秦山第三核電廠潤滑油系統(tǒng)的故障分析和改進(jìn)

李勁松

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

1 概述

秦山第三核電廠潤滑油系統(tǒng)主要由主油泵、交流電動吸油泵、油渦輪驅(qū)動升壓泵、交流盤車油泵、直流應(yīng)急油泵、主油箱（帶電加熱器）、油冷卻器、電動排煙風(fēng)機(jī)、頂軸油泵、油凈化裝置以及潤滑油貯存系統(tǒng)組成。

在正常情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油由主油泵供給。在啟動、停運(yùn)工況下，由盤車油泵供油。若主油泵和電動吸油泵、盤車油泵都發(fā)生故障，自動啟動直流應(yīng)急油泵，作為最終的備用泵，該泵不能用作汽輪發(fā)電機(jī)組長期運(yùn)行，只能保證其安全停機(jī)。該系統(tǒng)的布置為，主油箱位置最高，油凈化箱和儲存箱在同一層面，主油箱中的油就可以在重力的作用下，自動溢流進(jìn)入油凈化箱，這樣主油箱和油凈化箱就構(gòu)成一個(gè)循環(huán)回路，可以連續(xù)工作。在一天內(nèi)，潤滑油凈化器可以將汽輪發(fā)電機(jī)潤滑油系統(tǒng)中的潤滑油進(jìn)行3個(gè)循環(huán)的凈化。在汽輪機(jī)運(yùn)行期間，主要采用油凈化箱和主油箱構(gòu)成循環(huán)的這種方式運(yùn)行。潤滑油貯存系統(tǒng)為潤滑油系統(tǒng)提供干凈油和臟油的貯存和傳輸。

從調(diào)試到現(xiàn)在的正常運(yùn)行，兩臺機(jī)組的潤滑油系統(tǒng)總體運(yùn)行良好。其中也出現(xiàn)過一些故障，如兩次潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水事故，以及多達(dá)11次的再熱汽門和再熱調(diào)門全行程試驗(yàn)期間汽機(jī)潤滑油溫度下降，這些故障有的是設(shè)備因素所導(dǎo)致，也有因?yàn)檫\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足所導(dǎo)致。本文就潤滑油系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)的一些故障，有針對性的進(jìn)行分析，并提出了優(yōu)化措施。確保潤滑油系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

2 故障分析和改進(jìn)

2.11 號機(jī)組停機(jī)后汽輪機(jī)潤滑油內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量水分

2004年 8月 13日 18：40汽機(jī)手動 TRIP；14日 1：45破壞真空；1：54停運(yùn)軸封系統(tǒng)，8：30停運(yùn)盤車、盤車油泵、頂軸油泵、應(yīng)急油泵、電動吸油泵，10：00停運(yùn)主油箱吸油煙風(fēng)機(jī)；8月14日上午，打開2號汽輪機(jī)軸承箱時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸承室內(nèi)有明顯積水，懷疑潤滑油中水分可能增加，將該信息反饋給化學(xué)，化學(xué)人員在8月14下午對油凈化入口提取油樣，發(fā)現(xiàn)油中含水量突然升高到約6900ppm（13日停機(jī)前化學(xué)人員例行取樣分析油中含水量為 42ppm，指標(biāo)要求小于 1000ppm）,而且油的外觀明顯有"混濁"。

（1）水源查找

潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水從系統(tǒng)方面考慮有三個(gè)因素：

a）通過軸封系統(tǒng)，如果軸封系統(tǒng)有蒸汽壓力，一旦油系統(tǒng)停運(yùn)將導(dǎo)致蒸汽凝結(jié)成水而進(jìn)入油系統(tǒng)，特別是主油箱的排油煙風(fēng)機(jī)一直運(yùn)行將形成一定的差壓水汽通過軸封系統(tǒng)進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)，該水應(yīng)為凝結(jié)水；

b）冷油器泄漏進(jìn)水，該水應(yīng)為RCW的水含有Li+；（可以通過取樣以及檢漏進(jìn)行判斷）

c）通過排油煙管道進(jìn)入主油箱和油凈化箱，該水應(yīng)為雨水。（可以通過取樣進(jìn)行判斷）

對潤滑油油箱排煙機(jī)及油凈化油箱排煙機(jī)管道殘留油中的水份含量為1000ppm，遠(yuǎn)低于潤滑油進(jìn)水初期油中的含水量（6900ppm）?？梢耘懦晁绕渌赡艿膩碓?；

對潤滑油凈化單元油水分離器底部積水和濾油機(jī)排出的水份多次取樣結(jié)果顯示，這些水中所含的Li濃度約為0.15ppm，為RCW系統(tǒng)中Li濃度1.5ppm的10%;用RCW水與不含水的油（2號機(jī)組的潤滑油）混勻后再將油水分離，所得的Li濃度為1.6ppm，與RCW中的一致。對冷油器進(jìn)行檢漏，用靜態(tài)充氣壓、水壓等方式都沒有發(fā)現(xiàn)冷油器有明顯泄漏。因此基本可以排除冷油器泄漏進(jìn)水的可能。

對于1號機(jī)組汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)所進(jìn)的水，經(jīng)過取樣、分析，可以得出下列結(jié)論水份來源于軸封蒸氣。

（2)詳細(xì)原因分析

機(jī)組在 2004年8月14日1：54停止向軸封母管送輔助蒸汽，幾乎同時(shí)停止軸抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行，使得軸封母管內(nèi)氣體未能被充分釋放，加之可能除氧器加熱蒸汽管線上殘存汽體可能通過軸封電動隔離閥漏流到軸封母管上引起，軸封母管一直存有一定壓力 （2.0～1.6kpa）蒸汽存在，以往在2號機(jī)組6月26日停運(yùn)期間也出現(xiàn)過同等情況，但不同的是，8月14日8：36分，運(yùn)行人員停運(yùn)TOP運(yùn)行后，未能在很短時(shí)間內(nèi)停運(yùn)抽油煙風(fēng)機(jī)而是在10：10才停止其運(yùn)行，時(shí)間間隔有1小時(shí)34分，各段軸承室在正常通以潤滑油情況下，排油煙風(fēng)機(jī)作用，使其內(nèi)略顯負(fù)壓 （但不會很高0.05～0.098kpa），而當(dāng)停止向各軸承供油，卻保持排油煙風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其內(nèi)負(fù)壓應(yīng)有很大程度提高，接近油箱內(nèi)負(fù)壓（-0.20kpa），這時(shí)軸封母管內(nèi)尚有一定壓力和溫度的蒸汽（1.6kpa左右，溫度在124度左右）存在軸封端部漏汽可能，且從查看歷史數(shù)據(jù)看低壓缸的排汽溫度在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)也從正常的32度上升到77度，開缸時(shí)蒸汽外冒現(xiàn)象也較為明顯，歷史數(shù)據(jù)中各軸承回油溫度出現(xiàn)明顯上升來看，應(yīng)該有熱汽體涌入各軸承室并沿著各回油管流動，使得各回油管線溫度探頭感受到的溫度有所升高 （此時(shí)已不存在回油，雖各段軸承尚存一定溫度，有將回抽氣體加溫趨勢，但不致如此明顯）。根據(jù)上述現(xiàn)象可以判斷軸封端部會有一定程度漏汽通過軸承室進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)，使得油中含水量增加。影響汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)啟動，拖延了小修進(jìn)度，有可能使對潤滑油品質(zhì)惡化。

（3)改 進(jìn) 措 施

1）為了隨時(shí)檢測機(jī)組汽輪機(jī)潤滑油的水分含量，在機(jī)組的潤滑油凈化系統(tǒng)的傳輸泵出口管道上安裝一臺油中水份分析儀"（該儀器采用聚酯薄膜電容傳感器，所以不會對油質(zhì)產(chǎn)生任何負(fù)面影響），可以快速指示（響應(yīng)時(shí)間＜10min）汽機(jī)潤滑油主系統(tǒng)的水分含量。

2）鑒于汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)過兩次進(jìn)水的情況，現(xiàn)系統(tǒng)配置的凈化裝置和大流量沖洗裝置都沒有脫水功能。為了增加脫水功能，增加了移動式濾油機(jī)替代大流量沖洗裝置，并在主油箱上增加濾油接入和回油管線。

3）為了方便檢漏，增加檢漏閥門。當(dāng)出現(xiàn)冷卻器傳熱管泄漏時(shí)，最方便的查漏方法是從殼側(cè)加壓空或抽真空，在管板上用檢漏液檢查或貼膜檢查。目前的設(shè)計(jì)中潤滑油冷卻器入口油管隔離閥與潤滑油冷卻器本體間沒有接入裝置，無法實(shí)現(xiàn)加壓空或抽真空的目的。在冷油器檢修排油閥上游各加裝一根支管，并裝兩只截止閥進(jìn)行隔離，端部再裝上堵頭。這樣在需要加壓力或抽真空時(shí)便于接入，而正常運(yùn)行期間又保證密封。

4）優(yōu)化運(yùn)行規(guī)程 ，為了防止軸封蒸汽漏入潤滑油系統(tǒng)，在運(yùn)行中需注意以下三點(diǎn)：

I.機(jī)組停運(yùn)過程中，若發(fā)現(xiàn)軸封母管尚存余汽（有壓力指示）的話，在停運(yùn)軸封供汽后，5分鐘后再停運(yùn)軸抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并將母管前疏水導(dǎo)地漏排放閥開啟，排水降壓。

II.機(jī)組停運(yùn)過程中，監(jiān)視和控制油箱內(nèi)負(fù)壓變化，不能過高，盤車油泵停運(yùn)后，不宜較長時(shí)間保持排油煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

III.在啟動軸封蒸汽系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)先停運(yùn)潤滑油抽油煙風(fēng)機(jī)，以免軸封蒸汽漏入潤滑油系統(tǒng)，在軸封系統(tǒng)啟動后再重新啟動潤滑油抽油煙風(fēng)機(jī)。

2.2 再熱汽門和再熱調(diào)門全行程試驗(yàn)期間汽機(jī)潤滑油溫度下降

2005年6月21日，主控室操縱員根據(jù)定期試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行再熱汽門和再熱調(diào)門全行程試驗(yàn)，當(dāng)執(zhí)行完A組和B組再熱汽門和再熱調(diào)門試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)汽機(jī)潤滑油溫度由正常運(yùn)行值45度持續(xù)下降到40度，立即中止當(dāng)前試驗(yàn)，同時(shí)派現(xiàn)場操作員檢查潤滑油溫控閥狀態(tài)。就地檢查發(fā)現(xiàn)溫控閥開度由正常運(yùn)行的約20%開度增大到45%開度，經(jīng)維修人員檢查溫控閥的控制器設(shè)定值由45度降到32度。維修人員復(fù)位閥門控制器的控制邏輯，重新將定值調(diào)回46度后，潤滑油油溫逐漸回升并最終穩(wěn)定在45度。此故障在兩臺機(jī)組共出現(xiàn)多達(dá)11次。

（1）原因分析

再熱主汽門的關(guān)位置開關(guān)出現(xiàn)瞬時(shí)斷開，觸發(fā)了汽機(jī)潤滑油控制器內(nèi)部設(shè)定點(diǎn)下降邏輯。汽機(jī)潤滑油控制器的設(shè)定點(diǎn)由46℃下降到32℃的正常邏輯為RSV A和RSV B同時(shí)全關(guān)（即關(guān)位置開關(guān)斷開）或者RSV C和RSV D同時(shí)全關(guān)。正常運(yùn)行時(shí)由于RSV A/B/C/D都在打開狀態(tài)，即使振動大也很難出現(xiàn)RSV A和RSV B或RSV C和RSV D的關(guān)位置開關(guān)同時(shí)瞬時(shí)斷開的情況。即使出現(xiàn)幾個(gè)位置開關(guān)同時(shí)斷開的現(xiàn)象，由于時(shí)間極短，也很難被控制器采樣到。而在再熱主汽門試驗(yàn)時(shí)，RSV A/B/C/D中有一個(gè)被全關(guān)，如果同時(shí)因振動大，出現(xiàn)另一側(cè)的閥門位置開關(guān)瞬時(shí)斷開，就很容易觸發(fā)控制器內(nèi)部設(shè)定點(diǎn)下降邏輯，出現(xiàn)潤滑油溫從46℃下降到32℃的現(xiàn)象。

汽機(jī)潤滑油控制器內(nèi)部設(shè)定點(diǎn)下降邏輯

另外，在202大修中，儀控人員通過敲擊RSV的關(guān)位置開關(guān)，模擬其在現(xiàn)場處于高振動下的情況。通過記錄儀也記錄到了瞬時(shí)的RSV位置開關(guān)斷開現(xiàn)象。由于再熱主汽門附近振動大，導(dǎo)致再熱主汽門的位置開關(guān)出現(xiàn)瞬時(shí)斷開，給汽機(jī)潤滑油控制器輸送了虛假閥位信號。

（2）改進(jìn)措施

為RSV位置開關(guān)信號增加延時(shí)功能，這樣就可以避免由于高振動而引起的虛假信號。自進(jìn)行改進(jìn)后，進(jìn)行再熱汽門和再熱調(diào)門全行程試驗(yàn)時(shí)沒有再出現(xiàn)潤滑油溫度下降的事件。

3 總結(jié)

上述事例為秦山第三核電廠潤滑油系統(tǒng)自調(diào)試以來所出現(xiàn)的事例，從這些事件中，我們得到了一些寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)，逐步對我們使用的運(yùn)行規(guī)程和系統(tǒng)工藝流程以及設(shè)備進(jìn)行完善，使?jié)櫥拖到y(tǒng)的運(yùn)行更趨于穩(wěn)定。

［1］秦山第三核電廠潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行操作規(guī)程（98-41350-OM-001）.

［2］秦山第三核電廠潤滑油系統(tǒng)初級崗位培訓(xùn)教材.

［3］秦山第三核電廠潤滑油系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊.