汽輪機潤滑油系統(tǒng)中油中帶水原因分析及對策

王建均

摘要：汽輪機油中帶水會危及汽輪機組安全運行，此文分析了汽封間隙大、軸封套、汽缸、軸承室負壓等可能引起油中帶水的原因，并提出了相應(yīng)的改進辦法。

關(guān)鍵詞：汽輪機；油中帶水；軸封系統(tǒng)；汽封間隙

引言

綿陽市熱電廠兩臺汽輪機由武漢汽輪機制造廠出品，型號：CC12-50/10/5。新蒸汽壓力為4.9MPa，溫度為435℃。該機為單軸、單缸、沖動抽凝汽式汽輪機、共計有4段抽汽。油系統(tǒng)中使用的是46號抗氧防腐汽輪機油。

1號機油中帶水現(xiàn)象低負荷反復(fù)發(fā)生：嚴(yán)重時可以從前箱、2和3瓦軸承箱及4號瓦回油管油窗處看到水珠。空氣中和汽輪機內(nèi)的水蒸氣進入潤滑油系統(tǒng)后凝結(jié)成水，當(dāng)油和水混合在一起后，再被攪動油即被乳化，正常情況下乳化的油料可以重新分離成油和水，但乳化的油料被氧化后就變成永久性的乳化油，它將使?jié)櫥δ馨l(fā)生問題，并導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部件的腐蝕。嚴(yán)重時一些銹蝕物會進入調(diào)節(jié)系統(tǒng)導(dǎo)致調(diào)劑系統(tǒng)發(fā)生卡澀而引發(fā)機組事故。為了避免1號機油系統(tǒng)出現(xiàn)上述嚴(yán)重后果，一是加強了主油箱的放水和濾油，二是調(diào)低軸封供氣壓力。降低軸封供氣壓力，同時也意味著減少軸封供汽量。

1原因分析

（1）高壓軸封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿著轉(zhuǎn)子向外漏出。高壓端部汽封所承受的壓差比較大，額定工況時調(diào)節(jié)級噴嘴處的壓力為4.9Mpa，第4級后壓力則為0.56MPa。為了不致動靜部分發(fā)生碰磨，汽輪機動靜部分之間必須留有一定間隙，間隙的存在也必然要導(dǎo)致漏氣。由于上述兩個原因，很容易使該處的蒸汽竄入軸承室，使油系統(tǒng)中帶有蒸汽凝結(jié)而成的水?？梢娊鉀Q油系統(tǒng)中帶水的問題關(guān)鍵是消除軸封漏氣。如果汽輪機高壓軸封間隙調(diào)整的不符合要求，導(dǎo)致軸封供汽從該處沿軸頸竄入軸承室，造成油中帶水。

軸封間隙的調(diào)整沿轉(zhuǎn)子軸向分布的規(guī)律應(yīng)該是外側(cè)小、里側(cè)大。因為軸封外側(cè)端部距離軸承很近，轉(zhuǎn)子、汽缸垂弧冷熱態(tài)變化對軸封間隙影響很少，轉(zhuǎn)子過臨界轉(zhuǎn)速時該部位的晃度小，不易發(fā)生摩擦。即使發(fā)生摩擦，由于距支點近，剛度相對大一些，不易因晃度巨增而造成彎軸事故，而軸封里側(cè)的情況則恰恰相反，這部分汽封間隙運行狀態(tài)下的晃動度最大，是最容易彎軸的部位，所以應(yīng)該調(diào)整取較大數(shù)值。可見，信號汽封由于在軸封段的最外側(cè)，調(diào)的小些對避免軸封漏汽會有關(guān)鍵性作用。

（2）軸封系統(tǒng)的配置不合理。高低壓軸封供氣聯(lián)在同一根母管而引起供汽分配不均導(dǎo)致軸封漏汽到油系統(tǒng)。

1號機高壓軸封段共有3個腔室，后軸封有2個腔室。漏入高壓軸封第2腔室蒸汽與漏入高壓后軸封，被稍低于一個大氣壓的軸封加熱器引走。由于供汽位置在軸端外側(cè)，若它的壓力調(diào)整不當(dāng)可能使軸封供汽量大于軸封抽汽量而導(dǎo)致油中帶水。

從外部引入的低溫蒸汽首先進入供氣聯(lián)箱，因此被分配成兩根支路。其中一根直接通向高壓前軸封第3腔室；另一根則是母管，同時供高壓汽封和低壓汽封。高、低壓軸封聯(lián)在同一母管的系統(tǒng)造成壓力難以分別調(diào)整，即使是用軸封調(diào)整總門進行調(diào)節(jié)也易使高壓汽封在高負荷時漏汽。

（3）軸封冷卻器也應(yīng)該作解體改造和檢查，重點是考慮提高冷卻能力以致影響抽汽能力，使軸封的排汽不暢從而引起軸封漏出蒸汽。

（4）汽缸結(jié)合面漏汽引起的油中帶水。結(jié)合面包括：汽缸高壓段結(jié)合面，軸封套結(jié)合面。汽缸在受到快速加熱和冷卻時，尤其是汽缸端部靠軸封處，由于該部位的約束緊固螺栓跨距大，對汽缸的約束力明顯弱于其它部位，所以最易發(fā)生變形進而造成漏汽。

2采取的措施

2.1軸封間隙的調(diào)整應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)，考慮到影響汽封間隙的因素很多（包括：上，下缸溫差，轉(zhuǎn)子偏心，軸瓦磨損下沉等多方面），將汽封間隙調(diào)整范圍控制在0.35～0.45mm左右。

2.2改進軸封系統(tǒng)中管徑的合理配置，做到高壓側(cè)泄的出，低壓側(cè)封得住。我們作了如下改動：

（1）高壓軸封的供汽管路上加裝調(diào)節(jié)閥門。

（2）將低壓軸封的供汽管路直接接在供汽聯(lián)箱上，并加裝調(diào)節(jié)閥門，增加該段軸封供汽壓力調(diào)節(jié)的靈活性和獨立性。

（3）低壓軸封供汽母管上加裝了閥門，可以單獨進行操作，從而保證該機真空嚴(yán)密性。

（4）在高壓軸封供汽，低壓軸封供汽管路加裝壓力表以便監(jiān)視各段軸封供汽壓力。

2.3精心研刮高壓缸及軸封套的水平結(jié)合面

高壓缸結(jié)合面修刮執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是：高壓缸隔一條冷緊后0.03mm塞不入，塞入深度不超過1/3。檢查工藝：空扣缸研磨結(jié)合面，擰緊螺栓找硬點。研刮工藝：由硬點中心向外逐漸擴大修刮面增大接觸面積。對于汽缸變形量大的部位采取局部補焊再研刮的工藝方法。 軸封套中分面的刮研工藝：首先拆下所有的汽封塊，將汽封塊槽道的銹蝕物、鹽垢清理干凈。修刮汽封套中分面，消除中分面間隙，0.05mm塞尺賽不進為合格。調(diào)整軸封套的凹窩為中心，裝配新汽封塊，精心調(diào)整汽封塊的徑向間隙和膨脹間隙；裝軸封套時，將軸封套軸向與汽缸凹槽配合間隙調(diào)整為0.03mm～0.05mm之間。

2.4調(diào)整前后軸承箱近汽缸側(cè)的油擋間隙

（1）調(diào)整控制油擋間隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的下限。

（2）在前后軸承箱的油擋齒之間的環(huán)形溝槽內(nèi)填充密封材料。經(jīng)多次試驗比較，我們選定填充羊毛氈的方法。

3結(jié)論與建議

（1）運行人員根據(jù)機組負荷的變化，通過調(diào)節(jié)軸封供汽聯(lián)箱壓力，并通過新加裝的調(diào)節(jié)閥門對軸封各段供汽量進行分配調(diào)整。

（2）軸封系統(tǒng)由母管制變?yōu)閱喂苤坪螅\行人員可以有針對性的對該軸承附近軸封供汽進行調(diào)整，目的明確。

（3）高壓前軸封的供汽閥門與高壓前軸封二段漏汽電動蝶閥一起配合能更好的維持機組低負荷時的真空嚴(yán)密性。

（4）采取高效的濾油設(shè)備，對保證汽輪機油質(zhì)起到了重要作用。

總之，通過對軸封供汽系統(tǒng)的改造，汽缸及軸封套水平結(jié)合面的精心修刮及軸封間隙的精心調(diào)整并采取有效的濾油設(shè)備，對保證機組真空穩(wěn)定，防止油中帶水，避免油質(zhì)乳化，取得了顯著的效果。

（作者單位：宜賓能投光大環(huán)保治理有限公司）