关于汽轮机润滑油进水事故分析及预防

关于汽轮机润滑油进水事故分析及预防

郭新成

大唐东营发电有限公司，山东 东营 257000

摘要：本文通过分析某电厂汽轮机润滑油中进水经过，剖析了汽轮机润滑油中带水危害，提出了防范措施，保证了机组长期安全稳定运行。

关键词：汽轮机；润滑油；带水；轴封

1 概述

主机润滑油系统的作用主要供给汽轮机轴承、发电机轴承、推力轴承和盘车装置润滑油，其质量的好坏直接决定了机组是否能长期、安全的稳定运行。作为润滑油必须具备适当的粘附性和粘度，润滑油对于摩擦表面的附着力还必须大于润滑油本身分子间的摩擦力,这样两个摩擦表面在相互滑动时，每一表面上都带动着一个附着油膜，形成两个摩擦表面间液体摩擦，转子在高度转动使轴颈与轴瓦底部形成压力很高的油膜，支撑转子重量在轴瓦中滑动[1]。

轴封系统的主要向主汽轮机、给水泵小汽轮机的轴封供密封用蒸汽，并回收轴封漏汽和汽轮机调节汽门门杆漏汽。辅助蒸汽用于机组启动时的轴封汽源；一次冷再热汽源作为备用轴封汽源，用于在辅助汽源异常时做为汽轮机安全停机的轴封汽源；随着负荷的升高，当超高压缸、高压缸、中压缸的排汽量超过低压缸所需的供汽量时，超高压、高压及中压缸汽封漏汽给低压缸供汽，此时机组达到自密封。

本文以某电厂事故为例，分析造成汽轮机油中带水的原因及预防措施。某公司汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的型号为 N1000-31/600/620/620 的超超临界、二次中间再热、单轴、六缸六排汽、十一级回热抽汽、单背压、反动凝汽式汽轮机。同时，该厂汽轮机为每个缸单轴承支撑，进一步提高了对汽轮机油质的要求。

2事件主要经过

01;00 机组正在启动，给水泵汽轮机已冲转完成，给水泵汽轮机轴封回汽已正常回收至轴封加热器，准备投入大机轴封系统；

01:40 开启辅汽联箱至主机轴封供汽手动门一圈，轴封供汽管道暖管；

02:50主机轴封供汽管道暖管结束，全开辅汽联箱至主机轴封供汽手动门，开启轴封供汽调节门18%，开启主机轴封回汽至轴封冷却器手动门30%，轴封冷却器入口压力-2kPa；

03:04 轴封母管压力2.7kPa，全开轴封回汽至轴封冷却器手动门，启动主机真空泵；

04:40 监盘人员发现主机轴封母管压力波动，3.0-4.4kPa，检查辅汽联箱压力和轴封供汽调门均无异常变化，通知热工检查轴封供汽调门动作是否正常。热工检查后回复无异常。此时轴加风机电流5-6A，已较正常运行电流偏小；

07:20 就地检查轴封风机入口压力降至0kPa，开大轴加风机入口门，轴加风机电流由5.8A升至7.5A；

09:20 化验主机润滑油水分超标；

3 原因分析

首先，由事故经过判断，主要事故原因是由于主机轴封投运后，轴封回汽量增大，轴加风机入口门开度较小，风机出力不足，轴封回汽不畅，轴封漏汽经汽封进入轴承箱，轴封漏气在油系统中凝结，跟随汽轮机轴承箱回油回到润滑油系统中，导致润滑油水分超标。

其次，根据目前电力市场形势，机组频繁启停、大幅度调整负荷已成为常态，机组频繁启停与大幅度调整负荷均会在一定程度上损坏机组轴端汽封，扩大机组轴端汽封的间隙，从而增大了漏气量，这种现象在高压端表现得特别突出。在实际运行中，为了防止动静机件之间产生不必要的碰撞与摩擦，需要置留一定的间隙，从而埋下了漏气的潜在隐患。为了使回油畅通，轴承室通常略呈负压状态，漏气量达到总气量的 0.5%，极易导致蒸汽顺着转子进到轴承室当中，蒸汽在油系统中凝结成水[2]。

第三，由于DCS画面无轴封加热器负压测点，无法及时判断轴封回汽情况，只能通过轴加风机电流、轴加水位等间接判断轴封回汽情况，使轴封进水出现后发现不及时，加剧了轴封进水的情况。

最后，由于监盘人员并未仔细比对历史曲线，未发现轴加风机电流偏小，同时，汽轮机轴封系统投入后未进一步仔细检查系统和加强巡检，导致油中进水情况进一步加剧。

4 汽轮机润滑油进水危害

1. 若油中进水将加速油质的老化和乳化，油质乳化后导致润滑油粘附性和附着力下降，油膜无法有效、迅速的形成，从而造成烧瓦；
2. 润滑油带水使油膜质量恶化，不能及时、迅速的带走轴承所产生的热量，从而造成轴承温度升高，甚至烧瓦，威胁机组安全；
3. 润滑油带水降低了润滑油的润滑效果，轴承、轴系振动加剧；
4. 润滑油带水可能造成轴承金属、油系统管道的腐蚀，缩短了机组寿命，增加了系统管道泄漏的可能性，威胁了机组长期稳定运行；
5. 由于发电机密封油也通过汽轮机润滑油供给，密封油中含水增多有可能逐渐造成发电机内部氢气湿度增加，威胁发电机安全运行。

5 防范措施

1. 严格执行轴封系统投运的相关规定与措施，控制合理的轴封压力，防止因轴封供汽压力过高导致轴端冒起、轴承箱正压等异常情况；
2. 加强对轴封系统回汽管道、阀门的排查，防止出现因轴封回汽不良导致轴封漏气大量进入润滑油系统；
3. 定期检查轴加风机进、出口阀门与管道，防止因轴加风机出口管道因异物或其他情况堵塞而造成的回汽不良；
4. 利用停机机会，定期对轴封磨损情况进行监测，发现轴封间隙变大立即采取措施，调整轴封供汽压力；
5. 加强对汽轮机润滑油系统油质的监督检查，应做到早发现、早处理；
6. 加强对新投入设备、异常设备的检查，严禁出现投入后没人问、投入后没人管、投入后没人调整的情况出现；

6 结语

汽轮机润滑油中进水严重影响了机组的安全稳定运行，通过上述事件分析，发现轴封漏气至轴承箱中是造成汽轮机油中带水的主要原因。综上，通过加强参数检查、油质监督等手段，可有效控制汽轮机油中带水情况

[1]崔跃升.汽轮机油中进水的原因及处理[J].科技资讯,2007(31):255.DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2007.31.211.

[2]刘福玉.汽轮机油中进水乳化原因分析及处理措施[J].化学工程与装备,2013(05):145-147.