汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中顆粒數(shù)不合格的分析與處理

張家余

（張家港沙洲電力有限公司，江蘇 張家港 215600）

0 引言

張家港沙洲電廠2臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，均為上海電氣集團(tuán)生產(chǎn)的N600-24.2／566／566型超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)及所配套的QFSN-635-2型水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)組。兩臺(tái)600 MW機(jī)組共用1臺(tái)頗爾移動(dòng)式KN39H型濾油機(jī)。

機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)設(shè)有可靠的主供油及輔助供油設(shè)備，在盤車、起動(dòng)、停機(jī)、正常運(yùn)行和事故工況下，滿足汽輪發(fā)電機(jī)組的所有用油量，由潤(rùn)滑油箱、排油煙風(fēng)機(jī)、主油泵、注油器、輔助油泵、冷油器、濾油器、頂軸油系統(tǒng)、凈油系統(tǒng)和配套連接的管道及附件組成。潤(rùn)滑油為32號(hào)汽輪機(jī)油，運(yùn)行時(shí)的清潔度可達(dá)NAS 8級(jí)。

1 潤(rùn)滑油中顆粒數(shù)異常分析

現(xiàn)行我國(guó)汽輪機(jī)油質(zhì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)航天航空工業(yè)聯(lián)合會(huì)NAS 1638標(biāo)準(zhǔn)，要求油質(zhì)必須達(dá)到8級(jí)。統(tǒng)計(jì)分析表明，從2011年5月9日以來(lái)，采用Abakus C儀，從冷油器中每取10 m L油樣時(shí)發(fā)現(xiàn)，1號(hào)機(jī)潤(rùn)滑油每100 mL中5～15μm顆粒數(shù)為543 390（NAS 8級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為64 000），超標(biāo)8.5倍；5月16日測(cè)得顆粒數(shù)為840 840，超標(biāo)13.1倍；5月26日測(cè)得顆粒數(shù)為191 600，超標(biāo)3.0倍。于是，5月27日更換國(guó)產(chǎn)KP（3μm）濾芯，直到6月7日化驗(yàn)油質(zhì)顆粒度均合格。但是，到了9月5日油質(zhì)再次步入劣化，而且隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，明顯呈上升趨勢(shì)。11月14日測(cè)得顆粒數(shù)為466 870，超標(biāo)7.3倍，污染級(jí)高達(dá)NAS 11級(jí)。12月8日更換進(jìn)口KP（3μm）波爾濾芯，12月12日化驗(yàn)油質(zhì)合格。查看隨后一段時(shí)間的化驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)小顆粒數(shù)仍然呈快速增大趨勢(shì)，直到2012年1月5日，油質(zhì)開始又不合格。

由轉(zhuǎn)軸與軸瓦磨損關(guān)系可知：當(dāng)潤(rùn)滑油中含有顆粒尺寸與轉(zhuǎn)軸間隙相當(dāng)時(shí)，會(huì)破壞油膜引起軸瓦磨損，通常主機(jī)軸瓦與轉(zhuǎn)軸部套間的間隙為2～8μm，也就是說潤(rùn)滑油中含有5～15μm的顆粒，對(duì)軸瓦危害最大。所以，針對(duì)1號(hào)主機(jī)潤(rùn)滑油中5～15μm顆粒數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)問題，必須盡快查明原因加以處理。

2 潤(rùn)滑油中顆粒數(shù)異常處理

潤(rùn)滑油系統(tǒng)中顆粒數(shù)超標(biāo)，開始懷疑是1號(hào)主機(jī)油凈化裝置濾油效果不好，為此加裝了頗爾移動(dòng)式濾油機(jī)進(jìn)行濾油。從當(dāng)年運(yùn)行日志記載的數(shù)據(jù)可以看出，5月27日和12月8日更換濾芯后，油中顆粒數(shù)確實(shí)很快合格了，但是隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，油中的小顆粒數(shù)又增大了，是否潤(rùn)滑油系統(tǒng)中存在污染源？通過比對(duì)、深度排查1號(hào)機(jī)油系統(tǒng)時(shí)竟然發(fā)現(xiàn)：在兩臺(tái)機(jī)組的主油箱排油煙風(fēng)機(jī)出力相同、出口門均為全開的工況下，1號(hào)機(jī)主油箱負(fù)壓為－4.1 kPa，2號(hào)機(jī)主油箱負(fù)壓為－4.6 kPa，兩者相差0.5 kPa，這說明1號(hào)機(jī)油系統(tǒng)負(fù)壓部分密封不好，存在滲漏處。

經(jīng)過逐一排查，發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)主油箱回油人孔門密封不好，有吸空氣現(xiàn)象，而且吸力很大。而2號(hào)機(jī)比對(duì)檢查未發(fā)現(xiàn)有吸空氣現(xiàn)象，人孔門處蓋板密封完好。至此，一直困擾和查找1號(hào)機(jī)油中顆粒數(shù)超標(biāo)的主要原因是主油箱回油人孔門密封不好，人孔門周圍空氣中的污染物侵入油箱，污染了油質(zhì)。

12月11日采用多層保鮮膜將1號(hào)機(jī)主油箱回油人孔門縫隙封堵嚴(yán)密，杜絕空氣中的粉塵進(jìn)入油中。1周后的油質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果為：5～15μm顆粒數(shù)為3 580個(gè)，達(dá)到NAS 6級(jí)，并從12月17日起停用移動(dòng)式濾油機(jī)。在隨后的1月16日、1月24日、2月13日油質(zhì)化驗(yàn)指標(biāo)全部合格。

3 結(jié)語(yǔ)

造成汽輪機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)顆粒度不合格的原因有很多，但是只要認(rèn)真分析其原因，仔細(xì)排查，一定能夠找出油質(zhì)顆粒度不合格的原因，從而采取相應(yīng)措施及時(shí)消除隱患。

在對(duì)部分電廠調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)：目前國(guó)內(nèi)大部分電廠主油箱負(fù)壓維持在－0.3～－1.5 k Pa。沙洲電廠《2×600 MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定：機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，保證潤(rùn)滑油箱微負(fù)壓－1 k Pa。相比之下，我廠1號(hào)機(jī)主油箱負(fù)壓為－4.1 kPa，2號(hào)機(jī)主油箱負(fù)壓為－4.6 k Pa，顯得過大。為此，2012年3月28日利用排油煙風(fēng)機(jī)出口碟閥進(jìn)行節(jié)流，將主油箱負(fù)壓逐漸調(diào)至－1.0 k Pa左右，運(yùn)行至今證實(shí)了該方案可行。