汽轮机油系统进水原因分析及防范措施

汽轮机油系统进水原因分析及防范措施
汽轮机油系统进水原因分析及防范措施
摘要：本文根据本厂空分空压机用汽轮机油系统进水事故，从设备结构，运行状况，并与本厂合成循环汽轮机进行对比，推断导致润滑油进水的主要原因，并有针对性的提出治理方案。

关键词：汽轮机润滑油油中进水氮气密封
本厂为年产10万吨甲醇企业，已运转三年。

有空分空压机组3560KW与合成循环机组4656KW两台杭州中能产汽轮机。

一、事故经过
2010年7月22日两台机组均取油箱底部油样进行化验，化验结果均为合格；8月3日因检修全厂停车；8月6日全系统开车；8月8日10：40锅炉因仪表故障两台锅炉均跳车，空压机组喘振，联锁跳车。

循环机组利用系统蒸汽余压没有停车，5分钟后锅炉重新开车，蒸汽温度280℃外送，空压机开车；8月9日01：40锅炉再次断电跳车，全系统停车，至05：10空分开车。

8月13日空分操作工巡检发现油箱玻璃管液位计上有水珠，油品发白呈乳化状，空压机轴承箱视镜上有水珠，机组轴振动增大，轴瓦温度升高。

油品送质量监督检验所化验分析报告如下：
二、原因分析
1.轴封径向间隙调整过大，轴封漏汽沿轴窜入轴承室，造成油中带水。

机组检修时，为了避免在启动过程中高速转动的轴系因过临界转速振动或转子热膨胀而碰磨轴封尖齿。

一般在调整轴封时增大了轴封间隙。

在机组正常运行中影响了轴封的严密性，造成了轴封漏汽沿轴窜入轴承室，这是油中进水的根本原因。

2.轴封齿倒伏，密封作用降低造成油中进水。

在轴封径向间隙调整过程中，考虑转子膨胀及轴系振动不全面，使轴封径向间隙过小，令机组在启动过程中因转子膨胀与轴系振动造成轴封尖齿与转子碰磨，尖齿倒伏，密封作用降低，造成轴封漏汽，使蒸汽沿轴窜入轴承室。

3.轴档间隙过大或密封齿倒伏，蒸汽沿轴窜入轴承箱，使油中带水。

4.杭州中能造汽轮机机头处无轴封蒸汽信号管，蒸汽很容易沿轴窜入轴承箱。

在开停车时，轴封蒸汽温度低，需要压力高，前轴封处漏气严重，沿轴窜入轴承箱的机会很大。

5.盘车齿轮或联轴器转动鼓风的抽吸作用，造成轴承箱内局部负压，吸入蒸汽。

另外油箱排烟风机在开停车时油温低油烟较少，油箱负压增大，使轴承室负压增大，使轴封漏汽，更易进入润滑油系统。

循环机采用干气密封，轴承箱内为正压，油箱上也未安装排烟风机，油箱顶部为常压；避免了因排烟风机抽负的可能。

6.空压机组油系统流程为：油泵出来经减压至1.0MPa分两路，一路作为控制油经控制油过滤器进入控制油系统；另一路作为润滑油先减压至0.38MPa，再经油冷却器冷却至38℃，进入润滑油过滤器，至机组润滑油总管处油压为0.30MPa，分别经限流孔板进入机组轴承箱，最终控制油和润滑油回到油箱。

其中进入润滑油冷却器的循环水压力为0.35-0.40MPa。

这是设计中很不合理的地方，一旦油冷却器内漏循环水很容易漏到油系统中。

而循环机组则是高压油先经油冷却器再减压这样避免了水向油中泄漏。

7.油箱顶部密封不严，用水冲刷油箱时，水直接进入油箱也是一种可能导致油中进水的原因。

三、油中带水的危害
1.润滑油带水使轴瓦油膜不易形成，当油膜被转子撕裂时，转子将与轴瓦产生磨擦，使轴瓦脱胎或化瓦，造成事故停机。

2.润滑油带水较多时油质严重乳化，失去润滑效果，使油膜质量恶化，不能及时迅速地带走轴系传来的热量，造成化瓦或脱胎，机组轴系振动加剧危及机组安全。

3.控制油带水会锈蚀油动机弹簧，改变机组调节系统特性曲线，长期下去，将使油动机弹簧锈蚀剥落，造成弹簧疲劳，威胁机组安全。

4.机组调节保安系统各错油门、活塞、滑阀等部件的间隙十分精细，控制油带水将会使之锈蚀，产生错油门、滑阀或活塞卡涩，滑阀振动等一系列现象，造成调节保安系统拒动，危及机组安全。

5.危急遮断器弹簧锈蚀产生疲劳，造成正常运行危急遮断器误动，或危急遮断器飞锤卡涩，转子超速时，危急遮断器拒动。

6.控制油中带水会造成调节系统带负荷晃动，危及机组安全运行。

四、事故确诊原因
经化验油过滤机分离出的水为软水，本次事故排除了油冷却器内漏的可能，与外部进水的可能。

经确诊为汽轮机机头轴封，油档因机组喘振造成磨损，间隙过大；机头轴封漏气无信号管；机组在锅炉蒸汽温度未达标情况下启动，轴封蒸汽带水需要的轴封汽压力大；再加上启动前轴承箱内负压大；几个原因共同导致本次事故。

五、防范措施
1.汽轮机两个轴档处加装密封气，汽轮机两侧轴档处各有一只预留短管，将短管通氮气（或仪表空气），需在油系统投用前稍开密封气即可，一般5-10KPa即可，密封气沿轴向外吹气。

这一改造既防止轴承箱负压吸入蒸汽，也防止因轴封间隙过大或轴档间隙过大，导致的轴封蒸汽漏入。

有效的阻止了轴封蒸汽向轴承箱内窜入。

本厂循环机组早在安装时就已经做了改造，实践证明此种改造效果非常明显。

2.合理调整大而漏汽，又可避免机组启动过临界转速时因振动发生磨擦，使轴封尖齿倒伏。

3.合理调整轴封供汽压力，避免轴封漏汽过大。

轴封间隙，以转子热膨胀的胀幅与转子最大振幅之和为基准，既可避免机组运行时因轴封间隙过
4.缩小轴承油挡间隙。

更换轴承座台板润滑脂，减小膨胀阻力，把机组启动时轴承座的前仰或后仰控制在最小，以轴承座变形造成的抬起或降低的变幅与机组振幅为基准，把油档间隙调整到最小允许值。

5.消除或降低轴承箱内负压。

小机组可以关闭排烟风机，油烟直接排至大气。

6.改造润滑油流程，将润滑油冷却器前减压阀改至过滤器之后，此种改造难度较大。

如果不改造可以将油压适当提高，将循环水压力适当降低，拉大润滑油与循环水的压差。

7.经常检查油箱液位。

8.避免用水冲洗油箱。

9.经常用真空滤油机过滤机油，至少三个月做一次油质分析，随时掌握油质情况。

六、分析报告
润滑油经过真空滤油机过滤后润滑油重新送质量监督检验所化验
改造三个月后润滑油重新送质量监督检验所化验分析报告如下：
七、结论
空分汽轮机经过加装氮气密封，以及采取以上措施后，油中未出现带水现象，机组运行稳定。

参考文献
[1]李祥苓《电力安全技术》 2003年05期《主机油中进水原因分析及防范措施》.
[2]舒英强《内蒙古煤炭经济》2010年第04期《汽轮机润滑油中带水的分析与治理方案》.
作者简介：刘英杰，唐山万丰兴化工产品有限公司技术员，助理工程师，从事甲醇行业8年，曾于参与本厂筹建，组织设备安装。

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