600MW機組小汽輪機潤滑油顆粒度輕微超標治理

國電黃金埠發電有限公司 姜 俊 肖承明

某公司2臺600MW發電機組，#1機組于2007年3月投產，#2機組于2007年7月投產，每臺機組配置兩臺100%容量的汽動給水泵，一臺35%容量的電動給水泵，A、B汽動給水泵各由一臺小汽輪機驅動。2017年下半年以來，#1機組B小機間斷出現潤滑油顆粒度輕微超標（NSA9級）情況，潤滑油的其它監督指標均在合格范圍之內，投入濾油機運行一段時間后，油質會逐漸好轉至合格，但濾油機停運一段時間后，潤滑油油質又會出現顆粒度超標情況，反復出現。公司其它幾臺小汽輪機的潤滑油油質均比較穩定，不會出現油質不合格的情況。

1 潤滑油顆粒度超標對小汽輪機運行影響

小汽輪機的潤滑油主要是給小機和汽泵各個支持軸承和推力軸承提供潤滑油，起著潤滑、冷卻軸承的作用。由于潤滑油系統的特殊性，對于小汽輪機潤滑油的顆粒度一般要求（NAS1638 7～8級）[1]，如果顆粒度不合格，可能會引起小汽輪機軸承磨損而發生嚴重的安全事故[2]。另外，潤滑油中的顆粒度超標可能會堵塞系統濾網、降低潤滑油壓力，使小機運行中跳閘，如果油中含有金屬顆粒還會對油質劣化有催化作用。

2 引起潤滑油顆粒度超標的原因分析

雖然#1機B小機潤滑油顆粒度超標的情況不是很嚴重，但反復的顆粒度超標情況引起了技術管理部門的高度重視，相關技術人員對小汽輪機潤滑油粒度超標的可能原因展開了分析，并對各種可能的原因進行了排查。

檢修過程遺留污染物。小機潤滑油系統部件在檢修過程中如留下了污染物，如毛發、鐵屑、焊渣、灰塵等在檢修結束后沒有及時、徹底地清理，停留在系統中就有可能不斷的污染油質。利用機組調停的機會，檢修人員對#1機B小機油箱進行了徹底清理，特別是油箱底部死角，都用濕面粉團進行吸附清理，清理結束后點檢員進行了嚴格的驗收檢查。對小機的潤滑油濾網進行了清洗，對小機潤滑油板冷器油側進行了徹底的清理，開機后小機運行一段時間還是出現潤滑油顆粒度超標情況，該項原因排除。

小機油箱密封性差。如果#1機B小機潤滑油箱的密封不好，由于油箱處于微負壓狀態，油箱周圍空氣中的污染物就會通過縫隙進入油箱帶入油系統，污染油質。在#1機B小機運行中對潤滑油箱進行了拉網式的查漏，沒有發現漏點，該項原因排除。

小汽輪機油箱負壓大。如小機油箱負壓調整過大，空氣中的微小顆粒就會通過小機軸承的油檔進入各軸承箱，進而污染潤滑油。運行規程要求控制小機油箱-0.5Kpa以上的微負壓運行，實際運行控制各臺小機油箱負壓-1.0～1.5Kpa之間，各臺小機均按這一標準控制，唯獨#1B小機會出現顆粒度反復超標，理論上可排除這一原因；同時也試著將#1B小機油箱負壓調整至-0.8Kpa左右運行一周時間，油質情況沒有改善，進一步排除油箱負壓大原因。

潤滑油系統存在磨損。小機和汽泵各軸承如存在軸頸和軸承的摩擦，將會產生金屬屑，污染潤滑油。從#1機B小機的運行狀況分析，小機和汽泵各軸承溫度和振動均在正常范圍，沒有超溫情況，檢修將各軸承解體檢查也沒有發現軸承和軸頸有明顯磨痕，該項原因排除。

潤滑油油質委外檢測。公司在對#1機B小機潤滑油顆粒度超標原因進行逐一排查后，認為需進一步了解構成顆粒度的具體組成成分才能對癥查找原因，委托西安熱工研究院對B小機潤滑油油質進行了檢測，經檢測B小機潤滑油顆粒度為NSA9級，用有機溶劑稀釋后化驗B小機潤滑油顆粒度降為NSA8級，且潤滑油中有油泥析出，導致B小機潤滑油顆粒度超標的原因為潤滑油中含有劣化的油泥。

3 油泥產生的機理及原因排查

確定了#1機B小機潤滑油顆粒度超標的主要原因是含有劣化的油泥后，技術人員的目標轉向了油泥產生的原因排查。文獻表明：油泥是由固體污染物、水、樹脂等物組成的沉積物在空氣、熱量、水分或其他污染物的影響下生成。潤滑油產生油泥的因素，主要是因為潤滑油受氧化后，在高溫和高壓環境和金屬催化作用下發生聚合形成膠質而成[3]。由此可知，如#1機B小機潤滑油系統現場存在高溫、水蒸氣和空氣中懸浮物等，在一定的條件下就有可能生成油泥[4]。

針對上述因素，技術人員對#1機B小機潤滑油系統展開了排查。在熱源排查方面，主要是在現場對每一處潤滑油管路是否存在和高溫管道接觸和靠近進行全面檢查，發現存在個別潤滑油管路局部和高溫管道靠得比較近，對該處潤滑油管道外壁用紅外線測溫槍測溫達到100℃以上，存在局部高溫的情況。

在對比分析公司另外三臺小機潤滑油油質檢測報告中又有新發現：#1機B小機的水分雖然沒有超標但明顯有水分偏高情況，在現場檢查B小機軸封漏汽情況，小機高壓端軸封沒有明顯的漏汽，但用紅外線測溫儀測量高壓端軸承箱外殼溫度有100℃，表明軸封有輕微的漏汽，檢查小機低壓端軸封情況比較正常。同時檢查發現B小機高壓端軸封處汽缸保溫層比較厚，保溫外殼與軸承箱之間的間隙較小，如果軸封有輕微的漏汽將不能及時排走，可能被軸承內的負壓吸入潤滑油系統，使油中含有一定的水分。由于小機排煙風機一直在運行，油中的不凝結氣體和蒸發的水分會被排煙風機源源不斷的抽吸排走，所以水分沒有超標，但凝結下來的水分則不能被排煙風機抽吸排走，遺留在潤滑油中，造成潤滑油中含有一定的水分[5]。

由于空氣無處不在，而小機的軸承內處于微負壓狀態，空氣會不可避免的帶入潤滑油中，空氣中的懸浮物或多或少的會帶入潤滑油中。

經過對#1機B小機潤滑油系統現場排查，發現B小機潤滑油系統客觀存在產生油泥的環境，確定了#1機B小機潤滑油中產生油泥的主要原因為系統存在高溫熱源、小機高壓端軸封存在輕微漏汽。

4 現場的整治及效果

熱源的隔離。對#1機B小機潤滑油管局部與高溫熱源靠近的問題，檢修人員采取加裝隔熱板的方法隔離熱源，避免高溫熱源加熱導致潤滑油乳化，經過現場逐一的處理，消除了部分油管局部被靠近的高溫蒸汽管道加熱的缺陷，將熱源隔離。

軸封輕微漏汽的治理。對#1機B小機高壓端軸封輕微漏汽的情況，運行采取精細調整高壓端軸封進汽分門的方法，逐漸關小進汽分門，結合對高壓端軸承箱外壁測溫的辦法，最終調整軸封汽量減少至軸承箱外壁溫度80℃以下，控制軸封基本不漏汽，減少潤滑油中的水分源頭，同時對小機高壓端外缸保溫層進行適當的削薄，增大保溫外殼與軸承箱之間的間隙，讓即使有輕微的軸封漏汽也能順暢的排出至大氣中，基本消除潤滑油含水的源頭。

經過采取上述措施，運行一段時間后，再次化驗#1機B小機的油質，潤滑油的水分已降低到了30.0mg/L以下，潤滑油顆粒度降低到了（NAS1638）7級水平，經過近一年的運行時間檢驗，#1機B小機潤滑油顆粒度超標問題已得到了徹底的解決。