汽轮机润滑油中带水的综合治理

摘 要：汽轮机润滑油中水分的增多，对汽轮发电机组的影响较大，将造成汽轮发电机组振动增大，严重时会发生轴承乌金融化或汽轮发电机组被迫停运，因此对润滑油水分指标的控制是很重要的。通过分析榆能集团佳县盐化有限公司原因查找问题的根源，制定并实施了应对措施才使汽轮机润滑油中带水的问题得到了有效的解决。

关键词：汽轮机润滑油；轴端汽封环；轴承箱；油净化装置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.045

1 引言

汽轮机润滑油为汽轮机轴承润滑系统、调节系统与危机遮断保护系统提供用油，油质的好坏直接影响到汽轮发电机组的安全经济运行。汽轮机润滑油中水分的增多，将使油质变的浑浊不清或乳化，加速油质的老化，并产生皂类、胶质、有机酸与无机酸，最终降低润滑油的稳定性和润滑价值；此外，水分还会与油中的添加剂作用，促使其分解，导致设备锈蚀。汽轮机润滑油品质的下降，对汽轮发电机组的影响较大，将造成汽轮发电机组振动增大，严重时会发生轴承乌金融化或汽轮发电机组被迫停运，因此对润滑油水分指标的控制是很重要的。

某电厂2×100MW汽轮发电机组为双汽缸结构。轴封供汽分为高压轴封供汽和低压轴封供汽，分别向高、低压缸轴封供汽，高、低压轴封供汽压力均为：0.21MPa～0.23MPa。设有前、中、后轴承箱，轴承箱与主油箱内的油烟通过排油烟风机排放至大气。由于汽轮机长期存在润滑油水分超标的问题，对汽轮发电机组的安全稳定运行不利，所以制定了汽轮机润滑油中带水综合治理方案。

2 潤滑油中水分大的原因分析

通过查阅近半年的汽轮机润滑油油质化验报告含水量情况，发现润滑油中含水量最大值为：589mg/L，最小值为：118mg/L，均大于正常值。虽然对其进行了多次治理，但效果不明显。直至最近一次综合治理才使问题得以解决。

引起汽轮机润滑油中水分大的原因有以下几方面：（1）冷油器泄漏；（2）油净化装置工作异常；（3）汽轮机轴端汽封间隙过大；（4）油档环间隙过大；（5）轴承箱内的负压偏高；（6）轴封供汽压力调整不当；（7）油品管控失控；（8）定期工作执行不到位。

（1）冷油器工作正常时，油侧压力大于水侧压力，即使其内部铜管发生泄漏，也只会发生冷却水中含有润滑油的现象（油侧向水侧泄漏），不会引起油中水分超标现象。因为冷油器发生油中带水现象须同时具备以下三个条件：1）冷油器铜管存在泄漏；2）汽轮发电机组停运；3）冷油器水侧未进行隔离。只有上述条件同时具备，才可能发生冷油器水侧中的水漏入油侧，引起润滑油中水分超标的发生。

此种情况较容易发现，一旦运行中的冷油器铜管发生泄漏，将引起主油箱油位的持续下降，冷却水中含有大量油花。

（2）油净化装置是滤除润滑油中水分最好方式，但其运行不平稳时，将无法保证润滑油中水分的顺利分离。如：1）红外线加热器无法正常投运工作，润滑油油温低于45℃，将影响润滑油中水分的汽化；2）真空控制太低，将影响油膜破裂的速度，同时真空分离罐内的油位也将无法维持，排油泵可能因此而空转。以上因素将直接影响润滑油中水分分离的效果，是润滑油中水分无法彻底滤除的关键。

（3）汽轮机轴端汽封环、油档环间隙通常较小（此汽轮发电机组为0.4mm～0.45mm），由于长期运行的汽轮发电机组存在轴端汽封环和油档环的磨损情况，其间隙与正常值相比较会增大。当间隙过大时，高压蒸汽的泄漏量将变大，逃逸到高压缸外侧的蒸汽量也相应增加，在前、中轴承箱负压的作用下，蒸汽将被大量吸入前、中轴承箱中，经冷却后进入润滑油系统，使润滑油中水分增加。这是润滑油中带水的关键因素。汽轮机高压缸轴端汽封漏汽量越大，汽轮机的经济性越差，汽机厂房内的环境也将越差。

油档环与大轴之间的间隙过大，也将使高压缸轴端汽封漏汽进入前、中轴承箱的通道变大，吸入前、中轴承箱内的蒸汽量也会增加。

（4）汽轮机轴承箱负压的控制也是一个重要因素。轴承箱负压通常控制在98Pa～196Pa之间，负压控制过低，不利于主油箱和轴承箱中油烟的排放，同时造成润滑油回油不畅，主油箱油位指示值变动大，轴承温度升高；负压控制过高，高压缸轴端汽封的漏出的蒸汽将更容易被吸入到前、中轴承箱内，经冷却后进入到润滑油中。

（5）轴封供汽压力的控制直接关系着轴端汽封漏汽量的大小。高压轴封供汽压力过高，将使高压缸轴端汽封处漏汽量变大，浪费蒸汽，严重时漏出的蒸汽会进入前、中轴承箱，使汽轮机润滑油中带水，发生乳化，主油箱油位也会相应升高，带来安全隐患；高压轴封供汽压力过低，将无法封住高压缸内的高压蒸汽，高压蒸汽会将过多的热量传递给轴承而造成轴承温度过高，影响轴承的安全工作。

（6）油品管控是源头，油品中的含水率过大，会影响汽轮机的安全运行，加重油净化装置的运行负担，增加厂用电率。

（7）主油箱放水是一项长期坚持的工作，是解决润滑油中水分严重超标的最直接有效的方法。如执行不到位，将加重油净化装置运行的负担，同时丧失对润滑油中含水情况的监视作用。

3 治理方案

通过对上述原因的分析，特制定出以下措施：

（1）加强油品的管控。做到合格润滑油进库后分类存放，向主油箱加注润滑油时，进行过滤滤除油品中存在的水分。

（2）提高检修质量，保证各部间隙正常。利用大、中修机会对轴端汽封环的汽封块进行更换或调整，使轴端汽封环与大轴的间隙控制在合适的范围内（0.4mm～0.45mm）。保证油档环与大轴的同轴度，间隙控制合适。

（3）优化汽轮机运行工况。1）根据汽轮机发电机组的负荷及时调整轴封供汽压力（高压轴封压力：0.08MPa～0.12MPa，低压轴封压力：0.25MPa～0.31MPa），即可以使高压缸轴端汽封处漏汽量控制在合适的范围，又可以使低压缸轴端汽封处不吸入冷空气影响汽轮发电机组真空值。此外，为使高压缸前、后轴封处供汽压力在最佳值，可适当调整高压缸前、后轴封供汽手动阀的开度，使高压缸前、后轴端汽封处微量漏汽，以手放置该处刚能感觉到蒸汽温度为宜。2）调整轴承箱处负压，通过调整各轴承箱、排烟风机出入口处排油烟挡板的开度，使负压控制在-98Pa～-196Pa之间。在调整过程中，必须始终保证主油箱内的负压值正常，前、中轴承箱内负压控制，既要满足对轴承箱内油烟的抽吸力，又要降低对轴承箱外蒸汽的吸入力。同时，避免使用量程较大的压力表进行负压值监视，压力表选用标准：“以正常指示值在表盘1/2～2/3显示为宜”，可以提高测量精度要求。

（4）定期化验润滑油品质。1）制定严格的润滑油化验制度和化验标准，通过化验及时发现润滑油中水分的含量，并向汽轮机相关人员及时反馈化验结果。2）跟踪润滑油中水分较大的汽轮发电机组，增加此汽轮发电机组的化验频次，直至化验结果恢复正常值为止。

（5）严格执行定期工作。按规定对主油箱进行放水，放出主油箱中通过静止作用分离出来的水分，直至放水管中的油水混合物呈透

明或红棕色为止。当润滑油化验结果中显示水分大时，应增加放水频次；放水管中如有明显的水流出时，应考冷油器是否发生了泄漏。

（6）当润滑油冷油器发生泄漏时，应及时将备用冷油器投入运行，故障冷油器退出运行。切换工作要平稳进行，不可操作太快，以避免切换过程中引发的次生问题。

（7）强化润滑油装置的运行管控。正常情况时，油净化装置可间断运行，也可连续运行。当水分大时，油净化装置保持连续运行，红外线加热器应可靠工作，温度设定值可适当提高至50℃～55℃，真空值保持在0.075MPa～0.095MPa之间。

4 治理后的效果

通过更换和调整轴端汽封块，汽轮机轴端汽封漏汽量得到了明显改善；加之对高压轴封供汽压力的调整，高压缸轴端汽封漏汽量较之前明显下降；对前、中轴承箱负压的严格控制后，通过观察前、中轴承箱窥油窗，发现油质明显改善，说明吸入前、中轴承箱内的蒸汽量也有了相应的减少；油净化装置连续稳定运行一段时间后，通过油质化验得知汽轮机润滑油中的水分合格（<100mg/L）；这说明上述措施对控制汽轮机润滑油中水分超标是有效的。

5 结论

汽轮机汽封环间隙过大是汽轮机润滑油中水分大的关键因素，高压缸轴封供汽压力太高也一个重要因素，前、中轴承箱负压过大和油档环的磨损是引发的途径，油净化装置的非正常运行、定期工作执行不到位、油品管理失控等使问题得以暴露了出来。通过分析原因查找问题的根源，制定并实施了应对措施才使汽轮机润滑油中带水的问题得到了有效的解决。

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作者简介：高子波（1985-），男，陕西神木人，本科，助理工程师，从事汽轮机运行、检修管理工作。