汽輪機(jī)主油泵出口漏油的預(yù)防措施

李宏亮

鄭州市鄭東新區(qū)熱電有限公司，河南鄭州 451464

0 引言

現(xiàn)在火力發(fā)電機(jī)組逐漸向大型化、煤耗低的方向發(fā)展，原來建成投產(chǎn)的200MW和300MW汽輪機(jī)在很多地區(qū)國(guó)家發(fā)改委已不再批準(zhǔn)建設(shè)此類機(jī)組。在靠近城市冬季需供熱的機(jī)組大多是國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的200MW和300MW發(fā)電機(jī)組，太大容量的機(jī)組供熱不太成熟，還得靠此類機(jī)組進(jìn)行供熱。早期的設(shè)計(jì)主油泵出口一般采用法蘭連接，在正常運(yùn)行時(shí)一般不會(huì)發(fā)生漏油事故。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，密封的法蘭墊子年久老化，在主油泵出口2MPa壓力下，破損處汽輪機(jī)透平油呈霧狀噴出，附近高溫?zé)嵩摧^多，一旦泄露極易造成火災(zāi)，危及整個(gè)機(jī)組及廠房的安全。如何杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生？下面就某個(gè)火電廠因主油泵出口漏油造成火災(zāi)進(jìn)行分析并提出改造措施。

1 概述

國(guó)內(nèi)某地區(qū)前幾年投資興建的兩臺(tái)200MW火電機(jī)組剛建成投產(chǎn)一年多就發(fā)生了汽輪機(jī)前箱機(jī)頭下面主油泵出口漏油著火造成汽輪機(jī)前箱控制元件及DEH控制閥燒毀，主油泵燒壞，部分主瓦磨損，高壓缸大軸發(fā)生輕度彎曲，機(jī)頭下方高溫取樣儀表及閥門燒壞，汽輪機(jī)控制電纜全部燒壞，汽輪機(jī)上方主廠房鋼架由于大火高溫坍塌，主廠房房頂天窗有機(jī)玻璃大部分變形脫落，損失近千萬元。

2 著火的原因及損失分析

大火經(jīng)消防隊(duì)員3個(gè)小時(shí)奮戰(zhàn)后終于撲滅，事后請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)著火原因進(jìn)行分析，由于這種火災(zāi)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有此方面先例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的監(jiān)控及著火時(shí)的現(xiàn)象分析，專家首先對(duì)汽輪機(jī)前箱主油泵出口法蘭進(jìn)行檢查，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，先讓檢修人員小心將主油泵出口法蘭卸開，觀察法蘭石棉墊有無缺失就可證實(shí)是否是此處漏油引發(fā)的火災(zāi)。經(jīng)過30分鐘的工作，法蘭被拆開，經(jīng)過檢查，石棉墊子對(duì)著高溫取樣架處有一1.5×2厘米的破損。由于在著火時(shí)伴隨有很刺耳的蒸汽泄漏聲，起初懷疑是不是高溫管道由于材質(zhì)原因爆裂沖刷引起主油箱內(nèi)透平油在高溫烘烤下溢流造成著火，通過檢查證明確實(shí)是主油泵出口法蘭石棉墊子泄漏，霧狀的透平油在高壓下噴到高溫管道上著火，濃煙擋住了觀察人員的視線，高溫讓人也無法靠近進(jìn)行觀察，高溫取樣架進(jìn)口主蒸汽管道在大火的加熱下，鋼材發(fā)生高溫變形爆裂，高溫蒸汽加重了漏油區(qū)域的溫度，直接引起廠房?jī)?nèi)溫度過高，燒塌主廠房鋼架屋頂。汽輪機(jī)在著火后主保護(hù)動(dòng)作打閘停機(jī)，運(yùn)行人員破壞真空緊急停機(jī)，從而造成高壓缸大軸彎曲。

3 預(yù)防措施及改造方案

原因分析確定后，根據(jù)火災(zāi)損失情況統(tǒng)計(jì)后，機(jī)組必須進(jìn)行大修后才能在下一步試開機(jī)檢驗(yàn)火災(zāi)對(duì)機(jī)組的影響。但主油泵出口如何進(jìn)行整改才能避免以后運(yùn)行不再發(fā)生類似悲劇。

經(jīng)過專家和技術(shù)人員分析，對(duì)原設(shè)計(jì)提出了幾種改造方案，現(xiàn)分析如下：

1）進(jìn)行大的技術(shù)改造

為了防止主油泵出口法蘭泄漏造成透平油漏出著火，在原出口法蘭外加一根直徑比原油管道大一倍的管道直接焊接到主油泵出口法蘭外圍，回油直接回到主油箱，萬一漏油，如果漏量大，主油泵出口壓力不足以提供汽輪機(jī)隔膜閥上油壓需求僅會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)停機(jī)，不會(huì)造成透平油泄漏到主油箱高溫管道上引起火災(zāi)。如果漏量小運(yùn)行人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃停機(jī)，不會(huì)造成緊急停機(jī)造成汽輪機(jī)軸系彎曲。后來汽輪機(jī)油系統(tǒng)一般都采用進(jìn)到汽輪機(jī)用于軸瓦潤(rùn)滑的透平油布置在里面，軸瓦回油由于壓力低，屬于無壓回油，可以布置在高壓油管道外面，即使泄漏僅會(huì)回到主油箱，不會(huì)造成火災(zāi)。主油泵出口采用此種方案最為可靠。國(guó)產(chǎn)200MW汽輪機(jī)由于屬于早期產(chǎn)品，一般沒有這樣設(shè)計(jì)。再說，此次火災(zāi)主油箱沒有波及，油管道內(nèi)及主油箱內(nèi)還有存油，進(jìn)行這種改造方案必須在油管道及主油箱上動(dòng)火，存在很多不安定因素，主油箱油即使全部放掉，還必須進(jìn)行清理才能動(dòng)火，改造方案比較復(fù)雜，但不失為一種好的方案。

2）僅對(duì)主油泵出口法蘭墊子進(jìn)行改造

根據(jù)專家分析，由于主油箱出口法蘭墊子破損導(dǎo)致此次火災(zāi)。我們就從法蘭墊子改造入手，通過查閱有關(guān)資料，比較成熟并且有個(gè)別廠家采用紫銅法蘭墊子可以避免由于安裝及運(yùn)行時(shí)間過久導(dǎo)致原來采用的石棉墊子老化導(dǎo)致漏油，但此種墊子對(duì)安裝要求非常高，有一點(diǎn)的傾斜及受力不均都有可能導(dǎo)致墊子接觸不好從而導(dǎo)致漏油的發(fā)生。如果安裝工藝及安裝人員技術(shù)過硬可以采用此種改造方案。

3）在主油泵出口加裝防止透平油泄漏到高溫管道上的裝置

防止火災(zāi)發(fā)生最根本措施就是在法蘭墊子破損時(shí)不讓高壓霧狀透平油泄漏到高溫管道上，我們可以從這方面入手，經(jīng)過分析，技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一種類似于在主油泵出口加裝防護(hù)管道的裝置。此管道為便于加工可以做成方形，在法蘭出口處上沿先加工一個(gè)方形的厚度2mm的鋼板，便于固定防止透平油泄漏的裝置，沿主油泵出口管道方向布置向下，上端通過方形鋼板固定，下面直接通到汽輪機(jī)5米平臺(tái)上并向外延伸到遠(yuǎn)離高溫管道處，在出口下面放置一個(gè)容器，運(yùn)行人員煤兩個(gè)小時(shí)對(duì)此管道出口進(jìn)行巡回檢查，一發(fā)現(xiàn)有油滴下迅速報(bào)告，聯(lián)系檢修人員檢查，并通知主控制室對(duì)主油泵出口油壓進(jìn)行分析，看有無下降的趨勢(shì)，及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。每隔兩個(gè)小時(shí)巡回檢查不一定就會(huì)及時(shí)分析漏油，在裝置出口處加裝一個(gè)檢測(cè)用的攝像頭，并把此畫面做到控制室監(jiān)控畫面上，一抬頭就可以觀察到裝置出口情況，隨時(shí)掌控。如果運(yùn)行中發(fā)生漏油，法蘭外面的防護(hù)裝置可以防止霧狀透平油噴到高溫管道上，從而避免火災(zāi)的發(fā)生，為運(yùn)行人員停機(jī)爭(zhēng)取時(shí)間。此方案投資小，便于操作。當(dāng)然，在一個(gè)大修周期，必須對(duì)原采用的法蘭墊子進(jìn)行更換，做到防患于未然。

4 結(jié)論

通過對(duì)以上幾種方案的對(duì)比分析，現(xiàn)在正在服役的以上油系統(tǒng)設(shè)計(jì)的機(jī)組根據(jù)本廠的技術(shù)實(shí)力可以選擇其中一種，本著易操作、投資小的優(yōu)點(diǎn)，筆者認(rèn)為采用第三種方案最為理想，若有更好的方法，歡迎提出共同學(xué)習(xí)。只要能夠避免類似的火災(zāi)發(fā)生，為國(guó)家減少損失，為有同類設(shè)計(jì)的火電廠減少不必要的損失而貢獻(xiàn)一點(diǎn)微薄的力量。

[1]康松，楊建明，胥建群編著.汽輪機(jī)原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.

[2]程敬之主編.機(jī)械設(shè)計(jì)及制造[M].水利水電出版社.河海大學(xué)機(jī)械學(xué)院，1993，10.