汽輪機潤滑油系統中油中帶水原因分析及對策

王建均

摘要：汽輪機油中帶水會危及汽輪機組安全運行，此文分析了汽封間隙大、軸封套、汽缸、軸承室負壓等可能引起油中帶水的原因，并提出了相應的改進辦法。

關鍵詞：汽輪機；油中帶水；軸封系統；汽封間隙

引言

綿陽市熱電廠兩臺汽輪機由武漢汽輪機制造廠出品，型號：CC12-50/10/5。新蒸汽壓力為4.9MPa，溫度為435℃。該機為單軸、單缸、沖動抽凝汽式汽輪機、共計有4段抽汽。油系統中使用的是46號抗氧防腐汽輪機油。

1號機油中帶水現象低負荷反復發生：嚴重時可以從前箱、2和3瓦軸承箱及4號瓦回油管油窗處看到水珠。空氣中和汽輪機內的水蒸氣進入潤滑油系統后凝結成水，當油和水混合在一起后，再被攪動油即被乳化，正常情況下乳化的油料可以重新分離成油和水，但乳化的油料被氧化后就變成永久性的乳化油，它將使潤滑功能發生問題，并導致調節系統各部件的腐蝕。嚴重時一些銹蝕物會進入調節系統導致調劑系統發生卡澀而引發機組事故。為了避免1號機油系統出現上述嚴重后果，一是加強了主油箱的放水和濾油，二是調低軸封供氣壓力。降低軸封供氣壓力，同時也意味著減少軸封供汽量。

1原因分析

（1）高壓軸封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿著轉子向外漏出。高壓端部汽封所承受的壓差比較大，額定工況時調節級噴嘴處的壓力為4.9Mpa，第4級后壓力則為0.56MPa。為了不致動靜部分發生碰磨，汽輪機動靜部分之間必須留有一定間隙，間隙的存在也必然要導致漏氣。由于上述兩個原因，很容易使該處的蒸汽竄入軸承室，使油系統中帶有蒸汽凝結而成的水。可見解決油系統中帶水的問題關鍵是消除軸封漏氣。如果汽輪機高壓軸封間隙調整的不符合要求，導致軸封供汽從該處沿軸頸竄入軸承室，造成油中帶水。

軸封間隙的調整沿轉子軸向分布的規律應該是外側小、里側大。因為軸封外側端部距離軸承很近，轉子、汽缸垂弧冷熱態變化對軸封間隙影響很少，轉子過臨界轉速時該部位的晃度小，不易發生摩擦。即使發生摩擦，由于距支點近，剛度相對大一些，不易因晃度巨增而造成彎軸事故，而軸封里側的情況則恰恰相反，這部分汽封間隙運行狀態下的晃動度最大，是最容易彎軸的部位，所以應該調整取較大數值。可見，信號汽封由于在軸封段的最外側，調的小些對避免軸封漏汽會有關鍵性作用。

（2）軸封系統的配置不合理。高低壓軸封供氣聯在同一根母管而引起供汽分配不均導致軸封漏汽到油系統。

1號機高壓軸封段共有3個腔室，后軸封有2個腔室。漏入高壓軸封第2腔室蒸汽與漏入高壓后軸封，被稍低于一個大氣壓的軸封加熱器引走。由于供汽位置在軸端外側，若它的壓力調整不當可能使軸封供汽量大于軸封抽汽量而導致油中帶水。

從外部引入的低溫蒸汽首先進入供氣聯箱，因此被分配成兩根支路。其中一根直接通向高壓前軸封第3腔室；另一根則是母管，同時供高壓汽封和低壓汽封。高、低壓軸封聯在同一母管的系統造成壓力難以分別調整，即使是用軸封調整總門進行調節也易使高壓汽封在高負荷時漏汽。

（3）軸封冷卻器也應該作解體改造和檢查，重點是考慮提高冷卻能力以致影響抽汽能力，使軸封的排汽不暢從而引起軸封漏出蒸汽。

（4）汽缸結合面漏汽引起的油中帶水。結合面包括：汽缸高壓段結合面，軸封套結合面。汽缸在受到快速加熱和冷卻時，尤其是汽缸端部靠軸封處，由于該部位的約束緊固螺栓跨距大，對汽缸的約束力明顯弱于其它部位，所以最易發生變形進而造成漏汽。

2采取的措施

2.1軸封間隙的調整應該嚴格執行質量工藝標準，考慮到影響汽封間隙的因素很多（包括：上，下缸溫差，轉子偏心，軸瓦磨損下沉等多方面），將汽封間隙調整范圍控制在0.35～0.45mm左右。

2.2改進軸封系統中管徑的合理配置，做到高壓側泄的出，低壓側封得住。我們作了如下改動：

（1）高壓軸封的供汽管路上加裝調節閥門。

（2）將低壓軸封的供汽管路直接接在供汽聯箱上，并加裝調節閥門，增加該段軸封供汽壓力調節的靈活性和獨立性。

（3）低壓軸封供汽母管上加裝了閥門，可以單獨進行操作，從而保證該機真空嚴密性。

（4）在高壓軸封供汽，低壓軸封供汽管路加裝壓力表以便監視各段軸封供汽壓力。

2.3精心研刮高壓缸及軸封套的水平結合面

高壓缸結合面修刮執行質量標準是：高壓缸隔一條冷緊后0.03mm塞不入，塞入深度不超過1/3。檢查工藝：空扣缸研磨結合面，擰緊螺栓找硬點。研刮工藝：由硬點中心向外逐漸擴大修刮面增大接觸面積。對于汽缸變形量大的部位采取局部補焊再研刮的工藝方法。 軸封套中分面的刮研工藝：首先拆下所有的汽封塊，將汽封塊槽道的銹蝕物、鹽垢清理干凈。修刮汽封套中分面，消除中分面間隙，0.05mm塞尺賽不進為合格。調整軸封套的凹窩為中心，裝配新汽封塊，精心調整汽封塊的徑向間隙和膨脹間隙；裝軸封套時，將軸封套軸向與汽缸凹槽配合間隙調整為0.03mm～0.05mm之間。

2.4調整前后軸承箱近汽缸側的油擋間隙

（1）調整控制油擋間隙在標準范圍內的下限。

（2）在前后軸承箱的油擋齒之間的環形溝槽內填充密封材料。經多次試驗比較，我們選定填充羊毛氈的方法。

3結論與建議

（1）運行人員根據機組負荷的變化，通過調節軸封供汽聯箱壓力，并通過新加裝的調節閥門對軸封各段供汽量進行分配調整。

（2）軸封系統由母管制變為單管制后，運行人員可以有針對性的對該軸承附近軸封供汽進行調整，目的明確。

（3）高壓前軸封的供汽閥門與高壓前軸封二段漏汽電動蝶閥一起配合能更好的維持機組低負荷時的真空嚴密性。

（4）采取高效的濾油設備，對保證汽輪機油質起到了重要作用。

總之，通過對軸封供汽系統的改造，汽缸及軸封套水平結合面的精心修刮及軸封間隙的精心調整并采取有效的濾油設備，對保證機組真空穩定，防止油中帶水，避免油質乳化，取得了顯著的效果。

（作者單位：宜賓能投光大環保治理有限公司）