汽轮机润滑油水分超标的分析与处理

编号：AQ-JS-04119

( 安全技术)

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汽轮机润滑油水分超标的分析

与处理

Analysis and treatment of steam turbine lubricating oil moisture exceeding standard

汽轮机润滑油水分超标的分析与处

理

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科

学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

汽轮机润滑油长期带水运行，会带来严重的后果，甚至造成停机事故。针对汽轮机启动过程中，润滑油水分超标的现象，分析了原因，并从运行角度采取了针对性的措施。这说明机组正常运行时的参数并不一定适合机组所有的工况，只有不断加强运行分析并持续改进，才能保证机组设备的安全运行。

中核核电运行管理有限公司三厂采用加拿大CANDU6核电机组，其汽轮机是日立公司生产的TC4F-52型，单轴、三缸、四排汽、再热凝汽式冲动型汽轮机。汽轮机轴封采用迷宫式轴封，轴封蒸汽从两级扇形块之间的空腔注入，在靠近外侧的空腔里蒸汽和空气的混合物则被抽出。轴封系统主要有下设备：轴封蒸汽母管、轴封蒸汽母管安全阀、轴封蒸汽压力控制阀、轴封加热器、轴加风机。汽

轮机润滑油系统向汽轮-发电机组各轴承提供润滑及顶轴油，并向发电机提供密封用油以及向汽机保安系统供油。

存在的问题及原因分析

机组在小修启动过程中，化学取样发现润滑油中水分含量达到1345ppm，远远超过运行手册要求的小于100ppm。其整个事件进程如表1所示。

表1润滑油水分超标事件进程

时间（将事件初始时间设为零点）

进程

00:00

润滑油系统取样化验结果：52.3ppm

03:00

轴封系统，轴加风机投入运行

03:10

润滑油抽油烟风机投入运行

09:28

化学发现润滑油水分含量达到1345ppm

10:10

轴加风机的进口压力调整到-4.4Kpa

12:10

运行人员开始调整轴封母管压力

13:30

将轴封母管的压力调整到22Kpa

17:00

进行润滑油滤油工作

26:00

润滑油水分含量98ppm

汽轮机润滑油长期带水运行会促使油质乳化，破坏油膜，影响油的润滑性能，严重者会引起机组轴承磨损、烧毁。另外，油中水分长期与金属部件接触，金属表面会产生不同程度的锈蚀，锈蚀产物可引起调速系统卡涩，甚至造成停机事故。因此，必须采取有效的措施，使汽轮机润滑油中水分控制在一个较低的水平。

润滑油水分超标的原因分析

3.1轴封蒸汽供气压力和轴加风机的入口压力控制欠佳

汽轮机运行中，轴封蒸汽压力的高低，影响着轴封蒸汽量的大小。轴封蒸汽供气压力偏高，造成轴封蒸汽过量。若此时轴封回汽不畅，如轴加风机入口压力偏高，则过量的轴封蒸汽不能完全通过轴封加热器冷凝，而造成轴封蒸汽外泄。

本次机组小修后，轴封蒸汽投运时，轴封蒸汽母管压力保持在约26.6kPa（g）（正常为22~28kPa）。由于该压力接近上限，导致轴封供气量偏大。另外，轴加风机入口压力维持在-3.7kPa（正常为-2.5~-4kPa）左右，不足以将泄漏蒸汽收集，就造成轴封蒸汽外泄。

另外，从表1可以看出，在轴封系统投运后不久，投运了润滑油抽油烟风机。风机的投运使得轴承腔室呈微负压。外泄的轴封蒸汽在轴承腔室负压的作用下，进入轴承腔室，并通过回油管冷凝成水进入润滑油。

3.2轴封齿腔由于水封效应，致使蒸汽通道被堵塞而外泄

轴封蒸汽投运时所用蒸汽，是品质较差的饱和蒸汽，湿度较大。在投运时，由于蒸汽对轴封体金属的加热过程，部分轴封蒸汽凝结成水，并在在轴封齿腔聚集，造成封堵。轴封至轴加方向，由于轴加风机入口的负压引流，使该方向的轴封齿腔不会被积水封死。但是，轴封外侧，因凝汽器抽真空真空泵的投入存在滞后，从而造成轴封外侧齿腔迅速积水并封死蒸汽通道。这样，所有的蒸汽将涌向轴加方向。另经查询，轴加风机额定轴封蒸汽接收量为7吨/小时，但轴封蒸汽压力在22-28kPa压力下其总流量约为11~15吨/小时。因此，多余的蒸汽涌向轴封外侧，并在轴承腔室负压的作用下，进入轴承腔室，并通过回油管冷凝成水进入润滑油中。

采取的措施

4.1适当调低轴封压力，控制轴封蒸汽流量和外漏量

在轴封系统初始投运时，控制轴封供气压力和轴加风机入口压力，以避免轴封蒸汽外漏可能造成的汽轮机润滑油水分增加。将轴封母管压力和轴加风机入口压力分别由正常运行的22~28kPa和

-2.5~-4kPa，改为控制在20kPa和-3.5~-4.5kPa。

4.2轴封蒸汽投入后，尽快启动凝汽器抽真空泵

在投运轴封蒸汽过程中，安排人员连续监视汽机轴承处轴封压力表，当压力达到5kPa时，立即通知主控启动凝汽器抽真空泵，对凝汽器抽真空，以减少轴封外侧齿腔积水。

4.3适时停运润滑油排烟风机

投运轴封蒸汽过程中，安排人员持续监视汽机轴封处是否大量冒汽。如果存在大量冒汽现象，则及时停运润滑油排烟风机，避免轴承腔室处微负压对外漏蒸汽的引流。

针对汽轮机润滑油水分超标的各项原因，在投运轴封蒸汽的过程中采取了有针对性的措施，解决了机组启动过程中的润滑油水分超标问题。这也说明，机组正常运行时的参数并不一定适合机组所有的工况，只有不断加强运行分析并持续改进，才能保证机组设备的安全运行。

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