汽轮机油箱油中带水分析

马晓燕

【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。

二、采取的措施

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），将信号汽封间隙调整范围控制在0.10~0.15mm左右。另外，在具体检修中，确保轴封间隙调整测量工艺方法得当，不允许贴一次橡皮膏就判断出间隙值，而是在有擦痕最多层数和无擦痕最少层树枝间比较准确的确定轴封间隙范围，尽量使信号汽封间隙向下靠拢，圆周间隙分布调整成立椭圆形。

2.轴封系统的改进，轴封系统中管径配置基本合理，能够做到高压侧泄的出，低压侧供得上封得住。作了如下改动：

（1）高压前轴封的供汽管路上加装阀门。

（2）高压缸后轴封的供汽管路从原先的母管上取消，直接接在供汽联箱上，并加装阀门，力图增加该段轴封供汽的灵活性和独立性，4号机油中带水的现象在2瓦附近最为明显，这一改动很重要。

（3）低压缸前后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）原先的高压缸前，后轴封供汽，低压缸前，后轴封供汽都没有压力表，这次改动加了压力表可以监视各段轴封供汽压力。

3.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，塞入深度不超过1/3。修刮采用：空扣缸彻底刮研结合面，拧紧螺栓找硬点的方法，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了局部补焊的方法。

对于轴封套中分面的刮研首先拆下所有的汽封块，将汽封块槽道的锈蚀物，盐垢清理打磨干净。修刮汽封套中分面，清除中分面间隙，0.05ｍｍ塞尺赛不仅为合格。调整轴封套的凹窝为中心；装配新汽封块，认真调整汽封块的径向间隙，膨胀间隙；装轴封套时，将轴封套向与汽缸凹槽配合间隙调整为0.03ｍｍ～0.05ｍｍ之间。

三、结束语

1.运行人员根据机组负荷的变化，通过控制手动门轴封供汽联箱压力后，利用新装阀门对轴封各段供汽（尤其是高压缸前后）量进行分配调整。

2.更重要的是轴封系统由母管制变为单管制后，一旦哪个轴承室有蒸汽混入，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不可忽视的作用。

总之，通过对轴封系统进行改造，缸体结合面精心修刮及轴封间隙的精心调整以及采取有效的滤油设备，对保证机组真空，防止油质乳化，便于运行操作，增加调整手段，具有一定的作用。

(作者单位：新疆石河子职业技术学院)