汽轮机油中带水原因分析及解决方案.doc

1、汽轮机油中带水原因分析及解决方案摘 要汽轮机油中带水严重时会威胁到汽轮机组的安全稳定运行，长期油中含水，将造成设备的腐蚀及损坏，尤其是调速系统如长期油中含水，有发生汽轮机转子超速飞车汽轮机报废的可能性。为此分析了汽封间隙大，排烟系统，轴封排气，汽缸轴承室负压等可能引起油中带水的原因，并分别提出了相应的改进办法。 关键词汽轮机 油中带水 轴封系统 汽封间隙 轴承室负压 中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0170-01 胜利发电厂 #1 汽轮机由东方汽轮机制造厂生产，型号：N220-12.7/535/535 型，新蒸汽压力为 12.7 MPa，主在

2、热蒸汽温度为 535 度，该机为超高压中间再热三缸三排汽凝汽式汽轮机，汽轮机共计有 8 段抽汽，油系统中使用的是 20 号汽轮机透平油。 #1 机油中带水现象 08 年冬天高负荷下反复发生，严重时可以从多个轴承室排油管的回油窗处发现附着于玻璃上的大量水珠，微水含量曾达到 0.95%，大大超过标准，标准为0.03%。空气中的和汽轮机内的水蒸汽进入润滑油系统后凝结成水，当油和水混合在一起后，再被搅动油即被乳化。正常情况下乳化的油料可以重新分离成油和水，但乳化的油料被氧化后就变成永久性的乳化油，它将使润滑功能发生问题，并导致调节系统各部件的腐蚀，严重时一些锈蚀物会进入调节系统导致调节系统部件发生卡涩

3、而发生机组事故。为了能够避免 1 号机油系统出现上述严重后果，加强了主油箱的放水和滤油，调整了各轴承室，主油箱，低加加热器负压，调低轴封供汽压力等措施。从运行记录来看，母管供汽压力已经调低到 0.014MPa，低于机组正常运行时额定轴封供汽压力范围0.03MPa0.05 MPa。 1 原因分析 1.1 高压缸轴封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿着转子漏出 高压缸前后的端部汽封所承受的压差比较大，额定工况时调节级喷嘴处的压力为 10.29MPa，对于 15 级后压力则为 1.25 MPa。不但轴封两侧有压差存在，而且为了不使动静机件发生碰磨，轴封齿之间总要留有一定间隙，间隙的存在也必然要导致漏汽

4、，漏汽量一般要达到总汽量的0.5%。由于上述两个原因，很容易使该处的蒸汽沿转子窜入轴承室，引起轴承温度升高，使油系统中带有由蒸汽凝结而成的水。可见解决油系统中带水的问题的一个关键是消除轴封漏汽。 如果汽轮机高压缸前段轴封间隙调整得不合适，会导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承室，造成油中带水，油质恶化。轴封间隙沿转子轴向分布的规律应该是外侧小里侧大，因为轴封外侧端部距离轴承很近，转子汽缸冷热态变化对轴封间隙影响很少，转子过临界转速时该部位的晃度小，不易发生摩擦即使发生摩擦，由于距支点近，刚度相对大一些，不易因晃度巨增而造成弯轴事故，而轴封里侧的情况则恰恰相反，这部分汽封间隙运行状态下的不确定度最大

5、，正是易弯轴的部位，所以应该调大一点。由此可见，端部汽封由于在轴封段的最外侧，调得小些对避免轴封漏汽会有关键性作用。 目前来看，由于检修人员考虑机组启动通过临界转速时发生动静摩擦引起振动，并可能使局部过热造成轴弯曲而尽量将汽封间隙调整到上限。实际上，在现在间隙的给定量内发生动静磨损的机率比较小，因此轴封间隙调整应该接近下限。轴封间隙所给出的标准上下限范围过于大，最大达到 1.1 mm，这也给检修人员留下了较大的调整裕量。 1.2 轴封系统的配置不太合理 1999 年#1 通流部分改造，机组额定负荷由 200MW 升至 220MW，轴封系统未做改造。经过长时间的运行，轴封系统在机组带高负荷时轴封

6、供汽排汽存在较大问题，轴封系统漏气较严重，轴封供气不能及时被引走，汽机有多个轴瓦经常有漏气现象发生。 #1 号机高压前，后，中压前轴封段留有 4 个腔室，低压缸轴封留有2 个腔室。高压蒸汽漏入高压前、后、中压前轴封第 1 腔室后被引入 5 段抽汽加热凝结水；漏入高压前，后，中压前轴封第 2 腔室蒸汽引至轴加加热器凝结放热，还有一路是引至#8 低加加热器与 8 抽一同加热#8 低加的凝结水。轴封二漏一方面可以阻止空气漏入汽缸，另一方面可以阻止高温蒸汽继续外流，避免这股蒸汽在泄漏到高压前后最外侧腔室后再与空气混合，被稍低于 1 个大气压的轴封抽气器引走。轴封最外侧是高低压端部泄气，这股蒸汽被引至轴

7、封抽气器。由于轴封供汽位置在轴端外侧，若它的压力调整不当可能使轴封供汽量大于轴封抽汽量而导致油中带水。 我厂#1 机轴封汽源有二路，一路是高压联箱，一路是系统自带的除氧器。轴封蒸汽首在进入轴封系统前被高低压轴封电动门手动门分配成两根支路。其中一根直接通向高压前，后，中压前轴封第 3 腔室，另外一根则是低压轴封母管。高压缸前，后，中压前轴封供汽以及低压轴封供气在统一轴封供气调整门各有一个进汽手动门可以分别调整轴封供汽压力。在压力一定的情况下，流量则由预先设计好的管道尺寸决定。从整台机组来看：高低压轴封在负荷变动情况下难以对各级轴封压力分别调整。在机组调峰负荷变化时，各级工作段压力变化比较大，即使

8、是用轴封调整总门进行调节也易使高压缸前部在高负荷时漏汽，而中压缸前部轴封正对 2，3 瓦轴承室。 1.3 控制好高压缸前，后，中压缸前轴封第二腔室漏汽是防止轴封漏汽的关键 试验表明，如果在负荷变动的情况下，二段漏汽未作调整，汽封处就会有明显的漏汽存在。所以在保证机组真空的前提下，二段漏汽压力也应该尽量调低，防止油中带水。在机组运行中，当机组增加负荷时，轴封漏汽量增加，需要开大二段漏汽至加热器门；当机组减负荷时，又要防止空气从二段漏汽进入轴封冷却器进入凝汽器影响机组真空，需要关小该阀门二段漏汽至加热器门均为手动门，随着机组负荷的变化，运行人员必须频繁地就地进行操作，增加了调整难度，对机组安全运行

9、有不利影响。 2 采取的措施 2.1 轴封间隙的调整应该严格执行质量工艺标准，如考虑到影响汽封间隙的因素很多，在不影响机组安全运行，不产生动静摩擦的前提下将汽封间隙调整在允许范围的下限。 2.2 轴封系统的改进调整。 2.3 在 08 年 11 月#1 机小修时将#1 机轴加至凝结器疏水直通管与#8低加至凝结器疏水直通管分开，分别接入#1 凝结器。高压缸用压缩空气查漏，将高压缸前后轴封体结合面漏点焊死。 2.4 采取及时有效的滤油设备也是保证汽轮机油质合格的重要手段。为此，在#1 机主油箱下安装了一台滤油机，由汽机运行人员定时放水，同时也缩短了油管路长度，取消了不必要的截门和管路，简化了滤油系

10、统，增强了汽轮机油的循环倍率，使改造后的滤油品质上升了一个等级，取得了非常显著的效果。 3 结束语 通过上述改进，从各瓦回油室回油窗玻璃上已经看不到水珠，油中微水含量将为 0.05%左右。 3.1 运行人员根据机组负荷的变化，通过控制轴封供气电动门调整轴封供汽压力，利用轴封一、二漏电动门手动门，高低压端部泄气手动门开度来调整轴封排气对轴封漏气起到了很好的效果，有效的减少了油中含水量。 3.2 轴承室、主油箱负压的监视调整不仅缓解了油中含水的问题，而且对轴瓦漏油也起到了很好的作用。调整主油箱负压-25mm 水柱，轴承室负压-10mm 水柱。 3.3 开启高低压轴封管道疏水，高压（高压前、高压后、中压前）轴封一漏管道疏水至凝结器疏水门，与轴封一、二漏电动门手动门，高低压轴封端部泄气手动门一起配合能更好的维持机组低负荷时的真空严密性，防止汽封漏气。 参考文献 1 沈士一.汽轮机原理M.北京.水利电力出版社.1992 年. 2 王国清.汽轮机设备运行M.中国电力出版社.2005 年.