淺析1000WM機(jī)組汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中進(jìn)水的原因與對(duì)策

馮源

【摘 要】某臺(tái)1000WM汽輪機(jī)組在準(zhǔn)備啟動(dòng)的過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油油系統(tǒng)存在進(jìn)水問題，使得整個(gè)機(jī)組安全運(yùn)行，受到了消極的影響。因此本文主要針對(duì)該問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并提出使用濾油機(jī)對(duì)濾油中的水分進(jìn)行處理的方案進(jìn)行解決，同時(shí)針對(duì)汽輪機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)水的問題提出預(yù)防措施，希望能在一定程度上對(duì)該1000WM汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的問題進(jìn)行有效的解決并減少汽輪機(jī)在運(yùn)行過程當(dāng)中出現(xiàn)進(jìn)水的概率。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水；原因分析；預(yù)防措施

對(duì)于汽輪機(jī)來說，潤(rùn)滑油是一項(xiàng)非常重要的物質(zhì)，它對(duì)機(jī)組運(yùn)行過程當(dāng)中的順暢性以及安全性會(huì)產(chǎn)生較大的影響，如果汽輪機(jī)在高速運(yùn)行的過程當(dāng)中，能夠?qū)?rùn)滑油的粘度特性進(jìn)行有效的利用，那么汽輪機(jī)當(dāng)中的軸承以及軸頸之間就會(huì)形成油膜并起到對(duì)機(jī)組之間的潤(rùn)滑作用。除此之外，高速運(yùn)行會(huì)使得汽輪組之間產(chǎn)生較大的溫度，如果能夠有效的利用潤(rùn)滑油促進(jìn)軸承當(dāng)中的循環(huán)流動(dòng)，那么他們可以將汽輪機(jī)當(dāng)中的高溫蒸汽進(jìn)行降低。軸承與軸承之間的摩擦可以通過潤(rùn)滑油進(jìn)行減少，因此軸承之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱量也會(huì)大幅度減少。而且潤(rùn)滑油的有效利用能夠?qū)a(chǎn)生的熱量運(yùn)送到冷油器當(dāng)中，最終達(dá)到對(duì)汽輪機(jī)軸承降熱的目的。

一、設(shè)備概述

潤(rùn)滑油的系統(tǒng)設(shè)備較為復(fù)雜，其中必不可少的幾種設(shè)備主要是兩臺(tái)冷油器，主油泵以及主油箱，當(dāng)然要想能夠使得潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常運(yùn)行單純依靠以上這幾種設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，緊急事故油泵，儀表，溫度控制器，油系統(tǒng)套裝管道以及電動(dòng)機(jī)油泵是潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要保障設(shè)備。當(dāng)汽油發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)使用到的設(shè)備主要是主油箱，冷油箱和主油泵等等，這時(shí)應(yīng)急直流油泵，盤車油泵以及電動(dòng)汽油泵等多種設(shè)備都處于備用的狀態(tài)當(dāng)中。其中主油泵能夠?yàn)槠啺l(fā)電機(jī)提供的作用主要是提供足夠的壓力和流量，促進(jìn)潤(rùn)滑油的正常使用，但是這些過程都需要在汽機(jī)大軸的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行。潤(rùn)滑油在產(chǎn)生作用之前，需要經(jīng)過渦輪增壓泵進(jìn)行降壓之后，再通過冷油器進(jìn)行冷卻，最后提供給汽輪機(jī)發(fā)電當(dāng)中的10個(gè)徑向軸承和一個(gè)推力軸承，除此之外，頂軸油泵和密封油系統(tǒng)的正常運(yùn)行也需要由潤(rùn)滑油提供。如果汽輪機(jī)是處于剛開始啟動(dòng)或者剛開始停機(jī)的階段，那么汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速將會(huì)大大降低，在此情況下，主油泵無(wú)法為整個(gè)機(jī)組提供足夠的潤(rùn)滑油使得有渦輪增壓泵缺乏一定的動(dòng)力。這時(shí)系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)急直流油泵，盤車油泵以及電動(dòng)汽油泵，就可以產(chǎn)生作用來承擔(dān)主油泵無(wú)法承擔(dān)的潤(rùn)滑油供給功能。

如果汽輪發(fā)電機(jī)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，那么轉(zhuǎn)子可以在每分鐘之內(nèi)進(jìn)行3000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，但是軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程當(dāng)中，要求潤(rùn)滑油能夠不斷的進(jìn)行供給，只有在潤(rùn)滑油保護(hù)的前提下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)期間的走進(jìn)和軸承之間才能形成穩(wěn)定的油膜，同時(shí)避免金屬之間的摩擦減少軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的主力。但是如果大軸承的熱傳到功能以及金屬油液之間的摩擦所產(chǎn)生的熱量，不能得到及時(shí)的釋放，那么在長(zhǎng)時(shí)間的使用前提下，軸承的瓦面將會(huì)被燒毀。因此工作人員必須要連續(xù)不斷的對(duì)機(jī)組各個(gè)區(qū)域的軸承提供適當(dāng)溫度以及壓力的潤(rùn)滑油，保證潤(rùn)滑油能夠?qū)⒕幼∷a(chǎn)生的熱量進(jìn)行持續(xù)的交換。

二、油品的乳化現(xiàn)象給汽輪機(jī)組帶來的消極影響

在實(shí)際運(yùn)行的過程當(dāng)中，汽輪機(jī)組的高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使得水蒸氣通過各種方式進(jìn)入到油系統(tǒng)當(dāng)中，最終導(dǎo)致油品出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，最終威脅到整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行。油品的乳化現(xiàn)象給汽輪機(jī)組帶來的消極影響，主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①油品乳化之后會(huì)分泌出部分水分在軸承上面，對(duì)軸承的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，同時(shí)乳化過程使得油膜遭到破壞，導(dǎo)致軸承與軸瓦之間的摩擦系數(shù)變大，軸瓦會(huì)出現(xiàn)燒損的現(xiàn)象。②出現(xiàn)乳化現(xiàn)象之后，乳化液會(huì)沉積在油循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)中，使得油的滲透流動(dòng)受到阻礙，最終導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)共有不足現(xiàn)象，同時(shí)引發(fā)系統(tǒng)無(wú)法散熱等多種問題。③氯化液會(huì)對(duì)部分金屬設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，而腐蝕的產(chǎn)物又會(huì)使得有的性能被破壞，最終加深設(shè)備的進(jìn)一步腐蝕，使得整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行進(jìn)入到腐蝕的惡循環(huán)狀態(tài)。④油品的乳化現(xiàn)象使得油品當(dāng)中出現(xiàn)大量的氣泡。

三、事故現(xiàn)象

本次研究對(duì)象是某發(fā)電廠1000WM，汽輪機(jī)組在進(jìn)行啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作時(shí)，出現(xiàn)氣機(jī)打閘停機(jī)的現(xiàn)象，出現(xiàn)該情況的時(shí)間為5月22日8：15，此時(shí)主機(jī)的壓力為12.3M帕。5月23日凌晨2點(diǎn)及水泵小機(jī)試轉(zhuǎn)，正常打砸停機(jī)，此時(shí)主氣壓力為7.6Mpa，主氣的溫度在460攝氏度以下，汽輪機(jī)組破壞真空，真空到0后可以退出軸封。該日下午凌晨3點(diǎn)，主氣的壓力為4.13Mpa，工作人員在對(duì)機(jī)主進(jìn)行檢查時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)低壓缸氣風(fēng)體進(jìn)氣的溫度升到135攝氏度。經(jīng)過開啟潤(rùn)滑油底箱底部進(jìn)行放水檢查之后，判定為潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水。如果主機(jī)潤(rùn)滑油出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象，那么帶水的潤(rùn)滑油將會(huì)使得軸瓦的油膜不易形成，當(dāng)轉(zhuǎn)子與軸瓦之間產(chǎn)生摩擦?xí)r，軸瓦就會(huì)出現(xiàn)脫胎或者破裂的現(xiàn)象。潤(rùn)滑油當(dāng)中出現(xiàn)水分也會(huì)使得油膜的質(zhì)量大幅度惡化，不能夠及時(shí)的對(duì)軸承產(chǎn)生的熱量進(jìn)行迅速的轉(zhuǎn)移，除此之外還會(huì)將潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果大大降低，使得軸承系統(tǒng)的震動(dòng)現(xiàn)象加劇。帶水的潤(rùn)滑油當(dāng)中的水分使得部分設(shè)備會(huì)出現(xiàn)金屬腐蝕現(xiàn)象，最終導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行壽命大幅度縮短。

四、潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水原因分析

針對(duì)本次研究的技能技術(shù)，潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水事故進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的原因，有可能是軸封系統(tǒng)回汽不順暢，潤(rùn)滑油冷卻器出現(xiàn)泄露現(xiàn)象，系統(tǒng)外有水或者水蒸氣漏入系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)象。一般情況下當(dāng)潤(rùn)滑油出現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)水現(xiàn)象時(shí)工作人員都需要先對(duì)潤(rùn)滑油的壓力進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)闈?rùn)滑油冷油器的潤(rùn)滑油壓力都會(huì)比冷卻水的壓力高，如果潤(rùn)滑油冷油器發(fā)生泄漏之后，潤(rùn)滑油會(huì)進(jìn)入到冷卻水系統(tǒng)當(dāng)中，表現(xiàn)出潤(rùn)滑油油箱液位下降的現(xiàn)象，所以公眾演員可以通過該方式來判斷潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的原因。除此之外現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，比如記住啟動(dòng)的時(shí)間以及運(yùn)行參數(shù)等等，因?yàn)檫@些因素都有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)組的軸封系統(tǒng)回去不順暢，最終使得蒸汽進(jìn)入到汽機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)當(dāng)中是的，潤(rùn)滑油系統(tǒng)的液位上升。當(dāng)然，通過現(xiàn)場(chǎng)的檢查也可以對(duì)外部原因造成的水蒸氣進(jìn)入到潤(rùn)滑油油箱當(dāng)中的可能性進(jìn)行排除。

能夠使得主機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)水的原因比較復(fù)雜，比如軸加內(nèi)負(fù)壓過低或者抽氣管堵塞現(xiàn)象造成的負(fù)壓不足會(huì)使得走風(fēng)漏氣，進(jìn)而導(dǎo)致水分浸入到足跡潤(rùn)滑油當(dāng)中，汽缸結(jié)合面變形所導(dǎo)致的蜂蜜不嚴(yán)，也會(huì)使得水分浸入潤(rùn)滑油當(dāng)中。除此之外，軸封徑向縫隙如果調(diào)整過大，那么水分和會(huì)通過間隙進(jìn)入到潤(rùn)滑油中。

五、事故處理及防范措施

通過對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的原因進(jìn)行分析之后，筆者針對(duì)存在的原因，提出了幾點(diǎn)可采取的解決對(duì)策。首先工作人員可以通過調(diào)整主機(jī)油箱排煙風(fēng)機(jī)的壓力來對(duì)軸承回油箱負(fù)壓進(jìn)行減少，最終達(dá)到減少潤(rùn)滑油進(jìn)水的效果。其次，可以通過在機(jī)組停止運(yùn)行之后，在鍋爐放水之前維持循環(huán)水以及凝結(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行。最后在軸封系統(tǒng)停止運(yùn)行之后，可以通過開啟軸加風(fēng)機(jī)輸水事故放水門的方式防止軸加滿水現(xiàn)象的出現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

本次所研究的汽輪機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象的階段是系統(tǒng)在處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)發(fā)生的，對(duì)于進(jìn)水問題都發(fā)現(xiàn)以及處理工作人員都表現(xiàn)出一定的未知性，由此我們可以認(rèn)為該機(jī)組的安全運(yùn)行存在較大的隱患。通過對(duì)收集到的所有資料進(jìn)行分析之后，可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的原因是汽輪機(jī)潤(rùn)滑油冷卻器存在泄漏現(xiàn)象。針對(duì)該因素，工作人員做出了相應(yīng)的處理措施。同時(shí)還使用各種方式對(duì)汽輪機(jī)軸承的摩擦因素等各項(xiàng)問題進(jìn)行優(yōu)化，防止再次出現(xiàn)潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水現(xiàn)象。

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（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)諫壁發(fā)電廠）