650MW汽轮机轴瓦漏油缺陷治理

熊建新

（中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴 314300）

0 引言

秦山第二核电厂1#～4#机组是650 MW 核电机组，为哈尔滨汽轮机厂生产的HN642-6.41 型单轴、四缸六排汽带中间汽水分离再热器的反动凝汽式汽轮机，日常运行期间汽轮机低压缸轴瓦均存在不同程度甩油。

润滑油经油泵加压注入轴承中，部分在轴承边缘溅出，大部分通过回油孔流入轴承箱体，并回流至主油箱。另外部分油有可能通过轴的引导至油挡附近，如果压力过大会突破油挡的阻挡、收集作用到轴承箱外部，形成外漏。另外轴承箱内部的油气混合物会溢出到外部形成外漏。

原始设计外油挡通过铜齿间隙密封作用达到防治汽轮机油外泄的效果。但于汽轮机转子运行轨迹并非正圆，尤其在启停机过临界转速，机组振动增大时铜齿磨损，原来按图纸标准调整的油挡间隙增大且无法弥补，这样在长期运行状态下，造成了润滑油外漏，轴瓦浮动油环磨损，导致轴瓦泄油量增大，也易造成轴瓦甩油。

轴承箱内真空是否与主油箱一致的问题，在机组油冲洗阶段观察，回油通畅，没有堵塞或是管径过小等明显缺陷，这样真空度应该是一致的，但是不排除部分区域存在回流量大，使得真空不足，引发油气外泄。

1 造成后果

汽轮机轴瓦漏油缺陷，不仅影响机组美观，持续的漏油还会导致润滑油缺失，需要关注主油箱油位，适时进行补油工作。同时，在高压缸1#，2#瓦区域的漏油将直接造成保温燃烧触发停机信号，给机组正常运行带来重大威胁。

2018年4月4日凌晨00：15，运行人员发现汽轮机2#瓦下方及侧面有烟雾，启动整体生产待命，凌晨00：25 汽轮机2#瓦处烟雾基本得到控制，现场状态受控，整体生产待命终止。

2018年6月11日18 时41 分，运行巡检人员发现1#汽轮机2#轴瓦下部保温层有明火出现，及时报告1#主控并使用手提式干粉灭火器开始处置工作，主控及时启动了二级干预和三级干预，及时扑灭明火，现场处置得当，无人员伤亡，设备无损坏，机组运行受控，现场保温层过火面积约2 m2。

两起运行事件均因轴瓦漏油导致机组起火，进而造成严重经济损失。

2 缺陷处理

针对汽轮机漏油缺陷，结合汽轮机轴承箱及轴瓦结构，首先调整了轴瓦浮动油封间隙标准值，由1.06 mm 下调至0.76 mm，但伴随着浮动油封间隙值的减小，汽轮机运行期间轴瓦温度值随之上涨，接近85 ℃（轴瓦正常运行温度控制应小于90 ℃），给机组运行引入了安全隐患，降低了设备可靠性，而漏油缺陷仍然存在，因此，通过修改浮动油封间隙无法彻底消除缺陷。同理，也尝试减小轴瓦外油挡间隙，由1.03 mm 减小至0.85 mm 顶部间隙，期望能够减小油雾外漏，间隙减小后，机组运行初期，轴瓦漏油量确实有所好转，但伴随机组运行，外油挡齿会逐渐磨损，间隙变大，最后仍然出现漏油缺陷。

考虑到油挡回油不畅会形成积油随大轴甩出的情况，将外油挡底部回油孔通过机加工形成回油槽，增大回油通径，以期减小甩油量，但实施效果并不理想，仍然存在回油不畅甩油缺陷。最后，通过分析机组轴承箱运行参数控制，正常运行期间轴承箱设计为微负压运行，从而将运行期间轴承箱形成的油雾抽走，避免外漏。因此，提高轴承箱负压，有望消除油雾外漏缺陷，但通过各机组实际调整情况，仍无法彻底消除漏油缺陷。

3 优化改型

在明确该问题为设计缺陷后，厂内积极联系原厂家哈尔滨汽轮机厂，就目前缺陷情况进行充分沟通交流，寻求解决办法。通过与原厂家共同分析研究，决定优先对汽轮机低压缸3 至8瓦油挡进行优化改型，以期达到消除缺陷目的：挡油板厚度向轴承箱内侧增加，厚度由原来的38 mm 增加至62 mm；增加挡油板中部回油槽；增加齿封数量；增加挡油板集油槽。

通过类比汽轮机轴封系统多道密封齿的结构形式，增加挡油板的厚度，向轴承箱内侧增加一道油封齿，同时增加油封齿的数量；在挡油板中部增加回油槽，并在挡油板上增加集油槽，使油雾凝聚后能快速回流至轴承箱，而不至于随轴甩出形成漏油，可有效控制油雾外漏，避免凝结油迹甩出。

后续通过机组大修窗口对汽轮机相应轴瓦外油挡进行更换，机组运行期间再无漏油现象，成功消除了汽轮机轴瓦漏油缺陷，为汽轮机组安全稳定运行提供了有力保障。