汽輪機(jī)潤滑油室外油箱儲存?zhèn)溆糜涂尚行苑治?/h1>
2019-05-29 11:07:08陳建
山東工業(yè)技術(shù) 2019年9期
陳建
摘 要：介紹了某核電三代機(jī)組汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)配置；在發(fā)生潤滑油裂化或泄露事件，為避免汽輪機(jī)停機(jī)需及時(shí)補(bǔ)充備用潤滑油，為此對在空置的室外油箱內(nèi)儲存一定量潤滑油的可行性進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)潤滑油；室外油箱；儲存?zhèn)溆糜驮矗淮胧〥OI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1690 引言
新建的大型汽輪機(jī)組在調(diào)試和功率試驗(yàn)期間，常常會發(fā)生潤滑油泄露或者潤滑油進(jìn)水的事件，在日常運(yùn)行期間，如果潤滑油進(jìn)水嚴(yán)重含水量大會導(dǎo)致潤滑油乳化，潤滑油失去潤滑作用將導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。為增加系統(tǒng)可靠性，減少機(jī)組因潤滑油液位低或油品質(zhì)量問題而停機(jī)的概率，本論文從增加儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑矫鏋橹朦c(diǎn)，分析漏油和油品裂化及應(yīng)對措施，并優(yōu)化相應(yīng)規(guī)程。1 室外油箱設(shè)計(jì)說明
汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)在室外布置1臺凈油箱、1臺污油箱，用于為主油箱提供初裝油和后續(xù)補(bǔ)油。單臺油箱全容積123m?、有效容積115m?，而主油箱正常液位容積為65m?、加上系統(tǒng)內(nèi)流動的潤滑油共計(jì)115m?。當(dāng)前室外油箱設(shè)計(jì)滿足《GBT 50958-2013 核電廠常規(guī)島設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，“潤滑油貯存和凈化系統(tǒng)宜2臺機(jī)組共用1套。系統(tǒng)應(yīng)分設(shè)一個(gè)凈油箱和一個(gè)污油箱。”2 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥涂尚行栽u估
在發(fā)生潤滑油裂化趨勢或泄漏事件時(shí)，為避免汽輪機(jī)停機(jī)需及時(shí)補(bǔ)充備用潤滑油，為此對在空置的室外油箱內(nèi)儲存一定量潤滑油的可行性進(jìn)行評估。2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否可行
兩臺室外油箱功能上可互為替換，正常運(yùn)行期間如果在凈油箱儲存一定量的潤滑油，大修時(shí)主油箱潤滑油可輸送到污油箱。此時(shí)，如果凈油箱儲油較少，仍然可以在兩臺油箱之間倒油、凈化；如果凈油箱儲油較多，可在污油箱內(nèi)凈化、凈化速度可能受到影響。因此，基于當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)一臺室外油箱儲存一定量潤滑油。2.2 設(shè)計(jì)方及其他核電廠調(diào)研情況
（1）日本國內(nèi)電廠沒有在室外油箱儲存潤滑油的做法，因?yàn)槭彝庥拖潆y以控制水分，油質(zhì)可能劣化；當(dāng)需要補(bǔ)油時(shí)通常有油罐車臨時(shí)輸送潤滑油到室外油箱、再輸送到主油箱。（2）凈污油箱功能上可以互為替換，但初始設(shè)計(jì)在大修期間使用，不建議正常運(yùn)行期間油箱內(nèi)存油；如需要在正常運(yùn)行期間存油，需要考慮消防設(shè)計(jì)。
同時(shí)，也調(diào)研了國內(nèi)核電室外油箱設(shè)置情況：
（1）江蘇核電一期主汽輪機(jī)未設(shè)計(jì)備用油箱，二期設(shè)計(jì)有兩個(gè)油箱，但只在大修時(shí)用于倒油，平時(shí)沒有存油。（2）廣核凈油箱、污油箱放置在廠房內(nèi)，日常存放一定量潤滑油，同時(shí)配置有濾油機(jī)。2.3 室外油箱存儲備用潤滑油潛在問題及措施分析
室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥痛嬖谌缦聺撛趩栴}：
（1）潤滑油長時(shí)間儲存在室外油箱，可能出現(xiàn)劣化，油質(zhì)難以長期保持合格狀態(tài)，需要定期取樣分析和凈化。（2）當(dāng)前室外油箱區(qū)域消防設(shè)計(jì)沒有考慮長期儲油工況，因此消防設(shè)計(jì)需要重新評估設(shè)計(jì)。
針對上述潛在問題，可行措施分析如下：
（1）為避免油質(zhì)裂化，需開發(fā)預(yù)維項(xiàng)目，對室外油箱儲存的潤滑油，定期取樣化驗(yàn)外觀、粘度、酸值、水分、顆粒度等參數(shù)，保障油質(zhì)可用性。（2）關(guān)于消防設(shè)計(jì)，根據(jù)《GB50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《GB50016-2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，罐壁高度小于7m或容量不大于200m?的儲罐可采用移動式泡沫滅火系統(tǒng)，當(dāng)前室外油箱并沒有設(shè)計(jì)移動式滅火系統(tǒng)，且消防隊(duì)的移動式滅火車離現(xiàn)場較遠(yuǎn)、且運(yùn)送比較費(fèi)時(shí)，不能滿足緊急情況下的及時(shí)滅火。3 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑治?.1 漏油可能性及風(fēng)險(xiǎn)分析
潤滑油系統(tǒng)對外漏油的可能位置，主要包括小口徑閥門以及管道法蘭連接處。正常運(yùn)行期間，這些位置漏油可能性小，而由于閥門在線錯誤、或者設(shè)備檢修后法蘭未緊固等原因?qū)е聺櫥拖到y(tǒng)啟動時(shí)漏油可能性較大。
（1）如在潤滑油系統(tǒng)啟動時(shí)漏油，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理、不會造成汽輪機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。（2）如正常運(yùn)行期間漏油，主油箱設(shè)置有液位低報(bào)警，主控可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并安排檢查、處理；且小口徑閥門忘關(guān)或誤開、法蘭滲漏等原因?qū)е碌穆┯停粫a(chǎn)生類似于系統(tǒng)大破口的極端影響。（3）運(yùn)行巡檢方案中要求每個(gè)值都要現(xiàn)場檢查主油箱液位計(jì)液位，如發(fā)生漏油可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。（4）在系統(tǒng)發(fā)生上述漏油情況下，可運(yùn)送桶裝潤滑油至凈油箱、再輸送到主油箱，也可以運(yùn)送桶裝潤滑油至潤滑油間、使用臨時(shí)濾油機(jī)輸送到主油箱。（5）如果發(fā)生極端的系統(tǒng)大破口異常事件，補(bǔ)油維持機(jī)組運(yùn)行也不合理，只能停機(jī)。
基于上述漏油可能性及風(fēng)險(xiǎn)分析，從常規(guī)的系統(tǒng)漏油情況看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的，但應(yīng)開發(fā)緊急補(bǔ)油規(guī)程應(yīng)對漏油工況。3.2 油質(zhì)裂化可能性及風(fēng)險(xiǎn)分析
潤滑油系統(tǒng)每周取樣分析以確認(rèn)油質(zhì)情況，長期運(yùn)行引起的油質(zhì)變化趨勢能夠得到有效監(jiān)督，根據(jù)需要也有充足時(shí)間運(yùn)輸和補(bǔ)油。
短期引起潤滑油質(zhì)劣化，主要可能因素為軸封蒸汽泄漏或潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器傳熱管破裂。機(jī)組調(diào)試期間，出現(xiàn)過因軸封蒸汽泄漏導(dǎo)致的潤滑油進(jìn)水事件，基于該事件的原因分析，已有如下完善：潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器均安排有3C一次的檢查與清洗、傳熱管泄露檢查；修改運(yùn)行規(guī)程，在投運(yùn)軸封、切換冷油器操作后，通知化學(xué)取樣分析潤滑油中水分；運(yùn)行巡檢時(shí)記錄主油箱壓力、油位等參數(shù)。同時(shí)，基于已有的潤滑油水分異常事件處理經(jīng)驗(yàn)來看，只要及時(shí)降低水分，水分短時(shí)異常并不會立即導(dǎo)致潤滑油發(fā)生不可逆的劣化。
基于上述分析，針對潤滑油油質(zhì)的監(jiān)督和管控，潤滑油系統(tǒng)及密封油系統(tǒng)已制定了合理的預(yù)防性維修策略和運(yùn)行規(guī)程，可以在油質(zhì)出現(xiàn)不可接受的劣化情況前發(fā)現(xiàn)并改善。因此，從油質(zhì)劣化預(yù)防角度看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的。4 結(jié)論
汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)凈油箱長期儲存適量潤滑油用于備用的設(shè)想，從系統(tǒng)功能上分析是可以實(shí)現(xiàn)、但不是必須的，而且如長期儲存潤滑油、需要增加泡沫消防設(shè)計(jì)。因此，維持當(dāng)前汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)凈油箱、污油箱設(shè)計(jì)功能不變，油箱用于機(jī)組大修時(shí)臨時(shí)儲存潤滑油、不用于儲存?zhèn)溆糜汀Ｍ瑫r(shí)開發(fā)緊急補(bǔ)油運(yùn)行規(guī)程，在主油箱油位低時(shí)及時(shí)補(bǔ)油。
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新建的大型汽輪機(jī)組在調(diào)試和功率試驗(yàn)期間，常常會發(fā)生潤滑油泄露或者潤滑油進(jìn)水的事件，在日常運(yùn)行期間，如果潤滑油進(jìn)水嚴(yán)重含水量大會導(dǎo)致潤滑油乳化，潤滑油失去潤滑作用將導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。為增加系統(tǒng)可靠性，減少機(jī)組因潤滑油液位低或油品質(zhì)量問題而停機(jī)的概率，本論文從增加儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑矫鏋橹朦c(diǎn)，分析漏油和油品裂化及應(yīng)對措施，并優(yōu)化相應(yīng)規(guī)程。1 室外油箱設(shè)計(jì)說明
汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)在室外布置1臺凈油箱、1臺污油箱，用于為主油箱提供初裝油和后續(xù)補(bǔ)油。單臺油箱全容積123m?、有效容積115m?，而主油箱正常液位容積為65m?、加上系統(tǒng)內(nèi)流動的潤滑油共計(jì)115m?。當(dāng)前室外油箱設(shè)計(jì)滿足《GBT 50958-2013 核電廠常規(guī)島設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，“潤滑油貯存和凈化系統(tǒng)宜2臺機(jī)組共用1套。系統(tǒng)應(yīng)分設(shè)一個(gè)凈油箱和一個(gè)污油箱。”2 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥涂尚行栽u估
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兩臺室外油箱功能上可互為替換，正常運(yùn)行期間如果在凈油箱儲存一定量的潤滑油，大修時(shí)主油箱潤滑油可輸送到污油箱。此時(shí)，如果凈油箱儲油較少，仍然可以在兩臺油箱之間倒油、凈化；如果凈油箱儲油較多，可在污油箱內(nèi)凈化、凈化速度可能受到影響。因此，基于當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)一臺室外油箱儲存一定量潤滑油。2.2 設(shè)計(jì)方及其他核電廠調(diào)研情況
（1）日本國內(nèi)電廠沒有在室外油箱儲存潤滑油的做法，因?yàn)槭彝庥拖潆y以控制水分，油質(zhì)可能劣化；當(dāng)需要補(bǔ)油時(shí)通常有油罐車臨時(shí)輸送潤滑油到室外油箱、再輸送到主油箱。（2）凈污油箱功能上可以互為替換，但初始設(shè)計(jì)在大修期間使用，不建議正常運(yùn)行期間油箱內(nèi)存油；如需要在正常運(yùn)行期間存油，需要考慮消防設(shè)計(jì)。
同時(shí)，也調(diào)研了國內(nèi)核電室外油箱設(shè)置情況：
（1）江蘇核電一期主汽輪機(jī)未設(shè)計(jì)備用油箱，二期設(shè)計(jì)有兩個(gè)油箱，但只在大修時(shí)用于倒油，平時(shí)沒有存油。（2）廣核凈油箱、污油箱放置在廠房內(nèi)，日常存放一定量潤滑油，同時(shí)配置有濾油機(jī)。2.3 室外油箱存儲備用潤滑油潛在問題及措施分析
室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥痛嬖谌缦聺撛趩栴}：
（1）潤滑油長時(shí)間儲存在室外油箱，可能出現(xiàn)劣化，油質(zhì)難以長期保持合格狀態(tài)，需要定期取樣分析和凈化。（2）當(dāng)前室外油箱區(qū)域消防設(shè)計(jì)沒有考慮長期儲油工況，因此消防設(shè)計(jì)需要重新評估設(shè)計(jì)。
針對上述潛在問題，可行措施分析如下：
（1）為避免油質(zhì)裂化，需開發(fā)預(yù)維項(xiàng)目，對室外油箱儲存的潤滑油，定期取樣化驗(yàn)外觀、粘度、酸值、水分、顆粒度等參數(shù)，保障油質(zhì)可用性。（2）關(guān)于消防設(shè)計(jì)，根據(jù)《GB50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《GB50016-2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，罐壁高度小于7m或容量不大于200m?的儲罐可采用移動式泡沫滅火系統(tǒng)，當(dāng)前室外油箱并沒有設(shè)計(jì)移動式滅火系統(tǒng)，且消防隊(duì)的移動式滅火車離現(xiàn)場較遠(yuǎn)、且運(yùn)送比較費(fèi)時(shí)，不能滿足緊急情況下的及時(shí)滅火。3 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑治?.1 漏油可能性及風(fēng)險(xiǎn)分析
潤滑油系統(tǒng)對外漏油的可能位置，主要包括小口徑閥門以及管道法蘭連接處。正常運(yùn)行期間，這些位置漏油可能性小，而由于閥門在線錯誤、或者設(shè)備檢修后法蘭未緊固等原因?qū)е聺櫥拖到y(tǒng)啟動時(shí)漏油可能性較大。
（1）如在潤滑油系統(tǒng)啟動時(shí)漏油，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理、不會造成汽輪機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。（2）如正常運(yùn)行期間漏油，主油箱設(shè)置有液位低報(bào)警，主控可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并安排檢查、處理；且小口徑閥門忘關(guān)或誤開、法蘭滲漏等原因?qū)е碌穆┯停粫a(chǎn)生類似于系統(tǒng)大破口的極端影響。（3）運(yùn)行巡檢方案中要求每個(gè)值都要現(xiàn)場檢查主油箱液位計(jì)液位，如發(fā)生漏油可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。（4）在系統(tǒng)發(fā)生上述漏油情況下，可運(yùn)送桶裝潤滑油至凈油箱、再輸送到主油箱，也可以運(yùn)送桶裝潤滑油至潤滑油間、使用臨時(shí)濾油機(jī)輸送到主油箱。（5）如果發(fā)生極端的系統(tǒng)大破口異常事件，補(bǔ)油維持機(jī)組運(yùn)行也不合理，只能停機(jī)。
基于上述漏油可能性及風(fēng)險(xiǎn)分析，從常規(guī)的系統(tǒng)漏油情況看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的，但應(yīng)開發(fā)緊急補(bǔ)油規(guī)程應(yīng)對漏油工況。3.2 油質(zhì)裂化可能性及風(fēng)險(xiǎn)分析
潤滑油系統(tǒng)每周取樣分析以確認(rèn)油質(zhì)情況，長期運(yùn)行引起的油質(zhì)變化趨勢能夠得到有效監(jiān)督，根據(jù)需要也有充足時(shí)間運(yùn)輸和補(bǔ)油。
短期引起潤滑油質(zhì)劣化，主要可能因素為軸封蒸汽泄漏或潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器傳熱管破裂。機(jī)組調(diào)試期間，出現(xiàn)過因軸封蒸汽泄漏導(dǎo)致的潤滑油進(jìn)水事件，基于該事件的原因分析，已有如下完善：潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器均安排有3C一次的檢查與清洗、傳熱管泄露檢查；修改運(yùn)行規(guī)程，在投運(yùn)軸封、切換冷油器操作后，通知化學(xué)取樣分析潤滑油中水分；運(yùn)行巡檢時(shí)記錄主油箱壓力、油位等參數(shù)。同時(shí)，基于已有的潤滑油水分異常事件處理經(jīng)驗(yàn)來看，只要及時(shí)降低水分，水分短時(shí)異常并不會立即導(dǎo)致潤滑油發(fā)生不可逆的劣化。
基于上述分析，針對潤滑油油質(zhì)的監(jiān)督和管控，潤滑油系統(tǒng)及密封油系統(tǒng)已制定了合理的預(yù)防性維修策略和運(yùn)行規(guī)程，可以在油質(zhì)出現(xiàn)不可接受的劣化情況前發(fā)現(xiàn)并改善。因此，從油質(zhì)劣化預(yù)防角度看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的。4 結(jié)論
汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)凈油箱長期儲存適量潤滑油用于備用的設(shè)想，從系統(tǒng)功能上分析是可以實(shí)現(xiàn)、但不是必須的，而且如長期儲存潤滑油、需要增加泡沫消防設(shè)計(jì)。因此，維持當(dāng)前汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)凈油箱、污油箱設(shè)計(jì)功能不變，油箱用于機(jī)組大修時(shí)臨時(shí)儲存潤滑油、不用于儲存?zhèn)溆糜汀Ｍ瑫r(shí)開發(fā)緊急補(bǔ)油運(yùn)行規(guī)程，在主油箱油位低時(shí)及時(shí)補(bǔ)油。
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