汽轮机润滑油系统中油中带水原因分析及对策

汽轮机润滑油系统中油中带水原因分析及对策

作者：王建均

来源：《科学与技术》2018年第13期

摘要：汽轮机油中带水会危及汽轮机组安全运行，此文分析了汽封间隙大、轴封套、汽缸、轴承室负压等可能引起油中带水的原因，并提出了相应的改进办法。

关键词：汽轮机；油中带水；轴封系统；汽封间隙

引言

绵阳市热电厂两台汽轮机由武汉汽轮机制造厂出品，型号：CC12-50/10/5。新蒸汽压力为4.9MPa，温度为435℃。该机为单轴、单缸、冲动抽凝汽式汽轮机、共计有4段抽汽。油系统中使用的是46号抗氧防腐汽轮机油。

1号机油中带水现象低负荷反复发生：严重时可以从前箱、2和3瓦轴承箱及4号瓦回油管油窗处看到水珠。空气中和汽轮机内的水蒸气进入润滑油系统后凝结成水，当油和水混合在一起后，再被搅动油即被乳化，正常情况下乳化的油料可以重新分离成油和水，但乳化的油料被氧化后就变成永久性的乳化油，它将使润滑功能发生问题，并导致调节系统各部件的腐蚀。严重时一些锈蚀物会进入调节系统导致调剂系统发生卡涩而引发机组事故。为了避免1号机油系统出现上述严重后果，一是加强了主油箱的放水和滤油，二是调低轴封供气压力。降低轴封供气压力，同时也意味着减少轴封供汽量。

1原因分析

（1）高压轴封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿着转子向外漏出。高压端部汽封所承受的压差比较大，额定工况时调节级喷嘴处的压力为4.9Mpa，第4级后压力则为0.56MPa。为了不致动静部分发生碰磨，汽轮机动静部分之间必须留有一定间隙，间隙的存在也必然要导致漏气。由于上述两个原因，很容易使该处的蒸汽窜入轴承室，使油系统中带有蒸汽凝结而成的水。可见解决油系统中带水的问题关键是消除轴封漏气。如果汽轮机高压轴封间隙调整的不符合要求，导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承室，造成油中带水。

轴封间隙的调整沿转子轴向分布的规律应该是外侧小、里侧大。因为轴封外侧端部距离轴承很近，转子、汽缸垂弧冷热态变化对轴封间隙影响很少，转子过临界转速时该部位的晃度小，不易发生摩擦。即使发生摩擦，由于距支点近，刚度相对大一些，不易因晃度巨增而造成弯轴事故，而轴封里侧的情况则恰恰相反，这部分汽封间隙运行状态下的晃动度最大，是最容

易弯轴的部位，所以应该调整取较大数值。可见，信号汽封由于在轴封段的最外侧，调的小些对避免轴封漏汽会有关键性作用。

（2）轴封系统的配置不合理。高低压轴封供气联在同一根母管而引起供汽分配不均导致轴封漏汽到油系统。

1号机高压轴封段共有3个腔室，后轴封有2个腔室。漏入高压轴封第2腔室蒸汽与漏入高压后轴封，被稍低于一个大气压的轴封加热器引走。由于供汽位置在轴端外侧，若它的压力调整不当可能使轴封供汽量大于轴封抽汽量而导致油中带水。

从外部引入的低温蒸汽首先进入供气联箱，因此被分配成两根支路。其中一根直接通向高压前轴封第3腔室；另一根则是母管，同时供高压汽封和低压汽封。高、低压轴封联在同一母管的系统造成压力难以分别调整，即使是用轴封调整总门进行调节也易使高压汽封在高负荷时漏汽。

（3）轴封冷却器也应该作解体改造和检查，重点是考虑提高冷却能力以致影响抽汽能力，使轴封的排汽不畅从而引起轴封漏出蒸汽。

（4）汽缸结合面漏汽引起的油中带水。结合面包括：汽缸高压段结合面，轴封套结合面。汽缸在受到快速加热和冷却时，尤其是汽缸端部靠轴封处，由于该部位的约束紧固螺栓跨距大，对汽缸的约束力明显弱于其它部位，所以最易发生变形进而造成漏汽。

2采取的措施

2.1轴封间隙的调整应该严格执行质量工艺标准，考虑到影响汽封间隙的因素很多（包括：上，下缸温差，转子偏心，轴瓦磨损下沉等多方面），将汽封间隙调整范围控制在0.35～0.45mm左右。

2.2改进轴封系统中管径的合理配置，做到高压侧泄的出，低压侧封得住。我们作了如下改动：

（1）高压轴封的供汽管路上加装调节阀门。

（2）将低压轴封的供汽管路直接接在供汽联箱上，并加装调节阀门，增加该段轴封供汽压力调节的灵活性和独立性。

（3）低压轴封供汽母管上加装了阀门，可以单独进行操作，从而保证该机真空严密性。

（4）在高压轴封供汽，低压轴封供汽管路加装压力表以便监视各段轴封供汽压力。

2.3精心研刮高压缸及轴封套的水平结合面

高压缸结合面修刮执行质量标准是：高压缸隔一条冷紧后0.03mm塞不入，塞入深度不超過1/3。检查工艺：空扣缸研磨结合面，拧紧螺栓找硬点。研刮工艺：由硬点中心向外逐渐扩大修刮面增大接触面积。对于汽缸变形量大的部位采取局部补焊再研刮的工艺方法。轴封套中分面的刮研工艺：首先拆下所有的汽封块，将汽封块槽道的锈蚀物、盐垢清理干净。修刮汽封套中分面，消除中分面间隙，0.05mm塞尺赛不进为合格。调整轴封套的凹窝为中心，装配新汽封块，精心调整汽封块的径向间隙和膨胀间隙；装轴封套时，将轴封套轴向与汽缸凹槽配合间隙调整为0.03mm～0.05mm之间。

2.4调整前后轴承箱近汽缸侧的油挡间隙

（1）调整控制油挡间隙在标准范围内的下限。

（2）在前后轴承箱的油挡齿之间的环形沟槽内填充密封材料。经多次试验比较，我们选定填充羊毛毡的方法。

3结论与建议

（1）运行人员根据机组负荷的变化，通过调节轴封供汽联箱压力，并通过新加装的调节阀门对轴封各段供汽量进行分配调整。

（2）轴封系统由母管制变为单管制后，运行人员可以有针对性的对该轴承附近轴封供汽进行调整，目的明确。

（3）高压前轴封的供汽阀门与高压前轴封二段漏汽电动蝶阀一起配合能更好的维持机组低负荷时的真空严密性。

（4）采取高效的滤油设备，对保证汽轮机油质起到了重要作用。

总之，通过对轴封供汽系统的改造，汽缸及轴封套水平结合面的精心修刮及轴封间隙的精心调整并采取有效的滤油设备，对保证机组真空稳定，防止油中带水，避免油质乳化，取得了显著的效果。

（作者单位：宜宾能投光大环保治理有限公司）