李龑

【摘 要】許昌龍崗二期2×6600MW兩臺小機在正常運行和啟停機過程中，潤滑油中帶水較多的情況，給水泵汽輪機潤滑油中帶水，直接影響機組的安全運行。本文從設(shè)備結(jié)構(gòu)及運行方式上分析了潤滑油中帶水原因，提出了導(dǎo)致潤滑油中帶水的主要因素，并有針對性地提出了治理方案。

【關(guān)鍵詞】小機；潤滑油；帶水；密封；分析；負壓

0.設(shè)備概況

許昌龍崗電廠2*660MW超臨界機組配套的鍋爐給水泵組，小汽輪機為凝汽式汽輪機，型號NK63/71/0，功率10065kW，轉(zhuǎn)速為5689r/min，進汽溫度377.6℃。小汽輪機共有兩組軸端汽封（稱為前、后軸端汽封）均采用高、低齒迷宮密封；給水泵型號是HPT300-340-6S/27A多級臥式離心泵，兩側(cè)軸端密封采用的是螺旋迷宮密封加外部密封水密封。汽輪機拖動給水泵運行。

1.汽泵潤滑油中進水狀況

在機組調(diào)試投產(chǎn)以后，在給水泵組停機、開機和正常運行中發(fā)生多次的潤滑油進水的事件，，潤滑油水分指標已嚴重超標。當(dāng)時監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)汽泵潤滑油箱油位不斷上漲，就地在小汽輪機回油管道窺視窗的有機玻璃上都能明顯看到水珠，立即從油箱底部放水閥放出大量油水混合物，化驗室化驗油中水分為2200mg/L，如此嚴重的潤滑油進水事件，已威脅到了正在運行的設(shè)備安全。此時立即通知檢修配合放出4A小機潤滑油油箱內(nèi)的游離水后，立即投入4A潤滑油凈油裝置，運行方式是“脫水+過濾”。 通過對油箱底部的放水閥將含水量特別高的乳化油放掉，待潤滑油水分化驗基本合格后再補齊足量的油到潤滑油系統(tǒng)中。

2.潤滑油進水原因分析

2.1運行調(diào)控汽泵密封水不當(dāng)造成潤滑油中進水

為了阻止給水泵泵體內(nèi)高壓給水外泄，自由端和傳動端都設(shè)計有螺旋迷宮密封。這種密封結(jié)構(gòu)特點是軸套外圓與襯套內(nèi)圓分別加工方向相反的多頭螺紋，間隙一般控制在0.40-0.48。通過迷宮密封間隙控制泄漏的方式進行汽動給水泵的密封工作。汽泵密封水采用凝結(jié)水泵出口母管來水，其回水分為兩路：一路經(jīng)過密封水回水母管去地溝或凝汽器；另一路回到汽泵前置泵進口電動門前的前置泵進口管道，如圖所示：

如果密封水回水不暢，就有可能造成小機油箱中進水，潤滑油中大量帶水，破壞了潤滑油的油質(zhì)，嚴重影響到汽動給水泵和小機的正常安全運行。

密封水壓力調(diào)整方式：在正常運行情況下：密封水壓力=泄荷水壓力+0.1Mpa，凝結(jié)水以高于泄荷水0.1Mpa的控制壓力注入，壓力控制閥保持密封水與泄荷水之間的壓差在0.1Mpa。汽泵密封水進水通過調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，閥后壓力不宜過高，比汽泵前置泵的進口壓力大0.05Mpa～0.1Mpa即可，密封水進排水溫差大不能高于45℃（35℃高一報警，45℃高二報警），泄荷水管道的隔離門誤關(guān)或閥芯脫落，都會造成泄荷水無法正?；氐角爸帽眠M口。如果泄荷水不能正?；氐狡氨萌肟?，那么汽泵密封水的泄荷水不可避免會增加到回U形水封的水量中去，密封水回水量大，導(dǎo)致回水不暢。

密封水回水量的大小需要現(xiàn)場監(jiān)視，當(dāng)監(jiān)視不力時就會發(fā)生密封水回水腔室底部檢漏孔來不及排水，進而從呼吸器向外大量冒水。此時因給水泵組的潤滑油系統(tǒng)內(nèi)有負壓，水就通過軸承油檔的空隙被吸入油系統(tǒng)中。運行監(jiān)視給水泵的密封效果好壞還有一個指標：密封水回水溫度。當(dāng)該溫度明顯比密封水進水溫度高時（大于35℃即報警），表明泵內(nèi)高溫水外泄或螺旋密封的徑向間隙變大了。

2.2給水泵軸端密封結(jié)構(gòu)缺陷造成潤滑油進水

水泵泵體內(nèi)水側(cè)與軸承腔室的油側(cè)中間只有寬度約25的油擋來分隔，油擋為組合件，內(nèi)部間隙極小。水側(cè)由于滿水存在一定微正壓；油側(cè)由于油箱排油煙風(fēng)機的抽吸作用，存在一定的微負壓；同時油側(cè)的呼吸器（濾芯是燒結(jié)濾芯）因灰塵堆積而堵塞，因此，一旦滿水極易將水分吸入潤滑油系統(tǒng)中。給水泵泵軸設(shè)計因考慮到剛性要求，水側(cè)與油側(cè)的軸向長度（也即油擋寬度）不可能設(shè)計得過長。其次潤滑油系統(tǒng)為使各軸瓦處的油煙不外冒和回油更順暢，必須保證潤滑油系統(tǒng)是負壓的。正因為給水泵軸端的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，給水側(cè)的水分較易跑到油系統(tǒng)中去。

2.3汽輪機軸封系統(tǒng)設(shè)計不合理造成潤滑油進水

給水泵汽輪有低壓汽源和高壓汽源兩路，采用自動內(nèi)切換。低壓汽源也有兩路：高溫輔汽和四抽。正常運行時由低壓汽源供汽，高壓汽源作為備用。本機共有前、后兩組軸端汽封，分別引自主機的高壓、低壓軸封供汽母管。給水泵組排汽經(jīng)由排汽蝶閥接入主機凝汽器。本機兩組軸端汽封均是迷宮式汽封。本機投運操作一般過程如下：給水泵密封水投運→潤滑油系統(tǒng)投運→泵體注水放氣→盤車→投軸封汽和拉真空→沖轉(zhuǎn)。停運過程： 停機盤車→真空破壞→撤軸封汽→停盤車→泵體放水→停運潤滑油系統(tǒng)。由于運行人員對系統(tǒng)的認識不足，特別是操作軸封汽和拉真空時，往往因人而宜，操作時間、軸封汽壓力調(diào)節(jié)差別較大。投運軸封汽后沒有及時拉真空，汽缸和軸封體內(nèi)充滿大量蒸汽，使小機兩端軸封汽外溢。停運過程中，破壞真空沒有及時隔離軸封汽，加之汽缸內(nèi)殘余蒸汽的蒸發(fā)，汽缸內(nèi)微正壓，會使軸封汽外溢。因為軸封外檔與油箱外油檔一般距離只有40-50，所以外溢蒸汽非常容易被潤滑油系統(tǒng)的負壓吸入油室中，從而致使油質(zhì)乳化。

3.采取有效措施避免汽泵潤滑油中進水

3.1加強汽泵密封水運行監(jiān)視和調(diào)整，避免汽泵潤滑油進水

通過以上對給水泵組結(jié)構(gòu)及運行操作的詳細分析，在機組啟動、停機和正常運行過程中都有可能發(fā)生潤滑油進水的事故。

啟動階段，在泵體注水前先投運密封水系統(tǒng)，且將密封水差壓控制在50KPa左右；注意現(xiàn)場給水泵軸端的檢漏孔滴水情況，盡量避免泵側(cè)呼吸器冒水；主機建立真空以后稍開小機排汽蝶閥的旁路閥，控制小機排汽缸真空在-50KPa左右，避免由于閥門內(nèi)漏導(dǎo)致汽缸內(nèi)起壓并且可將含水量大的空氣抽走；適當(dāng)關(guān)小小機油箱排油風(fēng)機出口閥，使得油箱內(nèi)保持微真空-2KPa左右，同時保證各軸承回油順暢；檢查小機前、后軸封處保溫層，若有遮擋則聯(lián)系相關(guān)人員清除；投入軸封蒸汽時，就地緩慢開啟軸封進汽電動閥，注意觀察兩端軸封和汽缸頂部調(diào)閥門桿漏汽為不可見。

正常運行階段，時刻關(guān)注密封水差壓的波動大小，一般控制在100KPa-125KPa之間；關(guān)注密封水回水溫度，一般比密封水溫度略高8℃左右，若過高的話則適當(dāng)調(diào)大密封水差壓；注意觀察對比檢漏孔滴水大?。患皶r排出小機排油煙風(fēng)機出口油煙分離器內(nèi)積水。

停運階段，及時調(diào)節(jié)密封水差壓，使呼吸器不冒水；檢查小機排汽減溫水閥已可靠隔離；關(guān)閉小機排汽蝶閥后注意排汽壓力不起壓，若有必要則微開小機排汽蝶閥旁路閥；關(guān)閉前、后軸封電動閥后必須手動搖嚴，并及時開啟閥后的疏水閥；不影響主機和鄰小機的情況下，微開小機軸封回汽至軸加風(fēng)機隔離閥；必要時停運小機排油煙風(fēng)機；真空即將到零時及時隔離軸封汽；及時觀察油箱油位的變化；及時對油箱放水。

3.2進行軸承呼吸器內(nèi)濾芯改造或定期清理，從而避免汽泵潤滑油進水

小機正常運行階段造成潤滑油進水的一個關(guān)鍵原因是油系統(tǒng)為微負壓。降低負壓可以抑制潤滑油進水的發(fā)生機率。第一種方法，因汽機房打掃衛(wèi)生灰塵和緊鄰區(qū)域磨煤機漏粉，造成軸承呼吸器內(nèi)燒結(jié)濾芯灰塵堵塞，且流通面積較小，導(dǎo)致該處局部負壓升高，因此將該濾芯改造，加大流通面積，選用80目的不銹鋼濾布包裹，減少了該處的負壓，使得潤滑油系統(tǒng)抽吸水分的能力降低；第二種方法，及時定期清理可以軸承呼吸器內(nèi)燒結(jié)濾芯灰塵或更換濾芯，減少回油系統(tǒng)在該處的的負壓，從而在檢漏孔處接一臺風(fēng)機人為在油擋一側(cè)造成一個負壓。

禹州龍崗電廠使用了第二種方法，大大降低了潤滑油進水的概率，特別是在4A汽泵組上的應(yīng)用證明了這種方法的有效性。當(dāng)時軸承呼吸器內(nèi)燒結(jié)濾芯灰塵堵塞，監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)4A汽泵組小機油箱油位805mm較之前790mm增長15mm（油箱溫度及環(huán)境溫度不變情況下），令巡檢就地檢查4A小機回油窗掛有水珠狀物質(zhì)，令巡檢從油箱底部放油發(fā)現(xiàn)油中帶水較多。令巡檢配合運檢對4A小機油箱底部放水，將4B小機濾油改為4A小機潤滑油濾油，化驗室告4A小機潤滑油濾網(wǎng)水分為2400mg/l，運檢辦票清理4A汽泵兩側(cè)軸承室呼吸器和加強油箱底部放水以及油系統(tǒng)濾油，然后化驗室告4A小機潤滑油水分達到良好值20mg/l。

3.3進行汽輪機軸封系統(tǒng)和進汽管道改造，啟停機時正確操作軸封系統(tǒng)，避免汽泵潤滑油進水

停機檢修時，為了提高軸封系統(tǒng)管路隔離的嚴密性，進行以下改造：小機前、后軸封進汽電動閥后加裝密封質(zhì)量較好的手動隔離閥和放水閥；軸封回汽隔離閥前加裝放水閥等。

停機檢修時，拆除冗余且內(nèi)漏的高壓主汽閥及相關(guān)管路。通過設(shè)備改造盡可能消除小機單獨隔離時有可能進入汽缸和油系統(tǒng)的蒸汽來源。

在機組啟動階段，盡量縮短軸封供汽與真空建立之間的時間，避免真空未建立軸封供汽時間太長；停機時也應(yīng)在真空破壞后及時停供軸封汽。在運行操作時應(yīng)充分考慮到這一點， 目前在啟動、停機操作卡中均已列出，但這些需人為進行控制，具體可在相關(guān)的啟、停措施中加以說明。

3.4進行汽泵冷油器運行監(jiān)視和定檢，避免冷卻器泄露造成潤滑油進水

由于冷油器冷卻水采用循環(huán)水，受水庫補給水和城市中水影響循環(huán)水水質(zhì)經(jīng)常惡化。潤滑油冷卻器冷卻水氯離子80mg/L以上，造成冷卻器內(nèi)壁腐蝕和電化學(xué)腐蝕，從而造成給水泵油系統(tǒng)一直存在著備用狀態(tài)下工作冷油器油側(cè)進水，造成給水泵啟動后油系統(tǒng)含水量超標。

所以：一方面化驗室將汽泵潤滑油中水分測量固化為定期工作，運行中加強汽泵潤滑油箱油位監(jiān)視和定期冷卻水排水觀察水樣，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理冷卻器油中進水異常；另一方面利用小修機會對汽泵冷卻器進行檢查和修理，從而避免汽泵冷油器油中進水。

4.采取有效措施后的效果評價

根據(jù)以上分析，該電廠利用機組的計劃檢修機會，依次將每臺小機的前、后軸封進汽管路、小機高壓汽源和汽泵軸承腔室的呼吸器進行了徹底改造和清理檢修；并且加強運行監(jiān)視和正確調(diào)整，此后經(jīng)歷了幾次開、停機操作都沒有發(fā)現(xiàn)潤滑油進水事件，油樣化驗結(jié)果多保持在合格的范圍內(nèi)≤80mg/L，取得了良好的效果。

【參考文獻】

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[3]長沙理工大學(xué)組編.600MW火電機組系列培訓(xùn)教材 汽輪機設(shè)備檢修.中國電力出版社.

[4]曾賢.給水泵汽輪機油中帶水原因分析及對策.電力安全技術(shù).