汽轮机油中带水原因及预防措施

袁绍友

中海油能源发展石化分公司石化三厂生产部 广东惠州市

一台20MW汽轮机，南京汽轮机厂生产，为抽汽背压式汽轮机。机组运行时出现油中带水问题，油中进水量达5kg/h。对相关油系统排查，怀疑是轴封漏汽。

一、机组油中进水原因

（1）采用蒸汽平衡原理分析，认为抽背机组的漏气量在8～10t/h,如此大的漏气量，首先怀疑机组轴封径向间隙调整是否过大，因为轴封漏汽，水沿轴窜入轴承室，从而造成油中带水。轴封径向间隙过大，主要是机组安装时，为避免启动过程中轴的振动或转子热膨胀而碰磨轴封尖齿，一般在调整轴封时增大了轴封间隙（一般＜30μm，大多在25μm）。另一方面是机组正常运行中影响了轴封的严密性，轴封漏汽沿轴窜入轴承室，这是抽背机组油中进水的根本原因。

（2）轴封径向间隙过小，机组启动过程中轴封尖齿与转子碰磨，尖齿倒伏，密封作用降低，造成轴封漏汽，使蒸汽沿轴窜入轴承室。

（3）轴封抽汽器抽气压力不足，抽气管堵塞，造成负压不足，使蒸汽沿轴窜出，造成轴封漏汽，也可能造成抽背机组油中带水。

（4）盘车齿轮或靠背轮转动鼓风的抽吸作用，造成轴承箱内局部负压，吸入蒸汽。轴承室负压增大，使轴封漏汽。这是客观原因，但也会使油中带水。

（5）机组高中压缸膨胀不畅，在机组过临界转速轴系剧烈振动时，决定了轴承箱油挡间隙，间隙调整时，必须给予足够重视，否则将碰磨油挡尖齿，造成油挡间隙过大，使轴封漏汽进入轴承室。

（6）汽缸结合面变形、密封不严密，造成蒸汽泄漏，进入轴承室，使油中带水。

二、预防机组油中进水的措施

（1）优化机组启动运行方式，减少轴封漏汽。以转子热膨胀量和转子最大振幅之和为基准，优化机组运行方式。比如在暖机时间、机组冲转参数以及冲转报警参数未达到时，禁止冲转或加速，这样既可避免机组运行时因轴封间隙过大而漏汽，又可避免机组启动过临界转速时因振动发生碰磨，从而避免轴封尖齿倒伏。适当降低高低除氧器运行压力，最大程度地疏通一二瓦的漏汽量和减少漏至轴承箱的汽量。

（2）合理调整轴封间隙。目前抽背机组的情况是一瓦和二瓦的漏气量大、压力大且温度高，实测温度一瓦＞350℃，二瓦在200℃，很明显是调速级和背压漏气所致。因此，必须合理调整轴封间隙。

（3）要保持轴封抽汽压力，避免抽汽管堵塞。采用加大抽汽的方法，增加一台抽风机，最大程度地疏通一二瓦的漏汽量和减少漏至轴承箱的汽量。

（4）在消除或降低轴承箱内负压上下功夫，在轴承箱上部加装带滤网的压力调整器，以平衡轴承箱内部压力。

（5）加大外部滤油机的排水工作，利用真空滤油机，最大程度地减少油中的带水量。

三、空气密封油挡

采取上述措施后，油中带水量虽有下降，但问题未得到根本解决。借鉴一种空气密封油挡的方法，对防止小型汽轮机油中进水有显著作用。

利用压缩空气形成一个环形风幕来密封轴承箱的漏汽，从外部输入压缩空气，密封二瓦，可减少油中的带水量。这种方法在国内的玖龙纸业及中海油惠州炼油等单位的小型机组上得到应用，都取得显著效果。实测结果显示，可将含水量控制在0.03%。

1.空气密封油挡原理

为防止轴封漏汽通过油挡进入轴承箱，同时消除汽轮机油挡漏油、渗油的缺陷，可对汽轮机油挡进行改造，改为空气密封油挡。传统梳齿式油挡密封见图1。

空气密封油挡（图2）结构基本与传统梳齿油挡相同，不同的是空气密封油挡在上下半油挡中央外部开有环形槽，圆周方向钻均布小孔使环形槽通过小孔与油挡梳齿内圆柱面相同，槽内冲以压缩空气。压缩空气从中间向两端扩散，如示意图3所示一部分压缩空气通过几道梳齿减压减速后进入轴承箱内，另一部分压缩空气同样通过几道梳齿减压减速后排出轴承箱外。正常运行中转子高速旋转，带动压缩空气在油挡内涡流转动，建立起自身的平衡，压缩空气泄漏量将减小，因而损耗的压缩空气将明显减小。

图1 传统梳齿式油挡密封

2.空气密封油挡实施方案

（1）测绘原油挡相关尺寸，如内外径、长度及轴承箱安装油挡位置的径向、轴向尺寸。

（2）空气密封油挡加工制作。

（3）图 3是空气密封油挡系统图。从压缩空气母管接出一路通径12～16mm的不锈钢管，干燥的压缩空气经过截止阀和空气干燥过滤器进一步干燥过滤，再通过调整门调整到适合的压力，然后经两支通径6～8mm的小管，分别进入上下两半油挡的环形密封槽中，通过径向小孔进入油挡梳齿进行密封。

图2 空气密封油挡

图3 空气密封油挡系统图

（4）空气密封油挡安装要求与传统梳齿油挡要求相同。油挡固定要牢靠，一般情况下的油挡间隙，左右侧0.15～0.2mm，底部间隙0.05mm，上部间隙0.25～0.3mm。

（5）空气油挡调试。静止状态下，将油挡内压缩空气压力调到0.1MPa，用纸放在油挡外，感觉纸有点飘或手感觉有微汽流即可。压力不能调得太高，如果转子较轻且压力高的话，有可能将转子托起。

此种改进油挡，在很多小型机组上都获得成功，不用开真空滤油机，油化验结果每次都合格，油中带水问题得到彻底解决。