汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水與反措分析研究

段長(zhǎng)杰

摘 要：汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)是為給水泵汽輪機(jī)軸瓦、軸承、前置泵軸承及減速箱提供潤(rùn)滑、冷卻的作用。本文主要研究NK63/71型號(hào)的給水泵汽輪機(jī)和HPT300-340S-6S型號(hào)汽動(dòng)給水泵在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的油系統(tǒng)進(jìn)水問(wèn)題，分析進(jìn)水的原因，研究制定防范措施。

關(guān)鍵詞：汽動(dòng)給水泵組 潤(rùn)滑油系統(tǒng) 進(jìn)水原因 防治措施

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（b）-0056-02

汽動(dòng)給水泵組簡(jiǎn)稱汽泵組，主要包括給水泵汽輪機(jī)、汽動(dòng)給水泵、汽動(dòng)給水泵前置泵及減速箱。汽泵組是將以上設(shè)備的轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器連接起來(lái)組成一條完整的軸系，給水泵汽輪機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部分，為整條軸系提供動(dòng)力源。汽泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)的作用形成軸瓦油膜、降低磨損，冷卻軸瓦、支撐軸承，同時(shí)為汽泵、前置泵及減速箱提供潤(rùn)滑油，其整條軸系共用一套潤(rùn)滑油系統(tǒng)。

汽動(dòng)給水泵組油系統(tǒng)的潤(rùn)滑油由給水泵汽輪機(jī)油箱供給，NK63/71與HPT300-340S-6S型號(hào)汽動(dòng)給水泵在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水現(xiàn)象。汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)中混入水分后，油質(zhì)乳化變稀，破壞油膜強(qiáng)度，降低潤(rùn)滑效果，導(dǎo)致機(jī)件磨損；其次水分會(huì)與落入潤(rùn)滑油中的鐵屑作用生成鐵皂，鐵皂逐步生成油泥，聚積在潤(rùn)滑油系統(tǒng)油道以及各種濾清器的濾網(wǎng)內(nèi)，造成各摩擦表面供油不足，加速機(jī)件的磨損。

針對(duì)這類形式的汽動(dòng)給水泵組，通過(guò)分析汽動(dòng)給水泵組結(jié)構(gòu)，油系統(tǒng)運(yùn)行原理，分析可能出現(xiàn)進(jìn)水原因，防止汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水。

1 汽動(dòng)給水泵組油進(jìn)水原因及改進(jìn)措施

汽動(dòng)給水泵組油系統(tǒng)常見(jiàn)進(jìn)水原因有冷油器換熱板破裂，冷卻水進(jìn)入油系統(tǒng)；排煙風(fēng)機(jī)出口封閉不嚴(yán)，雨水通過(guò)排煙風(fēng)機(jī)倒灌進(jìn)入油箱，系統(tǒng)帶水。這兩種情況可以觀察給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油箱油位變化規(guī)律來(lái)判斷，也可以化驗(yàn)油樣水質(zhì)確定是否來(lái)自開(kāi)式水泄露，通過(guò)采取更換換熱板及加裝防雨罩的措施解決進(jìn)水問(wèn)題。

給水泵汽輪機(jī)端部汽封漏汽及汽動(dòng)給水泵密封水漏水進(jìn)入油系統(tǒng)的問(wèn)題，屬于經(jīng)常出現(xiàn)且較難解決的問(wèn)題，以下主要針對(duì)這兩類問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制定應(yīng)對(duì)措施。

1.1 給水泵汽輪機(jī)端部汽封結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理

NK63/71型號(hào)的給水泵汽輪機(jī)端部汽封，在轉(zhuǎn)子穿出汽缸的部位配置有汽封，前汽封用以防止、減少汽缸內(nèi)蒸汽向外泄漏防止高溫蒸汽漏入軸承座致使軸承溫度升高及潤(rùn)滑油含水；后汽封的作用是組織空氣漏入排汽缸，防止機(jī)組真空惡化。汽封內(nèi)圓嵌裝的汽封片或城墻齒組成汽封，這種無(wú)接觸式流阻式迷宮汽封，由若干個(gè)依次排列的環(huán)形間隙和腔室構(gòu)成汽封，在壓差作用下，汽流經(jīng)間隙高速進(jìn)入容積相對(duì)較大的腔室，汽流因突然膨脹而產(chǎn)生猛烈的渦漩，大部分動(dòng)能隨之轉(zhuǎn)化為熱能，只有小部分動(dòng)能以余速通過(guò)下一個(gè)間隙，逐級(jí)重復(fù)上述過(guò)程，通過(guò)汽流的節(jié)流效應(yīng)而起到密封作用。

給水泵汽輪機(jī)的端部汽封包括前、后汽封，它們的封汽作用如圖1所示。汽缸中一部分蒸汽經(jīng)前汽封250的內(nèi)側(cè)段漏至腔室Ⅱ，并經(jīng)由上部軸封漏汽管道及端部汽封間隙逸向大氣。在汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)后汽封275的內(nèi)側(cè)是負(fù)壓，為防止空氣沿汽封漏入排汽缸而惡化真空，由汽封供汽管道將正壓蒸汽供至后汽封的腔室Ⅱ，這樣，送入的蒸汽一部分經(jīng)汽封內(nèi)側(cè)段漏入排汽缸，還有一部分經(jīng)外側(cè)段漏至腔室Ⅰ，并經(jīng)冒氣管及汽封端部間隙逸向大氣。與前、后汽封腔室Ⅰ相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子上加工有甩汽盤(pán)，利用它將漏汽及空氣吸入軸封漏汽管道。汽封體沿水平剖分，上、下半之間用螺栓連接且在中分面處有騎縫銷防止錯(cuò)位，汽封體外圓上配有止動(dòng)銷用以軸向定位，汽封體與汽缸洼窩處槽道、凸緣相配合，使汽封體在徑向、軸向得以定位。

1.2 汽動(dòng)給水泵密封水密封結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)

HPT300-340S-6S型號(hào)汽動(dòng)給水泵型式為臥式多級(jí)雙殼體離心泵，汽動(dòng)給水泵的軸端密封采用迷宮式密封系統(tǒng)。其密封結(jié)構(gòu)為內(nèi)螺旋型，當(dāng)汽泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于密封裝置內(nèi)螺旋作用，高溫水從內(nèi)部漏出量減少，外側(cè)密封水回水量也較少。當(dāng)汽泵停運(yùn)以后，汽泵內(nèi)的水及密封水失去此動(dòng)力，外側(cè)密封水回水量較大。

汽動(dòng)給水泵密封水采用凝結(jié)水雜項(xiàng)水，汽泵密封水回水共有三路，如圖2所示。一路為卸荷水：密封水與部分給水泵內(nèi)漏的高溫水會(huì)合后回到汽泵前置泵進(jìn)口電動(dòng)門(mén)后，由于部分高溫高壓給水混合所以溫度較高，引回至前置泵可以節(jié)約熱量提高熱效率；一路回水母管通過(guò)單級(jí)水封回到凝汽器；第三路接至無(wú)壓放水。第一路密封水回水管道從汽動(dòng)給水泵螺旋密封里側(cè)引出接口，后兩路密封水回水從迷宮密封處引出分別接至凝汽器和無(wú)壓放水，屬于密封水殘液回水。系統(tǒng)設(shè)計(jì)有密封水回水殘液檢漏孔，檢測(cè)汽泵殘液密封水回水是否回水暢通。

2 給水泵汽輪機(jī)端部汽封對(duì)油系統(tǒng)影響的原因

NK63/71型號(hào)給水泵汽輪機(jī)端部汽封與汽輪機(jī)的軸承座的開(kāi)檔距離短，因排油煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)軸承座內(nèi)微負(fù)壓，當(dāng)汽輪機(jī)端部汽封處含有水珠或者蒸汽液化后，水滴回沿著轉(zhuǎn)子軸向流向軸承座內(nèi)，使給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中的含水量升高，危害機(jī)組的正常運(yùn)行。

（1）給水泵汽輪機(jī)軸封供汽管道暖管不徹底及減溫水開(kāi)度過(guò)大，都會(huì)導(dǎo)致管道留存冷凝水，造成軸封供汽攜帶水分，導(dǎo)致汽輪機(jī)端部汽封進(jìn)水；

（2）給水泵汽輪機(jī)軸封供汽壓力過(guò)高，導(dǎo)致軸封回汽管來(lái)不及排走蒸汽，仍然有大部分漏向大氣，導(dǎo)致蒸汽進(jìn)入軸承座后冷凝成水滴，使?jié)櫥椭械暮可撸?/p>

（3）前、后汽封漏汽，運(yùn)行工況大致相同的情況下，如汽封漏汽量增大，一般預(yù)示汽封徑向間隙變大，外汽封間隙改變的同時(shí)，內(nèi)汽封（包括平衡活塞汽封）間隙大多也會(huì)發(fā)生變化，汽封間隙加大增加漏汽損失，汽封漏汽量增大時(shí)，漏汽進(jìn)入軸承室可能性增大，冷凝成水，導(dǎo)致水進(jìn)入油系統(tǒng)。

3 汽動(dòng)給水泵密封水對(duì)油系統(tǒng)影響的原因

HPT300-340S-6S型號(hào)汽動(dòng)給水泵密封水回水不暢造成潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)油是在運(yùn)行、調(diào)試、檢修各階段經(jīng)常發(fā)生的。密封水回水不暢后會(huì)導(dǎo)致密封水通汽動(dòng)給水泵兩端的螺旋密封溢流到汽泵軸承室，導(dǎo)致汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)含水量升高，嚴(yán)重情況下汽動(dòng)給水泵潤(rùn)滑油系統(tǒng)油箱會(huì)大量進(jìn)水，油箱的油位會(huì)變化很大。

（1）當(dāng)機(jī)組在啟動(dòng)或者停機(jī)期間時(shí)，因凝汽器真空度較低，會(huì)造成汽動(dòng)給水泵殘液回水通過(guò)水封回到凝汽器，因水封阻力大，密封水回水不能夠及時(shí)排走，導(dǎo)致密封水進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)。

（2）在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，當(dāng)密封水回水溫度較高時(shí)，因凝汽器處于真空狀態(tài)，高溫的密封水回水通過(guò)水封回到凝汽器。因密封水供水是正壓，回水處于微負(fù)壓。因?yàn)榻档蛪毫?huì)降低水的沸點(diǎn)，當(dāng)密封水供水溫度接近沸點(diǎn)時(shí)，密封水回水有可能因壓力降低而達(dá)到密封水回水的沸點(diǎn)，從而密封水會(huì)發(fā)生汽化現(xiàn)象。汽化后的水封管上部易存積空氣，回水管阻力增大，導(dǎo)致密封水回水不暢而進(jìn)入到油系統(tǒng)。

（3）當(dāng)出現(xiàn)以上兩種情況時(shí)，應(yīng)先將密封水回水至無(wú)壓放水這路系統(tǒng)導(dǎo)通，再將接至凝汽器這路系統(tǒng)隔離。

（4）確保汽泵兩端的漏液檢漏孔接到就地漏斗，出現(xiàn)少量溢水可以通過(guò)檢漏孔及時(shí)排走，防止積水后倒流進(jìn)入油系統(tǒng)。

（5）密封水的來(lái)源為凝結(jié)水，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，密封水的壓力調(diào)節(jié)至關(guān)重要，壓力調(diào)整通過(guò)密封水壓力調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)，調(diào)整不當(dāng)，同樣會(huì)出現(xiàn)啟停機(jī)時(shí)，密封水竄入油側(cè)的情況。

4 結(jié)語(yǔ)

NK63/71型號(hào)給水泵汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)和HPT300-340S-6S型號(hào)汽動(dòng)給水泵密封水系統(tǒng)操作或者運(yùn)行不當(dāng)導(dǎo)致汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。在機(jī)組運(yùn)行或檢修過(guò)程中定期化驗(yàn)汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油油質(zhì)情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油箱油位變化，確保汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油在設(shè)備運(yùn)行時(shí)油質(zhì)合格，保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 何曙勇.600MW機(jī)組啟停機(jī)優(yōu)化操作導(dǎo)則[Z].2010.

[2] 王銀豐.600MW機(jī)組汽泵密封水回水系統(tǒng)的改造[J].浙江電力，2006（6）：67-68，75.

[3] 600MW亞臨界及超臨界汽輪機(jī)運(yùn)行導(dǎo)則[Z].國(guó)家能源局，2015.

[4] NK63/71型小汽輪機(jī)使用說(shuō)明書(shū)[Z].杭州汽輪機(jī)廠，2000.

[5] 汽動(dòng)給水泵廠供圖紙及說(shuō)明書(shū)[Z].蘇爾壽泵業(yè)有限公司，2015.