600MW机组小汽轮机润滑油颗粒度轻微超标治理

国电黄金埠发电有限公司 姜 俊 肖承明

某公司2台600MW发电机组，#1机组于2007年3月投产，#2机组于2007年7月投产，每台机组配置两台100%容量的汽动给水泵，一台35%容量的电动给水泵，A、B汽动给水泵各由一台小汽轮机驱动。2017年下半年以来，#1机组B小机间断出现润滑油颗粒度轻微超标（NSA9级）情况，润滑油的其它监督指标均在合格范围之内，投入滤油机运行一段时间后，油质会逐渐好转至合格，但滤油机停运一段时间后，润滑油油质又会出现颗粒度超标情况，反复出现。公司其它几台小汽轮机的润滑油油质均比较稳定，不会出现油质不合格的情况。

1 润滑油颗粒度超标对小汽轮机运行影响

小汽轮机的润滑油主要是给小机和汽泵各个支持轴承和推力轴承提供润滑油，起着润滑、冷却轴承的作用。由于润滑油系统的特殊性，对于小汽轮机润滑油的颗粒度一般要求（NAS1638 7～8级）[1]，如果颗粒度不合格，可能会引起小汽轮机轴承磨损而发生严重的安全事故[2]。另外，润滑油中的颗粒度超标可能会堵塞系统滤网、降低润滑油压力，使小机运行中跳闸，如果油中含有金属颗粒还会对油质劣化有催化作用。

2 引起润滑油颗粒度超标的原因分析

虽然#1机B小机润滑油颗粒度超标的情况不是很严重，但反复的颗粒度超标情况引起了技术管理部门的高度重视，相关技术人员对小汽轮机润滑油粒度超标的可能原因展开了分析，并对各种可能的原因进行了排查。

检修过程遗留污染物。小机润滑油系统部件在检修过程中如留下了污染物，如毛发、铁屑、焊渣、灰尘等在检修结束后没有及时、彻底地清理，停留在系统中就有可能不断的污染油质。利用机组调停的机会，检修人员对#1机B小机油箱进行了彻底清理，特别是油箱底部死角，都用湿面粉团进行吸附清理，清理结束后点检员进行了严格的验收检查。对小机的润滑油滤网进行了清洗，对小机润滑油板冷器油侧进行了彻底的清理，开机后小机运行一段时间还是出现润滑油颗粒度超标情况，该项原因排除。

小机油箱密封性差。如果#1机B小机润滑油箱的密封不好，由于油箱处于微负压状态，油箱周围空气中的污染物就会通过缝隙进入油箱带入油系统，污染油质。在#1机B小机运行中对润滑油箱进行了拉网式的查漏，没有发现漏点，该项原因排除。

小汽轮机油箱负压大。如小机油箱负压调整过大，空气中的微小颗粒就会通过小机轴承的油档进入各轴承箱，进而污染润滑油。运行规程要求控制小机油箱-0.5Kpa以上的微负压运行，实际运行控制各台小机油箱负压-1.0～1.5Kpa之间，各台小机均按这一标准控制，唯独#1B小机会出现颗粒度反复超标，理论上可排除这一原因；同时也试着将#1B小机油箱负压调整至-0.8Kpa左右运行一周时间，油质情况没有改善，进一步排除油箱负压大原因。

润滑油系统存在磨损。小机和汽泵各轴承如存在轴颈和轴承的摩擦，将会产生金属屑，污染润滑油。从#1机B小机的运行状况分析，小机和汽泵各轴承温度和振动均在正常范围，没有超温情况，检修将各轴承解体检查也没有发现轴承和轴颈有明显磨痕，该项原因排除。

润滑油油质委外检测。公司在对#1机B小机润滑油颗粒度超标原因进行逐一排查后，认为需进一步了解构成颗粒度的具体组成成分才能对症查找原因，委托西安热工研究院对B小机润滑油油质进行了检测，经检测B小机润滑油颗粒度为NSA9级，用有机溶剂稀释后化验B小机润滑油颗粒度降为NSA8级，且润滑油中有油泥析出，导致B小机润滑油颗粒度超标的原因为润滑油中含有劣化的油泥。

3 油泥产生的机理及原因排查

确定了#1机B小机润滑油颗粒度超标的主要原因是含有劣化的油泥后，技术人员的目标转向了油泥产生的原因排查。文献表明：油泥是由固体污染物、水、树脂等物组成的沉积物在空气、热量、水分或其他污染物的影响下生成。润滑油产生油泥的因素，主要是因为润滑油受氧化后，在高温和高压环境和金属催化作用下发生聚合形成胶质而成[3]。由此可知，如#1机B小机润滑油系统现场存在高温、水蒸气和空气中悬浮物等，在一定的条件下就有可能生成油泥[4]。

针对上述因素，技术人员对#1机B小机润滑油系统展开了排查。在热源排查方面，主要是在现场对每一处润滑油管路是否存在和高温管道接触和靠近进行全面检查，发现存在个别润滑油管路局部和高温管道靠得比较近，对该处润滑油管道外壁用红外线测温枪测温达到100℃以上，存在局部高温的情况。

在对比分析公司另外三台小机润滑油油质检测报告中又有新发现：#1机B小机的水分虽然没有超标但明显有水分偏高情况，在现场检查B小机轴封漏汽情况，小机高压端轴封没有明显的漏汽，但用红外线测温仪测量高压端轴承箱外壳温度有100℃，表明轴封有轻微的漏汽，检查小机低压端轴封情况比较正常。同时检查发现B小机高压端轴封处汽缸保温层比较厚，保温外壳与轴承箱之间的间隙较小，如果轴封有轻微的漏汽将不能及时排走，可能被轴承内的负压吸入润滑油系统，使油中含有一定的水分。由于小机排烟风机一直在运行，油中的不凝结气体和蒸发的水分会被排烟风机源源不断的抽吸排走，所以水分没有超标，但凝结下来的水分则不能被排烟风机抽吸排走，遗留在润滑油中，造成润滑油中含有一定的水分[5]。

由于空气无处不在，而小机的轴承内处于微负压状态，空气会不可避免的带入润滑油中，空气中的悬浮物或多或少的会带入润滑油中。

经过对#1机B小机润滑油系统现场排查，发现B小机润滑油系统客观存在产生油泥的环境，确定了#1机B小机润滑油中产生油泥的主要原因为系统存在高温热源、小机高压端轴封存在轻微漏汽。

4 现场的整治及效果

热源的隔离。对#1机B小机润滑油管局部与高温热源靠近的问题，检修人员采取加装隔热板的方法隔离热源，避免高温热源加热导致润滑油乳化，经过现场逐一的处理，消除了部分油管局部被靠近的高温蒸汽管道加热的缺陷，将热源隔离。

轴封轻微漏汽的治理。对#1机B小机高压端轴封轻微漏汽的情况，运行采取精细调整高压端轴封进汽分门的方法，逐渐关小进汽分门，结合对高压端轴承箱外壁测温的办法，最终调整轴封汽量减少至轴承箱外壁温度80℃以下，控制轴封基本不漏汽，减少润滑油中的水分源头，同时对小机高压端外缸保温层进行适当的削薄，增大保温外壳与轴承箱之间的间隙，让即使有轻微的轴封漏汽也能顺畅的排出至大气中，基本消除润滑油含水的源头。

经过采取上述措施，运行一段时间后，再次化验#1机B小机的油质，润滑油的水分已降低到了30.0mg/L以下，润滑油颗粒度降低到了（NAS1638）7级水平，经过近一年的运行时间检验，#1机B小机润滑油颗粒度超标问题已得到了彻底的解决。