650MW汽輪機軸瓦漏油缺陷治理

熊建新

（中核核電運行管理有限公司，浙江嘉興 314300）

0 引言

秦山第二核電廠1#～4#機組是650 MW 核電機組，為哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的HN642-6.41 型單軸、四缸六排汽帶中間汽水分離再熱器的反動凝汽式汽輪機，日常運行期間汽輪機低壓缸軸瓦均存在不同程度甩油。

潤滑油經(jīng)油泵加壓注入軸承中，部分在軸承邊緣濺出，大部分通過回油孔流入軸承箱體，并回流至主油箱。另外部分油有可能通過軸的引導至油擋附近，如果壓力過大會突破油擋的阻擋、收集作用到軸承箱外部，形成外漏。另外軸承箱內(nèi)部的油氣混合物會溢出到外部形成外漏。

原始設計外油擋通過銅齒間隙密封作用達到防治汽輪機油外泄的效果。但于汽輪機轉(zhuǎn)子運行軌跡并非正圓，尤其在啟停機過臨界轉(zhuǎn)速，機組振動增大時銅齒磨損，原來按圖紙標準調(diào)整的油擋間隙增大且無法彌補，這樣在長期運行狀態(tài)下，造成了潤滑油外漏，軸瓦浮動油環(huán)磨損，導致軸瓦泄油量增大，也易造成軸瓦甩油。

軸承箱內(nèi)真空是否與主油箱一致的問題，在機組油沖洗階段觀察，回油通暢，沒有堵塞或是管徑過小等明顯缺陷，這樣真空度應該是一致的，但是不排除部分區(qū)域存在回流量大，使得真空不足，引發(fā)油氣外泄。

1 造成后果

汽輪機軸瓦漏油缺陷，不僅影響機組美觀，持續(xù)的漏油還會導致潤滑油缺失，需要關(guān)注主油箱油位，適時進行補油工作。同時，在高壓缸1#，2#瓦區(qū)域的漏油將直接造成保溫燃燒觸發(fā)停機信號，給機組正常運行帶來重大威脅。

2018年4月4日凌晨00：15，運行人員發(fā)現(xiàn)汽輪機2#瓦下方及側(cè)面有煙霧，啟動整體生產(chǎn)待命，凌晨00：25 汽輪機2#瓦處煙霧基本得到控制，現(xiàn)場狀態(tài)受控，整體生產(chǎn)待命終止。

2018年6月11日18 時41 分，運行巡檢人員發(fā)現(xiàn)1#汽輪機2#軸瓦下部保溫層有明火出現(xiàn)，及時報告1#主控并使用手提式干粉滅火器開始處置工作，主控及時啟動了二級干預和三級干預，及時撲滅明火，現(xiàn)場處置得當，無人員傷亡，設備無損壞，機組運行受控，現(xiàn)場保溫層過火面積約2 m2。

兩起運行事件均因軸瓦漏油導致機組起火，進而造成嚴重經(jīng)濟損失。

2 缺陷處理

針對汽輪機漏油缺陷，結(jié)合汽輪機軸承箱及軸瓦結(jié)構(gòu)，首先調(diào)整了軸瓦浮動油封間隙標準值，由1.06 mm 下調(diào)至0.76 mm，但伴隨著浮動油封間隙值的減小，汽輪機運行期間軸瓦溫度值隨之上漲，接近85 ℃（軸瓦正常運行溫度控制應小于90 ℃），給機組運行引入了安全隱患，降低了設備可靠性，而漏油缺陷仍然存在，因此，通過修改浮動油封間隙無法徹底消除缺陷。同理，也嘗試減小軸瓦外油擋間隙，由1.03 mm 減小至0.85 mm 頂部間隙，期望能夠減小油霧外漏，間隙減小后，機組運行初期，軸瓦漏油量確實有所好轉(zhuǎn)，但伴隨機組運行，外油擋齒會逐漸磨損，間隙變大，最后仍然出現(xiàn)漏油缺陷。

考慮到油擋回油不暢會形成積油隨大軸甩出的情況，將外油擋底部回油孔通過機加工形成回油槽，增大回油通徑，以期減小甩油量，但實施效果并不理想，仍然存在回油不暢甩油缺陷。最后，通過分析機組軸承箱運行參數(shù)控制，正常運行期間軸承箱設計為微負壓運行，從而將運行期間軸承箱形成的油霧抽走，避免外漏。因此，提高軸承箱負壓，有望消除油霧外漏缺陷，但通過各機組實際調(diào)整情況，仍無法徹底消除漏油缺陷。

3 優(yōu)化改型

在明確該問題為設計缺陷后，廠內(nèi)積極聯(lián)系原廠家哈爾濱汽輪機廠，就目前缺陷情況進行充分溝通交流，尋求解決辦法。通過與原廠家共同分析研究，決定優(yōu)先對汽輪機低壓缸3 至8瓦油擋進行優(yōu)化改型，以期達到消除缺陷目的：擋油板厚度向軸承箱內(nèi)側(cè)增加，厚度由原來的38 mm 增加至62 mm；增加擋油板中部回油槽；增加齒封數(shù)量；增加擋油板集油槽。

通過類比汽輪機軸封系統(tǒng)多道密封齒的結(jié)構(gòu)形式，增加擋油板的厚度，向軸承箱內(nèi)側(cè)增加一道油封齒，同時增加油封齒的數(shù)量；在擋油板中部增加回油槽，并在擋油板上增加集油槽，使油霧凝聚后能快速回流至軸承箱，而不至于隨軸甩出形成漏油，可有效控制油霧外漏，避免凝結(jié)油跡甩出。

后續(xù)通過機組大修窗口對汽輪機相應軸瓦外油擋進行更換，機組運行期間再無漏油現(xiàn)象，成功消除了汽輪機軸瓦漏油缺陷，為汽輪機組安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。