浅谈汽轮机润滑油颗粒度和水分异常原因分析及处理

浅谈汽轮机润滑油颗粒度和水分异常原因分析及处理

中山火力发电有限公司

摘要:本文针对润滑油颗粒度超标问题,深入的展开专题分析,结合汽轮机润滑油颗粒度异常原因分析、超标原因查找、润滑油水分超标分析以及处理措施及结果进行分析。

关键词:汽轮机;润滑油;颗粒度;异常原因

引言

汽轮机润滑油是电力系统中重要的润滑介质,在汽轮机中起到润滑、冷却、减振、密封等作用,汽轮机润滑油系统的洁净度直接影响到机组的安全稳定运行。随着电力工业的发展,电力系统中600MW以上高参数、大容量机组迅速增加,对机组的安全稳定运行提出了更高的要求。汽轮机润滑油颗粒对润滑系统和调速系统乃致于整个电网安全运行造成的严重危害已经引起各级领导的高度重视和专业工作者的普遍关注。

一、汽轮机润滑油颗粒度异常原因分析

1.颗粒度概念

颗粒度是指单位体积的油品中所含不同直径的机械杂质的数量,是用特殊的颗粒度仪来测定的。近年来,颗粒度指标已引入电力系统。一般来说,油中颗粒污染控制的概念并不是人人都能理解,许多人认为,目测法观看油样无可见的颗粒就认为油质未被污染。实际上尺寸为40µm的污染颗粒肉眼是看不到的,而且比40µm更小的颗粒对液压元件或轴承来说却有灾难性的影响,常常是这些细小的颗粒对磨损过程起着关键性的作用。

2.汽轮机润滑油颗粒度超标主要有如下原因:

颗粒度也就是颗粒污染浓度,监测的是浸入油中,不溶于油的颗粒状物质,如焊渣、氧化皮、金属屑、砂粒、灰尘等。对于正常运行的油系统来说,其中的污染物的来源主要有两个方面:一是系统外污染物通过轴封和各种孔隙进入;二是内部产生的污染物,包括水、金属磨损颗粒及油液氧化产物等。

这些污染物都会降低润滑油的润滑、抗泡沫等性能,机组转动部位(轴承、轴瓦)的磨损,严重时会引起机组飞车等事故,严重地威胁机组安全运行。

(1)润滑油系统部件在制造、装配、大修过程中留下来的污染物。如:毛发、铁屑、焊渣、灰尘等。这些污染物在机组安装和冲洗过程中没有及时、彻底地清理。

(2)主油箱密封性能差,油箱周围空气中的污染物通过缝隙进入油箱带入油系统,污染油质。

(3)汽轮机主油箱排烟风机出口手动门开度过大,微小颗粒通过油档进入各轴承箱,进而污染润滑油。

(4)润滑油系统各部件和各液压泵、各轴承和供油系统的正常磨损,污染油质。

(5)主油箱在正常加油前未进行混油试验便加油,新油与旧油不匹配,产生油泥,污染油质。

(6)新汽轮机油入厂时不合格,加入到主油箱内污染主油箱中的润滑油。

二、润滑油水分超标分析

1.润滑油水分超标的危害

润滑油含水如不及时排出,长时间乳化会导致水滴越来越小,一般滤油分离方式很难将其去除。同时,润滑油中含水易造成润滑油乳化(润滑油的破乳化度已经升高),降低润滑效果。严重时将破坏油膜的形成,有可能烧坏轴承,给设备造成较大程度的损坏。

2.润滑油水分超标的原因分析

(1)机组运行中轴封汽压偏高,轴封加热器冒正压运行,轴封出现冒汽现象,轴承附近处漏汽被吸进主油箱内,凝结后进入润滑油系统。

(2)润滑油冷油器出现渗漏现象,使冷却水进入润滑油系统。

(3)油净化装置异常,不能正常脱水。

3.润滑油水分超标的排查

(1)轴封系统方面的排查

现场对轴封漏汽情况进行检查,发现汽轮机高压轴封处漏汽严重,与高压轴封相连的前轴承箱的回油窗上有水珠,如图1所示。说明汽轮机高压轴封漏汽,已经通过油档进入到了润滑油系统中,轴封冒汽是润滑油进水的一个原因。

图1前轴承箱回油窗上水珠

(2)冷油器方面的排查

某电厂冷油器所用的冷却水为开式循环水,连续观察运行中冷却水压力一直保持在0.05Mpa,润滑油压力保持在0.12Mpa运行。说明冷却水通过冷油汽漏入到润滑油中的可能不大,所以可以排除冷油器泄漏的影响。

(3)油净化装置运行情况排查

本机油净化装置可以将润滑油中的水分控制在50mg/L,但在润滑油中的水分超过50mg/L时,油净化装置的排水口也一直没有脱水的痕迹,说明油净化装置脱水效果不好。

三、润滑油颗粒度和水分异常处理措施

1.颗粒度异常的措施

(1)锅炉与汽机通道门、机房大门保持闭合,通过是要随手关闭。

(2)打扫机房管道、地面卫生,做好防止扬尘措施,避免第二次污染。

(3)检查锅炉房与汽机间穿墙管孔是否密封严密,对于存在问题进行整改。

(4)加强对轴承金属温度的运行监视,防止油质恶化影响机组运行。

(5)采用高精度滤芯的滤油装置,并定期对油质进行检测及更换滤芯。

(6)加装大流量板式加压滤油机滤油机,保证颗粒度不超标。

2.水分异常处理措施

(1)在轴封加热器风机出口处增加新的疏水点和阀门,确保轴封风机出口管道最低处不积水,保证轴封加热器风机运行正常,必要时维持两台轴封风机运行。

(2)在高压轴封处增加轴流风机,将漏出的蒸汽及时吹走,减少漏入轴承的蒸汽量。

(3)将汽轮机前轴承箱油档改成气密封式的油档,阻断高压轴封漏出的蒸汽进入到润滑中。

(4)加强对主油箱底部进行放水,在主油箱水分>80mg/L时,每4h进行1次主油箱底部放水工作。

(5)适当降低轴封压力运行,控制高压轴封蒸汽外漏量。2号机组轴封压力14kPa时,真空严密性会受到影响,所以将轴封供汽压力由原来的27kpa降低到20kpa运行。

(6)加强油质化验,在润滑油水分>100mg/L期间,每天化验#2机组润滑油水分,观察其变化趋势。

(7)防止润滑油冷油器渗漏而进水,保持冷油器冷却水压力始终低于润滑油压力。

(8)加装具有高效脱水功能的滤油机,能有效去除汽轮机油在运行过程中增加的水分,使油中水分符合运行油质量要求。

3.结果分析

(1)机组在运行中很难彻底解决高压轴封漏汽,通过运行措施和临时手段措施,可以有效地控制汽轮机润滑油水分,为汽轮机及机组的安全运行提供保障。

(2)对轴封漏汽严重的轴承油挡更换为气密封油档,可以彻底解决轴承箱进水问题。

(3)润滑油颗粒度的测量容易受到水分的干扰,即便润滑油水分在合格范围,对颗粒度测量结果的影响较大,运行中在测量润滑油颗粒度时,需要测量水分的大小,以排除水分的影响。

(4)润滑油水分长期维持在标准值偏高水平,会引起破乳化度升高,加速油液乳化。如不及时降低润滑油水分含量,将会使润滑油严重乳化。

(5)因润滑油水分过大引起的破乳化度升高,通过防止外水进入油系统,采用滤油设备滤水或主油箱底部放水等手段,降低油系统中水分含量,可以使破乳化度恢复到正常值

(6)应对汽轮机高中压缸轴瓦回油窗进行检查。如有水珠,应立即对润滑油中水分的含量进行化验;发现升高或者超限,需要及时进行处理。

结束语

汽轮机润滑油颗粒度异常问题的处理,表明造成汽轮机润滑油颗粒度不合格的原因有很多,除了系统泄漏问题,还有化验方面的问题,建议在润滑油监督工作中应注意以下问题:一是要加强油质分析,当实验室条件达不到检测要求时及时送检,避免出现因化验不准确影响原因查找的情况;二是不能孤立的看问题,发现问题要多角度,全方位考虑分析,多从设备系统中查找泄漏点,并及时进行处理,消除泄漏根源。

参考文献:

[1]汽轮机油使用中出现的问题及防止[J].赵瑞菊,刘加合.河南电力.2008(04)

[2]绝缘油颗粒度检测全密封取样装置的开发应用[J].吴杨,袁从明,孔胜杰.宁夏电力.2013(06)

[3]核电厂汽轮机油颗粒度异常情况分析[J].徐燕,秦建华.中国核电.2010(03)

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