国产300MW 汽轮机润滑油系统进水事故分析处理

国产300MW 汽轮机润滑油系统进水事故分析处理
作者：陈嘉峰
来源：《科技创新与应用》2014年第03期
摘要：随着科学技术的不断进步，国产汽轮机也越来越受到人们的关注。

汽轮机的应用范围十分广泛，使相关行业得到了很好的发展，但是在实际应用过程中经常会出现一些问题，特别是汽轮机的润滑油系统经常出现进水现象，导致机组无法正常工作。

通过大量的实践经验发现，造成这一事故的发生有很多影响因素，文章主要通过因素分析法对国产300MW汽轮机各个环节进行分析和研究，希望能够找到相关解决措施避免这一现象的产生。

关键词：汽轮机；润滑油；进水；轴封系统
1 事故现象
某电厂300MW汽轮机组在运行过程中，经过一次负荷急剧下降恢复正常运行后发现大机润滑油箱油位异常升高，在不到一天的时间，油箱油位升高10cm，通过检查发现大机油箱中润滑油上部浮有一层油花；汽轮机轴承油位观察窗上部有一层油花，油色呈乳白色；油中有水后润滑油压有所下降；轴瓦温度有所上升；油净化器疏水量增大，外挂大功率真空滤油机后才控制油位上升趋势。

同时发现随着机组负荷的变动，润滑油箱油位也产生较大波动。

2 系统介绍
2.1 润滑油系统
国产300MW汽轮发电机组润滑油系统主要由汽轮机主轴驱动的主油泵、冷油器、顶轴装置、盘车装置、排烟系统、油箱、润滑油泵、事故油泵、滤网、加热器、油位指示器、阀门、逆止门、各种规格不锈钢管道及监测仪表等构成。

向汽轮机发电机轴承提供润滑油和调节保安系统的压力油。

2.2 轴封系统
轴封系统的主要作用是为了防止蒸汽沿高、中压缸轴端向外泄汽，同时防止蒸汽窜入轴承座导致润滑油系统进水；防止空气漏入汽缸破坏机组真空。

因此在运行、调试期间，轴封系统调整不当是主机润滑油进水主要原因之一。

汽轮机组轴封系统（包括汽动给水泵的小汽轮机轴封系统）采用具有自动调节装置（调整轴封供汽压力）的闭式轴封系统，它是由轴端汽封、供汽母管压力调整机构、轴封加热器、减温器以及有关管道组成的闭式轴封系统。

300MW机组采用自密封汽封系统，即机组在正常运
行时，由高、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温后作为低压轴端汽封供汽的汽轮机汽封系统，多余漏汽经溢流站溢流至低压加热器或凝汽器。

3 原因分析
针对汽轮机润滑系统进水事故的情况进行分析，并根据各个机组的运行原理和状况，我们可以了解到导致进水乳化的因素主要有以下几个方面。

一是外部因素导致油箱中进水，油箱内的油长时间吸收空气中的水分；二是气缸的接合部分不严密，空气中的水分进入到了轴封中；三是润滑系统中出现了渗漏现象；四是油箱的顶盖没有盖好。

当然，这些只是造成进水事故的常见因素，还有一些其他方面的因素，这里就不赘述了。

为掌握汽轮机润滑油系统的工作状况，分析所存在问题的根本原因，我们由简入繁，从最容易排除的因素分析入手：（1）通过现场检查和对新油进行化验，排除由外部原因造成油箱中进水的可能；也排除了气缸接合面变形，密封不严密，造成蒸汽泄漏进入轴承室可能。

（2）冷油器管束泄漏。

一般情况冷油器管泄漏不会造成油中进水而是油进入冷却水中，因为一般油压是高于水压的，但由于操作不当可能会使冷油器先进水后通油，但这种油中水份大只是暂时的，如果存在泄漏，更多是表现为油位下降。

（3）对油箱排烟风机的进口风门进行调整，保证汽轮机回油系统处于微正压状态，发现油位的上升速度得到一定控制，但仍需要外挂真空滤油机才能保证油箱的正常油位，因此判断油箱排烟风机出力过大，造成润滑油系统进水不是最主要原因。

（4）检查安装过程的施工验收记录，轴封间隙是按照厂家要求取下限进行调整的，先暂定排除高压端轴封间隙调整过大的可能；根据轴封系统蒸汽进入润滑油系统与汽轮发电机组运行负荷有关原理：在汽机开始启动或低负荷时，所有汽缸内的压力低于大气压力，汽封蒸汽通过轴封母管送入轴封供汽腔室（X腔室），一部分通过汽封片进入汽缸，另一部分进入另一侧的轴封漏汽腔室（Y腔室）。

因为冷凝器的缘故导致漏汽腔室一直都保持着低度负压，这就导致腔室内的蒸汽和空气中的水分进入到冷凝器中，影响冷凝器的正常工作，使得整个汽轮机都无法正常运行。

当汽轮机中的合缸排汽压力比供汽腔室的压力小的时候，这时候汽轮机组的负荷大约是百分之十，高压缸的蒸汽就能够实现自给，如果机组的负荷大约为百分之二十五时，中压缸的蒸汽就能够实现自给。

在这个时候，蒸汽会被排除进入到轴封母管内，在经由母管进入到汽封装置内，进而使得过量的蒸汽进入到冷凝器内。

当机组的负荷超过百分之六十的时候，高中压合缸泄漏到母管内的蒸汽就会超过汽封所需要的蒸汽量，而且压力达到一定数值的时候，就会导致汽封装置出现自动封闭的情况。

现将机组随着负荷的不断增大，润滑油箱内的油位也会产生一定的变化，我们应该尽量的保证油位的变化在规定的范围内。

4 事故处理
汽轮机在试运行阶段润滑油系统经常会出现进水情况，会导致乳化问题的发生，直接影响到整台汽轮机的正常运行，为了找到造成这一问题的原因，我们通过逐一排查的方式，对汽轮机的轴封系统的工作状况有了整体的了解，能够对存在的各项问题进行分析，找到产生的根本
原因。

在工作现场对汽轮机的油封系统进行了测试，主要就是进行不同工况下的轴封供汽压力的真空严密性试验，以及其他相关试验，并对结果进行了细致地分析。

4.1 汽轮机的轴加风机的出力情况对轴加真空度有直接影响。

当轴封气进入到加热器中，有部分的气体遇冷凝结就进入到了凝汽器中，而那些没有凝结的砌体就会被直接排入到空气当中，这就维持了轴加壳内的真空。

通过大量的实践可知，轴封加热器内的真空程度会随着加风机的容量增大而增大，但是当加风机的容量达到一定程度的时候就不能对轴加真空度有特别明显的影响。

4.2 在汽轮机组运行的过程中有时候会出现低压缸轴封冒汽的情况，十分不利于润滑油系统的正常使用，造成这一问题的产生大多数和轴加供汽压力以及真空度有关系。

当机组的轴加供汽压力超过了厂家规定的范围，就会导致低压缸轴封冒汽问题，这些汽体就会进入到润滑油系统当中，使汽轮机组不能正常工作。

所以轴封供汽压力应该在规定的范围内，保证操作的正确性。

4.3 汽轮机润滑油系统的进水事故多半是由于汽轮机的真空严密性不够所导致的，而汽轮机的真空严密性和轴加供汽压力成正比，也就是供汽压力越大，汽轮机的真空严密性就越好。

此外，汽轮机的真空严密性还和加热器有很大的关系。

当加热器的深孔杜很低的情况，汽轮机整体的真空严密性就会受到影响。

通过大量的实践经验总结，如果轴封供汽不能封住低压缸两端，就会有大量的空气进入到真空系统中，导致整个汽轮机的真空度遍地。

如果轴加风机的出力变大，那么汽轮机的真空度就会不断提高并且维持很高的真空度。

在这个过程中应该在保证真空度的情况下降低供汽压力，进而减少油系统进水的几率。

在实际的使用过程中应该根据厂家设计要求，保持在规定的范围内，这样才能很好地解决润滑油系统进水的情况。

5 结束语
总之，通过认真地分析研究我们发现汽轮机轴封系统的运行情况不仅直接关系到整个机组的安全运行，而且也是机组润滑油系统进水事故的主要影响因素，为了保证整个系统的正常运行，我们应该对机组的各个零部件进行关注。

例如，合理调整油封的供汽压力，最后在运行的过程中可以调整并找到最佳的参数区，进而避免润滑油系统进水事故的发生。