汽輪機潤滑油中帶水分析

劉玲

摘要：汽輪機是工業(yè)生產中的重要動力機械設備，可以直接用于發(fā)電來驅動船舶螺旋槳、壓縮機、風機等，汽輪機的運行狀態(tài)直接關系著工業(yè)生產的正常進行。在汽輪機的實際應用過程中，經常出現汽輪機潤滑油中帶水的情況，潤滑油中帶水不僅會影響汽輪機的冷卻散熱和調速，最嚴重的是影響潤滑油的潤滑性能，導致汽輪機軸承溫度迅速升高，增大內部零件磨損，破壞油膜，軸頸磨損，降低汽輪機金屬設備的抗腐蝕性，甚至造成汽輪機調速系統(tǒng)運轉不靈，嚴重影響汽輪機的安全穩(wěn)定運行。因此要做好汽輪機潤滑油的帶水分析，有針對性的采取相應處理措施，確保汽輪機始終處于良好的運行狀態(tài)。

關鍵詞：汽輪機；潤滑油；帶水分析；處理措施

在汽輪機運行過程中，閃點、酸值、水分、顆粒度、粘度等是潤滑油重要的監(jiān)測指標，而其中水分是汽輪機潤滑油最重要的監(jiān)測指標。當前，我國很多火電廠的汽輪機都存在著潤滑油進水的問題，潤滑油水分超標會影響潤滑效果，破壞油膜、損壞軸承、速汽輪機設備老化。同時，汽輪機啟動的瞬間，由于潤滑效果不佳，會導致汽輪機難以迅速啟動，從而嚴重影響汽輪機組的運行效率和發(fā)電量。根據汽輪機運行的實際情況，深入分析汽輪機潤滑油帶水的主要原因，從而采取有效的處理措施，確保汽輪機安全、穩(wěn)定的運行。

1.汽輪機潤滑油帶水的危害

1.1電磁線圈絕緣性能下降

汽輪機的軸承箱中設置有電磁線圈變送器，電磁線圈和潤滑油中的水分相接觸，會使電磁線圈的絕緣性能下降，導致電磁線圈變送器的保護失靈，嚴重影響汽輪機的安全、穩(wěn)定運行。

1.2影響發(fā)電機絕緣性能

汽輪機潤滑油中的水分會逐漸滲入機組的密封系統(tǒng)，水分汽化之后，會影響汽輪機發(fā)電機的絕緣性能，導致汽輪機密封瓦之間的摩擦量越來越大，增加汽輪機的用油量，影響汽輪機機組的安全穩(wěn)定性。

1.3惡化油質

汽輪機潤滑油中含有大量的水分，會降低潤滑油的粘度，惡化潤滑性能，在汽輪機機組軸承上難以形成油膜，從而影響汽輪機組軸承的運行性能和承載能力，增大機械摩擦，損壞軸瓦，使得汽輪機潤滑油溫度升高，加速油質的惡化。當汽輪機潤滑油中含有細小水滴時，油和水難以進行分離，易發(fā)生泡沫，混合回油之后，難以將汽輪機組油箱中的空氣分離出來，從而影響潤滑油的性能。當含有空氣分子的潤滑油進入汽輪機調節(jié)系統(tǒng)后，會發(fā)生膨脹和壓縮，造成調節(jié)系統(tǒng)振動，影響汽輪機的正常運行。另外，為了提高汽輪機潤滑油的潤滑性能，很多生產廠家經常向潤滑油中添加抗老化劑、抗腐蝕劑等，潤滑油中的水分和這些添加劑接觸之后容易產生沉淀，導致潤滑油失效，并且一些添加劑具有親水性，容易隨著水分蒸發(fā)而排出，需要不斷增加添加劑的使用量。

1.4損害汽輪機

汽輪機潤滑油中帶水，會導致不容易形成軸瓦油膜，造成汽輪機轉子和軸瓦之間相互摩擦，造成汽輪機軸瓦脫胎；汽輪機潤滑油中帶水，會影響油膜質量，難以及時傳遞軸系熱量，從而造成汽輪機化瓦或者軸瓦脫胎，潤滑油中帶水，在很大程度上會影響潤滑油的潤滑效果，進一步惡化油膜質量，加劇汽輪機軸承劇烈振動。另外，汽輪機潤滑油中帶水，容易造成潤滑油發(fā)生乳化，乳化液會積累在汽輪機循環(huán)系統(tǒng)中，影響汽輪機油箱的油循環(huán)，從而影響汽輪機軸承之間的潤滑作用和油箱散熱，甚至供油不足，引起汽輪機軸承燒瓦，增大汽輪機機組軸瓦的振動，當潤滑油乳化嚴重時很可能會燒壞汽輪機軸瓦，破壞軸承潤滑油膜，造成嚴重安全事故。另外，潤滑油乳化液會加速汽輪機軸承的氧化，潤滑油酸值逐漸升高，出現大量的氧化沉積物，嚴重影響汽輪機的安全、穩(wěn)定運行，損壞汽輪機的內部結構。

2.汽輪機潤滑油中帶水的主要原因

汽輪機潤滑油中帶水的主要原因有以下幾種：

2.1軸封片間隙過大

為了防止軸封蒸汽進入軸承底座和確保汽輪機的經濟性，汽輪機的軸封間隙都非常小，汽輪機中壓軸封和高壓軸封為0.65mm～0.9mm，為了避免汽輪機在啟動和停機時，由于軸封變形產生動靜摩擦造成汽輪機大軸彎曲。在汽輪機軸封安裝過程中，工作人員通常會將軸封間隙留得比較大，導致實際的汽輪機軸封間隙往往大于設計值，而汽輪機軸封間隙過大，會增加汽輪機的漏汽量，從而影響汽輪機漏氣管路的排汽能力，使得一些高壓汽源逐漸漏入高壓缸，造成汽輪機軸承底座吸入大量水分，導致汽輪機潤滑油中帶水。

2.2缸體結合面變形

由于負荷增減過快、暖缸方式不正確、停機檢修打開保溫層過早等原因，使汽輪機受到快速的加熱或冷卻，造成缸體結合面發(fā)生變形。尤其是汽輪機氣缸端部靠軸封處，該部位的約束緊固螺栓跨距大，對氣缸的約束力明顯弱于其他部位，更易變形。蒸汽可能會沿軸承附近的缸體結合面泄露進入油系統(tǒng)，造成潤滑油中帶水。

2.3軸承腔內負壓過高

汽輪機機組的油箱上安裝有排油煙風機，在汽輪機的運行過程中，汽輪機油箱風機進口的壓力表精度不高，導致主油箱風機進口的負壓大幅度增長，汽輪機軸承腔內的負壓越來越高，使?jié)櫥椭兄饾u吸入軸封漏汽，造成汽輪機潤滑油中帶水。

2.4軸封漏氣回汽不通暢

汽輪機軸封系統(tǒng)的高壓、中壓、低壓的最外檔漏汽和回汽母管的軸封風機相連接，由加熱器將汽輪機軸封底座氣體抽出，但是由于在汽輪機安裝過程中，回汽管道的阻力較大，彎頭太多，尤其是中壓缸的軸封漏汽管和高壓缸的軸封漏汽管都安裝在高壓和中壓缸底部，管道非常多，設計布置比較困難。軸封風機設置在汽輪機除氧層上面，排汽口位置較高，由于管徑小、彎頭多等原因，會導致汽輪機軸封排汽不通暢，不能及時排除軸封漏汽，導致汽輪機潤滑油中帶油。此外，高中壓缸漏氣導入的管道壓力過大，也會導致回汽不順暢。

2.5軸封供汽調節(jié)不當

對于半自密封式軸封系統(tǒng)，在汽輪機的運行過程中，中壓缸軸封漏汽和高壓缸軸封一檔漏汽并入回汽母管然后進入除氧器，高壓缸和中壓缸的二檔漏汽經過減壓和減溫之后，供給低壓缸軸封氣源，低壓、中壓和高壓缸最外層的漏汽檔并入回汽母管，由軸封加熱器將蒸汽抽出。在汽輪機運行過程中，由于進入除氧器的大量漏汽導致除氧器的壓力逐漸增大。為了確保汽輪機的低壓軸封供汽，汽輪機母管的運行壓力偏高 ，汽輪機軸封供汽壓力較大，會造成高壓缸前后軸封、中壓缸前軸封汽漏逐漸進入汽輪機軸承底座，導致汽輪機潤滑油中帶水。

2.6冷油器泄漏

冷油器的運行狀況是汽輪機潤滑油中帶水的一個重要原因。正常運行下，冷油器的冷卻水壓比潤滑油壓高很多，如果潤滑油系統(tǒng)停運，冷卻水壓力就可能高過油壓。此外如果冷油器內部管材及運行操作等各方面原因，冷油器內部泄漏，也會造成冷卻水進入油側造成油中帶水。

2.7濾油機脫水效果較差

汽輪機水中安裝的濾油機穩(wěn)定性較差或者運行異常，難以始終處于正常的運行狀態(tài)，脫水效果較差，造成汽輪機潤滑油中帶水。

3.汽輪機潤滑油中帶水的處理措施

3.1減少軸封漏汽量

汽輪機的軸封間隙較大是導致潤滑油中帶水的主要原因，因此在汽輪機的日常運行維護中，要加強對汽輪機軸封間隙的檢修，仔細檢查汽輪機高壓缸、中壓缸和低壓缸的軸封間隙，一旦發(fā)現軸封間隙超過標準設計值，要及時調整軸封間隙，最大程度地減少汽輪機漏汽量，減少潤滑油中的水分。

3.2減少缸體結合面漏氣

根據汽缸面的變形情況，可以采用高點去平的原理去處理變形面，盡量保證結合面平整。也可以使用合適的高質量的汽缸密封脂，在低壓缸排氣缸與中部連接處涂抹鈦合金修補劑。此外，還可以加大汽缸螺絲的冷緊力矩，使低壓缸所有的螺絲緊到位。

3.3選擇軸承腔最佳負壓

軸封漏汽會嚴重影響汽輪機軸承腔周圍的環(huán)境，隨著軸承腔負壓的增大，汽輪機軸封蒸汽會由軸承腔吸入油箱系統(tǒng)，導致汽輪機潤滑油中帶水。因此必須注意調整汽輪機軸承腔負壓，避免潤滑油中積水，適當轉換汽輪機出口擋板，從而降低汽輪機軸承的負壓。在汽輪機的運行過程中，要根據軸承腔設計值，調整汽輪機主油箱風機入口的壓力精度，并且將汽輪機主油箱風機進口的壓力表精度由0.5級調整為1.5級，調整排油煙的出口擋板，減少汽輪機軸承腔內負壓[5]，使軸承腔與外界的壓力差減到最小，吸入到軸承腔中的蒸汽量最小，從而減輕汽輪機潤滑油中帶水的現象。

3.4改造排汽管和回汽管，減少阻力

汽輪機的回汽管阻力大，彎頭多，要注意改造排汽管和回汽管，在汽輪機高壓和低壓軸封的漏氣管上安裝水平加汽管，由加汽管直接進入汽輪機軸封，可以極大地減少回汽管的阻力，確?；仄艿幕仄槙?。同時為了減少汽輪機排汽管受到的阻力，也要改造排汽管，在汽輪機軸封風機進口設置一個水平的排汽管，盡量減少排汽管的彎頭，增加排汽管管徑，減少排汽管的阻力，改善汽輪機潤滑油中帶水的情況。此外，選擇合適的漏汽導入位置。如果將漏汽導入壓力更低處，如凝汽器，勢必會增加凝汽器的熱負荷，降低凝汽器的真空度，影響汽輪機的經濟性。因此，選擇合適的漏氣導入位置，保證合適的壓力，既可以使回汽順暢，也能提高汽輪機的效率。

3.5將軸封供汽壓力控制在合理范圍內

將汽輪機軸封供汽壓力控制在合理范圍內，改善汽輪機潤滑油中帶水的情況。對汽輪機中壓缸和高壓缸軸封進入汽輪機除氧器的漏氣節(jié)流，注意合理控制除氧器的壓力，減少汽輪機軸封漏汽量。同時由于高低壓軸封工作條件不一樣，可對高、低壓軸封供氣分開，解決高低壓軸封供氣不協(xié)調。

3.6保證冷油器壓大于冷卻水壓

嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，避免冷卻水壓瞬間升高而造成冷油器內部管件的損壞，從而造成油中進水。在機組運行中，應定期進行冷油器的放水、放油檢查，發(fā)現冷油器泄漏，盡快進行冷油器的切換、隔離工作。

3.7采用高效穩(wěn)定的濾油機

選擇高效穩(wěn)定的濾油脫水設備，保證濾油機的正常連續(xù)運行，獲得較好的脫水效果。

4.汽輪機潤滑油中帶水處理過程中需要注意的問題

汽輪機潤滑油中帶水處理過程中需要注意以下幾點：其一，檢查汽輪機軸封系統(tǒng)的運行狀態(tài)，調試設備運行，及時更換質量不合格的軸封齒條，按照汽輪機運行的相關要求，調整軸封間隙。其二，在汽輪機的運行過程中，仔細檢查軸封漏汽情況，一旦發(fā)生出現漏氣，要及時進行處理和解決，根據汽輪機的運行環(huán)境，適當調整氣壓大小。在汽輪機變負荷運行過程中，要實時監(jiān)控軸封供氣壓力，優(yōu)化維護檢修工藝，確保汽輪機軸封系統(tǒng)能夠自動地正常運行，保障汽輪機的穩(wěn)定運行。其三，盡量避免手動調節(jié)軸封氣壓，減少人為因素對軸封系統(tǒng)的影響，自動調節(jié)系統(tǒng)可以滿足汽輪機的調節(jié)需求，當自動調節(jié)設備發(fā)生運行故障時，維護檢修人員要立即進行檢修，盡量避免手動調節(jié)，縮短手動調節(jié)時間，專業(yè)人員還要對汽輪機控制部分進行參數跟蹤，分析調節(jié)儀指示的漏氣、氣壓和調門開度關系，確定合適的氣壓定值。其四，在汽輪機機組啟動過程中，要盡量縮短真空建立和軸封供氣之間的時間，避免軸封已經開始供氣而真空還未建立。在汽輪機停機時，在真空環(huán)境消失后，及時的停止軸封供氣。其五，加強油質監(jiān)測，組織專業(yè)的工作人員定期檢查汽輪機油質，在對汽輪機換油或者加油的過程中，做好現場監(jiān)督，確保油質合格，嚴格按照規(guī)程進行，強化工作人員的責任意識，避免由于人為操作失誤將水分帶入油中。其五，選擇合適形式和材質的汽輪機機組軸封，軸封片有適度的剛性，不能太軟或太硬，高壓軸封材質要選擇不易產生脆化的材料。其六，軸封間隙的調整沿轉子軸向分布的規(guī)律應是外側小里側大，盡量使信號汽封間隙向下靠攏，圓周間隙分布調整成橢圓形。在安裝和檢修過程中，要采用先進的技術手段，科學合理的調整，準確分析最少層數無擦痕和最多層數有擦痕，設置軸封間隙的合適范圍，保障汽輪機軸封間隙調整到位。

5.結束語

汽輪機潤滑油中帶水，不僅會出現乳化現象，惡化潤滑油的油質，影響汽輪機潤滑油的潤滑效果，而且會增加汽輪機軸承的摩擦，損壞汽輪機內部結構，嚴重影響汽輪機的安全、穩(wěn)定運行。根據汽輪機潤滑油中帶水的主要原因，提出有針對性的改進和處理措施，優(yōu)化汽輪機潤滑油的油質，改造汽輪機結構設計和運行，避免汽輪機潤滑油中帶水現象，提高汽輪機運行的安全穩(wěn)定性，推動汽輪機的快速發(fā)展。

參考文獻：

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