汽轮机油箱油中带水分析(一)

汽轮机油箱油中带水分析(一)

【摘要】汽轮机油中带水严重时会危及汽轮机组安全的稳定运行，为此分析了气封间隙大、排烟系统、周封套、汽缸、轴承室负压等可能引起油中带水的原因，并分别提出了相应的改进办法。

【关键词】汽轮机油中带水轴封系统气封间隙

我市电厂4号汽轮机由南京汽轮机制造厂出品，型号：C12/35/10/。新蒸汽压力为3.5MPa，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。

4号机油中带水现象在高负荷下反复发生：严重时可以从前箱2和3、4号瓦油杯看到油窗处发现附着于玻璃的水珠，微水含量曾达到273mg/L，大大超过标准，标准为＜100mg/L。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，并导致调剂系统各部件的腐蚀。严重时一些锈蚀物会进入调节系统导致调剂系统不见发生卡涩而发生机组事故。为了能够避免4号机油系统出现上述严重后果，加强了主油箱的放水和滤油，另外侧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。

一、原因分析

1.高压缸轴封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿着转子漏出。高压缸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3.5Mpa，对于4级后压力则为0.46MPa。不但压差存在，为了不使动静机件发生碰磨，而总要留有一定间隙，间隙的存在也必然要导致漏气，漏气量一般要达到总汽量的0.5%。由于上述两个原因，很容易使该处的蒸汽眼转自窜入轴承室，引起轴承温度升高，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。

如果汽轮机高压缸前段轴封间隙调整的不合适，导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承室，造成油中带水，油质恶化。

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不确定度最大，正是易弯轴的部位，所以应该挑大一点。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。

目前来看，由于检修人员考虑机组启动通过临界转速时发生动静摩擦引起振动，并可能使局部过热造成轴弯曲而尽量将汽封间隙调整到上限。实际上，信号汽封比端部汽封发生动静摩损的机率小，因此信号汽封间隙调整应该接近下限。信号汽封所给出的标准上下限范围过于大，最大达到0.3mm,这也给检修人员留下了较大的调整裕量。

2.轴封系统的配置不太合理。高低压轴封供气联在同一根母管而引起供气分配不均的问题。4号机高压前轴封段共留有4个腔室，后轴封则留有3个腔室。漏入高压前轴封第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，高压缸后，低压缸前及后轴封供气并于其上。高压前、后轴封的供汽压力显然不能做分别调整，只能通过供汽联箱进口的轴封压力自动调整门统一调整，流量则由预先设计好的管道尺寸决定。从整台机组来看：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缸部在高负荷时

漏汽，而高压缸后部轴封正对2、3瓦轴承室。

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及检查喷嘴直径是否磨损以致影响抽汽能力，使轴封的排汽不畅从而引起轴封漏出蒸汽。

4.油中带水主要是由蒸汽混入油系统中引起的，但不一定只是轴封漏汽，还有可能是轴承附近的缸体结合面泄露的蒸汽。结合面包括：高压缸结合面，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。