某核电厂主汽轮机润滑油水分超标原因分析

许玲

三门核电有限公司 技术支持处 浙江台州 318000

1 背景

汽轮发电机在运行中绕组和铁芯发热，为避免温度过高而发生烧毁，通常都采用导热性好、扩散快等优点的氢气进行冷却。但氢气渗透性强，易从发电机中泄漏出来，故发电机一般设计有密封油系统，以给发电机轴两端的密封瓦提供压力油，防止氢气泄漏，维持发电机壳体内氢气高纯度。若汽轮机油水分超标，不仅会对发电机以及汽轮机轴承的工作寿命及可靠性产生一定负面影响，还会带来安全隐患，因此必须对汽轮机油进水问题给予高度重视，并采取科学、有效措施进行预防，提升汽轮机组运行的安全性与可靠性。

2 事件描述

某核电厂正在执行全厂失电试验，汽轮发电机组润滑油系统和氢气密封油系统投运。全厂失电后，汽轮机开始惰转，轴加风机停运，轴封切到辅助锅炉供汽。根据电厂油质监督要求，试验恢复过程中对汽轮机油进行取样化验，化验结果显示润滑油系统含水量达到2407mg/L（限值100mg/L）。当日下午外接滤油机过滤水分，3日后将润滑油系统、氢气密封油系统空测与氢侧水分均控制在50mg/L以下，但颗粒度仍超标。投入润滑油系统自带循环过滤器后，将颗粒度控制在7级以下（限值≤8级）。用时1周将主汽轮机油各项参数恢复至控制限值内，未造成经济损失，未产生放射性后果。

3 事件原因分析

根据系统配置，系统中可能导致润滑油进水的原因主要为润滑油冷却器泄漏、密封油冷却器泄漏和轴封漏气。

润滑油冷却器原因分析：

全厂失电试验前后，润滑油冷却器水侧压力变化符合预期，未见异常现象；油侧压力变化符合油温变化规律，未见异常现象。事件发生前后水分稳定无变化，因此润滑油冷却器漏水可能性极小。

密封油冷油器原因分析：

A列：投运A列空、氢侧板换，投运前后化验水分，化验结果（如表1）显示板换出入口水分无明显变化，未发现明显的进水可能性。对A列空、氢侧板换进行打压试验，打压方案按照厂家要求执行，试验结果合格。

B列：对B列空、氢侧板换打压试验，打压方案按照厂家要求执行，试验结果合格。

打压方案如下：

试验压力：设计压力1.15MPa。

试验方法：试验时，油侧对空，水侧进水加压，进水侧保压时间为压力稳定后30分钟。

试验验收标准：压力无变化。

轴封蒸汽：

全厂失电后，汽轮机开始惰转，轴加风机停运，轴封切到辅助锅炉供汽。从趋势来看，轴封始终保持30kPa，而轴加风机停运，致轴封处蒸汽外漏，现场观察轴承箱处有水汽环绕。因主油箱为负压，水汽由轴承箱油挡处进入润滑油系统导致润滑油水分升高。

同时，全厂失电后，柴油机带载，润滑油的两台排烟风机按照逻辑自动启动，将主油箱内负压抽到-1.89kPa（运行规程中主油箱压力最低设定值为-1Kpa），加剧了水汽进入润滑油。此后停运1台主油箱排烟风机，进水源已得到控制，在3:03-4:03时间段内主油箱压力恢复到-1.04kPa。4:07投运轴加风机后，主油箱负压恢复到-0.69kPa（如图1）。通过对润滑油水分进行监测，结果显示轴封恢复正常后，润滑油水分迅速下降，因此判断全厂失电后轴封漏汽是润滑油进水的直接原因。另全厂失电后，油净化装置停运，无法及时去除润滑油中水分，也是润滑油内水分升高的促进因素。

图1 主油箱压力趋势图（粉红色曲线）

4 经验教训

全厂失电试验期间，柴油机自动带载两台润滑油系统主油箱排烟风机启动，导致主油箱负压从-0.69kPa下降至-1.89kPa，从而加剧润滑油系统进水。建议后续改进行动：

（1）全厂失电试验前，将主油箱内部负压调低（如-0.5kPa），将一台排烟风机LOCK。若试验时两台排烟风机都启动，则由操作员手动停运其中一台。

（2）全厂失电试验前，安装外接滤油器；当常规岛电源恢复后立即启动外接过滤器和油净化装置过滤油中水分。

（3）全厂失电后，当常规岛电源恢复后，尽快启动循泵、凝泵和轴加风机，减少漏汽时间。

表1 轴封投运前后密封油冷油器出入口水分对比

5 结语

本次润滑油系统水分超标事件是由于全厂失电试验导致循泵、凝泵、轴加风机停运，轴封处蒸汽大量外漏；失电后，柴油机自动带载两台润滑油系统主油箱排烟风机启动，导致主油箱负压从-0.69kPa下降至-1.89kPa，从而加剧润滑油系统进水。好在及时发现润滑油水分超标，通过滤油将水分、颗粒度控制在限值以内，油品全分析结果合格，未对润滑油质量和主汽轮机组带来不利影响。

针对此问题，需做好经验反馈，完善全厂失电试验规程相关风险分析及预防措施，避免润滑油系统在试验期间过量进水。