1000MW機組主機冷油器泄漏原因分析及處理

邢立軍，劉丕源

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東萊州 261400）

1000MW機組主機冷油器泄漏原因分析及處理

邢立軍，劉丕源

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東萊州 261400）

以華電萊州發(fā)電有限公司1000MW機組為例，介紹了汽輪機潤滑油冷油器系統(tǒng)的組成情況，分析了改造前、后冷油器泄漏的原因，并給出了相應(yīng)的處理措施。采取這些措施取得了良好的效果，但無法改變設(shè)計方面的不足，需在運行中總結(jié)經(jīng)驗并改進設(shè)計，以徹底解決泄漏問題。

1000MW機組；冷油器；冷卻水；泄漏分析；處理措施

0 引言

近幾年來，隨著1000MW超超臨界機組大量投入商業(yè)運行，機組的自動化程度越來越高，電廠集控運行人員除常規(guī)的操作調(diào)整外，對機組正常運行參數(shù)的監(jiān)視和分析顯得尤為重要。及時發(fā)現(xiàn)參數(shù)的細微異常并找出原因及時進行處理，能夠有效遏制事故的發(fā)生，保證機組健康、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

華電萊州發(fā)電有限公司（以下簡稱萊州發(fā)電公司）投產(chǎn)1年來，2臺機組各發(fā)生1次汽輪機潤滑油冷油器泄漏事件，導致泄漏的直接原因基本一致，但給機組安全運行造成的影響卻不相同，下面進行具體分析。

1 汽輪機潤滑油冷油器系統(tǒng)組成

萊州發(fā)電公司汽輪機潤滑油冷油器為YL-1150型列管式冷油器，內(nèi)部換熱管為鈦管，正常運行時1臺運行1臺備用；冷卻介質(zhì)為開式海水，由開式泵組進行升壓；＃1機組設(shè)計A，B 2臺10 kV開式泵，＃2機組技術(shù)改造后增加1臺400V管道式開式泵，正常運行時2臺10 kV開式泵備用。由主機冷油器進水調(diào)門來控制冷卻水量，正常運行時冷油器注油門保持常開。

2臺機組投產(chǎn)至主機冷油器發(fā)生泄漏，均由回水氣動調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)冷卻水量來控制主機潤滑油溫度；在機組小修時，改為進水節(jié)流調(diào)節(jié)來控制主機潤滑油溫度，并且在＃2機組大修時增加了小流量C開式泵。調(diào)節(jié)方式變化后，對主機潤滑油溫度的控制比較穩(wěn)定，其對主機冷油器和正常運行操作的影響在下面章節(jié)中詳述。

2 改造前主機冷油器泄漏及處理

2.1 數(shù)據(jù)隔離分析

2013年4月8日，＃1機組主機正常運行中油箱油位上升，A冷油器運行，B冷油器備用，在主油箱底部放油門處有水放出，經(jīng)化驗為海水，判斷為A冷油器泄漏，立即切換冷油器，主機油箱加裝油凈化裝置加強濾油。期間，＃1機組汽輪機軸承溫度有上升趨勢，特別是主機推力軸承溫度上升較多，最高升至94℃（107℃解列），在降低機組負荷后各參數(shù)穩(wěn)定。＃1機組主機A冷油器隔離后解體發(fā)現(xiàn)3根鈦管泄漏。2013年5月3日，＃2機組A主機冷油器在備用狀態(tài)下發(fā)生泄漏，關(guān)閉冷油器注油門后將A冷油器隔離解體后發(fā)現(xiàn)1根鈦管泄漏，沒有造成太大的影響。

2.2 原因分析

這2次冷油器泄漏的主要原因是，冷油器內(nèi)列管中部和下部沒有設(shè)計管板支撐，冷油器內(nèi)列管緊密排列在一起，在冷卻水沖擊和潤滑油壓傳動下，列管最下部產(chǎn)生晃動摩擦，而鈦管管壁較薄，長時間摩擦就可能造成管壁破裂，出現(xiàn)冷油器泄漏。冷卻水壓力大于潤滑油壓力，造成海水經(jīng)過破損點進入潤滑油內(nèi)，在冷油器出口的潤滑油首先到達汽輪機各軸承后再回到主油箱，由于汽輪機各軸承溫度較高，帶有海水的潤滑油進入各軸承對軸承的損害較大。

2.3 處理措施

設(shè)備改造方面，在冷油器下部安裝支撐以減少內(nèi)部列管的晃動摩擦只是權(quán)宜之計，因為內(nèi)部列管仍得不到固定，所以把問題反饋給廠家尋求幫助。

運行方面，將冷油器冷卻水進水門節(jié)流5%～20%，以降低冷油器進水壓力，根據(jù)循環(huán)水溫度變化情況進行調(diào)節(jié)，運行冷油器出水門全開，冷油器回水調(diào)節(jié)門投自動，自動調(diào)節(jié)油溫。開式水系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中，壓力不能大于0.3MPa，以保證油壓大于水壓。備用冷油器注油門開啟，油側(cè)充壓運行；備用冷油器冷卻水出水門全開，進水門全關(guān)。運行中加強對主機油箱油位的監(jiān)視，油位波動大于5mm且有增大趨勢時，要找出原因。發(fā)現(xiàn)主機油箱油位下降，檢查系統(tǒng)沒有明顯的泄漏點且沒有影響主機油位的操作后，立即關(guān)閉主機冷油器注油門，觀察主機油位變化，若油位停止下降，說明備用冷油器泄漏，若油位繼續(xù)下降，則說明運行冷油器泄漏。發(fā)現(xiàn)主機運行冷油器泄漏，立即開啟注油門，備用冷油器出油壓力大于運行冷油器后，開啟備用冷油器冷卻水進水門至20%，向備用冷油器側(cè)旋轉(zhuǎn)冷油器切換閥手輪，將冷油器切換為備用冷油器運行。冷油器油側(cè)切換完畢，關(guān)閉停用冷油器冷卻水進水門，開啟進出水管道放水門，關(guān)閉冷油器注油門，此時主機油箱油位應(yīng)停止下降。關(guān)閉停用冷油器冷卻水出水門，開啟冷油器冷卻水室放空氣門，冷油器消壓放水，防止冷卻水壓力大于油壓，冷卻水從冷油器油側(cè)放空氣管道進入主機油箱。監(jiān)視備用冷油器進出油壓力，當需要關(guān)閉注油門時，要先關(guān)閉備用冷油器冷卻水回水門，開啟進出水管道放水門，開啟水室放空氣門，水側(cè)消壓放水后才能關(guān)閉注油門，任何時候都要保證油壓大于水壓。

3 改造后主機冷油器泄漏及處理

3.1 改造后泄漏

由于冷卻器為海水冷卻，海水的平均溫度較低，冷卻水用量較少。冷油器采用回水調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)門開度很小，冬季時基本處于全關(guān)狀態(tài)，因此，冷油器內(nèi)的冷卻水壓力仍然大于潤滑油壓力，不利于安全運行。利用停機機會將冷油器冷卻水改為進水調(diào)節(jié)冷卻水量，從而保證運行冷油器內(nèi)冷卻水壓力低于潤滑油壓力；＃2機組利用機組大修機會安裝與開式泵并列的400 V永磁式可調(diào)開式泵作為正常冷卻水泵；泵出口壓力由0.70MPa降至0.15MPa，既滿足了潤滑油冷卻要求，又實現(xiàn)了節(jié)能降耗，但冷油器內(nèi)的列管晃動摩擦仍沒有得到有效解決。改造后的主機冷油器冷卻水系統(tǒng)如圖1所示。

2014年3月12日，＃2機組A冷油器再次發(fā)生泄漏。這次泄漏主油箱油位下降較快，＃2機組改為小流量泵C后出口壓力僅為0.15MPa，冷油器冷卻水出口門全開的情況下，由于水側(cè)虹吸的作用冷油器水側(cè)為負壓，因此，冷油器泄漏后加速了潤滑油的泄漏。運行人員發(fā)現(xiàn)主機油箱油位下降后，立即將A冷油器切換為B冷油器運行；在切換過程中冷油器之間的注油門保持開啟狀態(tài)，在冷油器切換至一半時冷油器泄漏量突然增加，主油箱油位急劇下降，又立即將冷油器切回至A冷油器運行，同時聯(lián)系汽機檢修人員進行主油箱補油，主油箱油位補至正常油位后，關(guān)閉冷油器注油門后將冷油器切至B冷油器運行。主機油箱油位仍有緩慢降低的現(xiàn)象，說明B冷油器也有泄漏，只是比A冷油器泄漏輕而已；A冷油器隔離后進行緊急查漏處理，然后將冷油器切回A冷油器，隔離B冷油器進行查漏處理。

圖1 改造后的主機冷油器冷卻水系統(tǒng)

3.2 泄漏原因

此次冷油器泄漏仍是冷油器內(nèi)的列管在水流沖擊和油流的作用力下產(chǎn)生晃動摩擦致使管壁破裂而產(chǎn)生的。咨詢生產(chǎn)廠家，沒有給出明確的改進意見，只是交代在冷油器切換時要緩慢進行，避免對冷油器列管產(chǎn)生過大的沖擊。

此次冷油器泄漏造成主機潤滑油大量泄漏，主要原因是在冷油器切換過程中，備用冷油器也有漏油現(xiàn)象，注油門保持開啟狀態(tài)，在切換閥切至中間狀態(tài)時A，B冷油器并列運行，并且冷油器內(nèi)冷卻水壓力遠低于主機潤滑油壓力，冷卻水側(cè)由于虹吸處于負壓狀態(tài)，加速了潤滑油的泄漏，因此，主機油箱油位下降較快。

3.3 處理措施

此次冷油器泄漏沒有造成主機潤滑油污染，保證了油質(zhì)，但卻使得主機潤滑油大量泄漏，主油箱油位下降較快，同樣威脅機組的安全運行。總結(jié)以上事故，在設(shè)備方面給主機冷油器列管加裝環(huán)向及底部支撐，減少冷油器列管的晃動；運行方面除執(zhí)行以前的措施外，在冷油器切換操作時要緩慢進行；加強對主機油箱油位檢查；冷油器切換時首先將備用冷油器注滿油，再關(guān)閉備用冷油器冷卻水出水門，將冷油器水側(cè)注滿，以降低冷油器內(nèi)列管的管壁壓差及切換時造成的列管晃動度，然后切換冷油器；備用冷油器在備用期間注油門保持全開，發(fā)現(xiàn)主機油箱油位下降時首先關(guān)閉冷油器注油門，從而判斷是備用冷油器泄漏還是運行冷油器泄漏，再進行下一步操作。正常運行中，備用冷油器冷卻水側(cè)注滿水后微開回水門保持一定的水流，以平衡備用冷卻器內(nèi)列管管壁的受力壓差，同時可減小冷油器切換時對主機潤滑油溫度的影響。

4 結(jié)束語

經(jīng)過采取以上措施，主機冷油器運行至今比較穩(wěn)定，但冷油器內(nèi)的列管晃動摩擦仍沒有從根本上消除，事故隱患依然存在，所采取的措施只是延緩了冷油器泄漏的發(fā)生。在以后的生產(chǎn)工作中，需繼續(xù)探索有效的改良措施，保證冷油器安全運行。

（本文責編：白銀雷）

TK 263.86

B

1674-1951（2015）07-0050-02

邢立軍（1974—），男，山東惠民人，技師，從事火力發(fā)電廠機組集控運行方面的工作（E-mail：gaoxing1＠126.com）。

2014-05-26；

2015-06-30

劉丕源（1987—），男，山東定陶人，助理工程師，從事火力發(fā)電廠機組集控運行方面的工作（E-mail：15153577525＠139.com）。