油净化箱和主油箱构成循环的这种方式运行。润滑油贮存系统为润滑油系统提供干净油和脏油的贮存和传输。

从调试到现在的正常运行，两台机组的润滑油系统总体运行良好。其中也出现过一些故障，如两次润滑油系统进水事故，以及多达11次的再热汽门和再热调门全行程试验期间汽机润滑油温度下降，这些故障有的是设备因素所导致，也有因为运行经验不足所导致。本文就润滑油系统曾经出现的一些故障，有针对性的进行分析，并提出了优化措施。确保润滑油系统安全稳定地运行。

2 故障分析和改进

2.11 号机组停机后汽轮机润滑油内发现大量水分

2004年 8月 13日 18：40汽机手动 TRIP；14日 1：45破坏真空；1：54停运轴封系统，8：30停运盘车、盘车油泵、顶轴油泵、应急油泵、电动吸油泵，10：00停运主油箱吸油烟风机；8月14日上午，打开2号汽轮机轴承箱时，发现轴承室内有明显积水，怀疑润滑油中水分可能增加，将该信息反馈给化学，化学人员在8月14下午对油净化入口提取油样，发现油中含水量突然升高到约6900ppm（13日停机前化学人员例行取样分析油中含水量为 42ppm，指标要求小于 1000ppm）,而且油的外观明显有"混浊"。

（1）水源查找

润滑油系统进水从系统方面考虑有三个因素：

a）通过轴封系统，如果轴封系统有蒸汽压力，一旦油系统停运将导致蒸汽凝结成水而进入油系统，特别是主油箱的排油烟风机一直运行将形成一定的差压水汽通过轴封系统进入润滑油系统，该水应为凝结水；

b）冷油器泄漏进水，该水应为RCW的水含有Li+；（可以通过取样以及检漏进行判断）

c）通过排油烟管道进入主油箱和油净化箱，该水应为雨水。（可以通过取样进行判断）

对润滑油油箱排烟机及油净化油箱排烟机管道残留油中的水份含量为1000ppm，远低于润滑油进水初期油中的含水量（6900ppm）。可以排除雨水等其他可能的来源；

对润滑油净化单元油水分离器底部积水和滤油机排出的水份多次取样结果显示，这些水中所含的Li浓度约为0.15ppm，为RCW系统中Li浓度1.5ppm的10%;用RCW水与不含水的油（2号机组的润滑油）混匀后再将油水分离，所得的Li浓度为1.6ppm，与RCW中的一致。对冷油器进行检漏，用静态充气压、水压等方式都没有发现冷油器有明显泄漏。因此基本可以排除冷油器泄漏进水的可能。

对于1号机组汽轮机润滑油系统所进的水，经过取样、分析，可以得出下列结论水份来源于轴封蒸气。

（2)详细原因分析

机组在 2004年8月14日1：54停止向轴封母管送辅助蒸汽，几乎同时停止轴抽风机运行，使得轴封母管内气体未能被充分释放，加之可能除氧器加热蒸汽管线上残存汽体可能通过轴封电动隔离阀漏流到轴封母管上引起，轴封母管一直存有一定压力（2.0～1.6kpa）蒸汽存在，以往在2号机组6月26日停运期间也出现过同等情况，但不同的是，8月14日8：36分，运行人员停运TOP运行后，未能在很短时间内停运抽油烟风机而是在10：10才停止其运行，时间间隔有1小时34分，各段轴承室在正常通以润滑油情况下，排油烟风机作用，使其内略显负压（但不会很高0.05～0.098kpa），而当停止向各轴承供油，却保持排油烟风机运转，其内负压应有很大程度提高，接近油箱内负压（-0.20kpa），这时轴封母管内尚有一定压力和温度的蒸汽（1.6kpa左右，温度在124度左右）存在轴封端部漏汽可能，且从查看历史数据看低压缸的排汽温度在这个时间段内也从正常的32度上升到77度，开缸时蒸汽外冒现象也较为明显，历史数据中各轴承回油温度出现明显上升来看，应该有热汽体涌入各轴承室并沿着各回油管流动，使得各回油管线温度探头感受到的温度有所升高（此时已不存在回油，虽各段轴承尚存一定温度，有将回抽气体加温趋势，但不致如此明显）。根据上述现象可以判断轴封端部会有一定程度漏汽通过轴承室进入润滑油系统，使得油中含水量增加。影响汽轮机冲转启动，拖延了小修进度，有可能使对润滑油品质恶化。

（3)改进措施

1）为了随时检测机组汽轮机润滑油的水分含量，在机组的润滑油净化系统的传输泵出口管道上安装一台油中水份分析仪"（该仪器采用聚酯薄膜电容传感器，所以不会对油质产生任何负面影响），可以快速指示（响应时间＜10min）汽机润滑油主系统的水分含量。

2）鉴于汽轮机润滑油系统曾经出现过两次进水的情况，现系统配置的净化装置和大流量冲洗装置都没有脱水功能。为了增加脱水功能，增加了移动式滤油机替代大流量冲洗装置，并在主油箱上增加滤油接入和回油管线。

3）为了方便检漏，增加检漏阀门。当出现冷却器传热管泄漏时，最方便的查漏方法是从壳侧加压空或抽真空，在管板上用检漏液检查或贴膜检查。目前的设计中润滑油冷却器入口油管隔离阀与润滑油冷却器本体间没有接入装置，无法实现加压空或抽真空的目的。在冷油器检修排油阀上游各加装一根支管，并装两只截止阀进行隔离，端部再装上堵头。这样在需要加压力或抽真空时便于接入，而正常运行期间又保证密封。

4）优化运行规程，为了防止轴封蒸汽漏入润滑油系统，在运行中需注意以下三点：

I.机组停运过程中，若发现轴封母管尚存余汽（有压力指示）的话，在停运轴封供汽后，5分钟后再停运轴抽风机运行，并将母管前疏水导地漏排放阀开启，排水降压。

II.机组停运过程中，监视和控制油箱内负压变化，不能过高，盘车油泵停运后，不宜较长时间保持排油烟风机运行。

III.在启动轴封蒸汽系统时，应先停运润滑油抽油烟风机，以免轴封蒸汽漏入润滑油系统，在轴封系统启动后再重新启动润滑油抽油烟风机。

2.2 再热汽门和再热调门全行程试验期间汽机润滑油温度下降

2005年6月21日，主控室操纵员根据定期试验计划进行再热汽门和再热调门全行程试验，当执行完A组和B组再热汽门和再热调门试验后发现汽机润滑油温度由正常运行值45度持续下降到40度，立即中止当前试验，同时派现场操作员检查润滑油温控阀状态。就地检查发现温控阀开度由正常运行的约20%开度增大到45%开度，经维修人员检查温控阀的控制器设定值由45度降到32度。维修人员复位阀门控制器的控制逻辑，重新将定值调回46度后，润滑油油温逐渐回升并最终稳定在45度。此故障在两台机组共出现多达11次。

（1）原因分析

再热主汽门的关位置开关出现瞬时断开，触发了汽机润滑油控制器内部设定点下降逻辑。汽机润滑油控制器的设定点由46℃下降到32℃的正常逻辑为RSV A和RSV B同时全关（即关位置开关断开）或者RSV C和RSV D同时全关。正常运行时由于RSV A/B/C/D都在打开状态，即使振动大也很难出现RSV A和RSV B或RSV C和RSV D的关位置开关同时瞬时断开的情况。即使出现几个位置开关同时断开的现象，由于时间极短，也很难被控制器采样到。而在再热主汽门试验时，RSV A/B/C/D中有一个被全关，如果同时因振动大，出现另一侧的阀门位置开关瞬时断开，就很容易触发控制器内部设定点下降逻辑，出现润滑油温从46℃下降到32℃的现象。