汽轮机润滑油油质劣化原因分析与对策

汽轮机润滑油油质劣化原因分析与对策

朱海飞

西北电力建设第三工程有限公司，陕西 咸阳 712000

摘要：润滑油系统油质的好坏将直接影响到汽轮发电机组的安全经济运行。油质变坏的原因是由检修工艺不良、油中带水、设备运行磨损带来的杂质、设备本身质量问题和系统安装质量不过关等原因造成的。通过提高检修工艺质量、提高运行水平、严把设备安装质量验收关、完善系统设计，提高设备运行可靠性。

关键词：润滑油  机械杂质  油中带水  油乳化

一、引言：

润滑油系统除为汽轮机和发电机各主轴承、推力轴承和盘车装置提供润滑油外，还为危机保安装置提供压力油。润滑油油质的好坏将直接影响到汽轮发电机组的安全经济运行。无论是在基建调试阶段，还是在正常的生产过程中，因油质变坏导致机组故障、设备损坏的事故时有发生。因此，如何保持润滑油油质是一项十分重要的工作。

二、润滑油油质劣化的原因

1油中含机械杂质：

（1）设备制造及油管路安装造成

  与汽轮发电机组系统有关的设备及其附件在加工、制造过程中未达到规定的工艺要求，使设备的质量和清洁度不符合标准要求；设备和油管路及其附件在安装过程中没有严格执行油管路安装规程，致使管道清洁度，焊缝质量不符合标准要求。二者造成的机械杂质是新机组调试、试生产期间和新机组投产前几年的油中机械杂质的主要原因。在2021年某厂＃4机组（300MW）大修时发现汽轮机低压转子#3轴颈处有多处划痕，进一步检查发现在#3轴承顶轴油孔中有一焊渣，另一台机组2022年大修中，在注油器检修解体过程中发现注油器扩散管中存在着大量的加工铁屑，再如，由于制造厂注油器设计上存在的缺陷，注油器在运行中扩散管喉部发生汽蚀，导致汽蚀下来的铁屑进入轴承中，造成轴颈损坏。

（2）检修工艺不良和油中带水引起

　除设备制造质量和油管道安装质量造成的机械杂质外，检修工艺不良和运行机组油中带水是运行中机组产生机械杂质的主要原因。比如油箱及内部设备检修时没有进行防尘保护、油管道拆下后没有按要求对油管道进行封口，轴承箱、油箱没有很好地清洁等。油中带水主要是指机组在正常运行中，油的含水量超标，油中含水量超标，油中含水量超标往往造成油管路生锈，铁锈剥落进入油中，导致油中含有机械杂质。

（3）设备运行时，动、静部件磨损引起

设备正常运行时，动、静部件磨损带来的机械杂质是不可避免的，但在设备的劣化早期，其磨损带来的机械杂质是微量、颗粒极小的，当设备欠修时，磨损将加快，磨损下来的机械杂质使油中的机械杂质相应地增多。

2、油中带水和油乳化

油的乳化往往是由于油中水分超标，水分能进入油系统主要有以下原因：一是汽轮机轴封系统工作不正常，导致轴封汽外冒，由于油系统是微负压的，轴封汽从轴承油封处进入油系统，导致油中带水 二是由于冷油器泄漏，冷却水进入油系统后造成的油中带水，在一般情况下，正常运行机组油系统的水份主要来自轴封汽，轴封汽从轴承油封处进入油系统的主要原因是机组低负荷时，各轴封调节站的自动调节性能差，汽轮机轴封、轴承油封间隙偏大；汽轮机轴封处保不当，使汽轮机轴封体与轴承油封体包在一起。如某厂＃4机组组(300MW)在2022年5月小修结束后，油中水份含量偏高，经检查为高中压缸＃2轴承处保温时把汽轮机轴封体与轴承油封体整个包在一起。另外，油箱排烟风机出力过大，使油箱、轴承室真空度过高，导致轴封汽被注入油箱中。

三、处理对策

1、消除油中机械杂质的对策

（1）严把设备质量验收关

设备高质量是机组安全运行的基础，没有设备质量的保证就无法谈及机组的安全运行，从设备制造厂来说，要加强内部质量管理，不断提高生产工艺水平，杜绝不合格产品投入市场，从发电厂来说，要选好设备生产厂家，要加强设备制造期间的监造力量，要把好设备入厂验收关，确保安装上去的设备质量符合要求。

（2）加强机组安装质量验收，保证设备、油管道安装质量

要保证油系统的清洁度必须要从安装工艺上入手，进行预先控制，设备安装前必要进行解体检查和清洁，管道安装前必须要进行化学清洗和管表面钝化处理，管道安装时必须要严格按油管道的安装工艺要求处理进行氩弧焊打底，若为套装油管道的话，还要对表面焊渣清除并把焊缝磨平清干净，油系统设备、管道安装的环境卫生一定要干净。油系统投运前必须要对整个系统进行全面检查其内部清洁度，要确保油系统中不留杂物、清洁度达到质量标准要求。油系统投运前还必须进行大流量的冲洗，对油进行过滤，使油质达到规程标准，符合机组运行要求。

（3）严格执行运行、检修规程，确保运行机组油质不污染　

运行机组的油中带水既能使油管生锈，又可使油发生乳化，要防止油中带水必须消除进水之源，主要是由于汽机轴封漏汽造成的，所以要求运行操作人员严格执行运行规程，及时进行轴封压力的调整，保证轴封不外漏汽。

油系统设备、管阀检修也是引起运行机组油质劣化的主要原因之一，油系统设备，管阀检修前，要认真按制定设备、管阀检修工艺技术要求，做好相应的安全措施，检修时严格执行检修工艺技术要求和相应的安全措施，同时要强化检修人员的质量意识和加强检修质量控制。在检修结束后，机组投运之前，认真制订切实可行的油冲洗或循环方案，扎实地做好油冲洗或循环工作，在设备投运初期就建立起一个良好的运行环境。

（4）完善系统设计，防止设备在运行时发生气蚀，带来额外的机械杂质

完善系统设计，改进那些可能处于汽蚀区的管路及设备，防止其在运行时发生气蚀，带来额外的机械杂质，如目前国内的300MW机组的注油器均或多或少存在气蚀问题，完善其设计成了一提高机组安全运行的关键之一。而对于大型转子来说，防止顶轴油系统出现异常，避免转子与轴承之间出现相对的干摩擦，防止油系统额外产生的机械杂质，也是提高机组安全运行的重点所在。

（5）加强设备定检管理，保证设备正常运行

油系统设备的定期检修和维护是保证设备正常运行的基础。设备中的部件在正常周期内运行是正常的磨损，不会产生过量的铁屑的，也不会对设备构成威胁，但当超周期运行、磨损达到一定的程度时，其劣化程度会大大加快，给设备的安全带来损害。对于这类设备，必须根据其运行特性、设备特点，在以往的运行，检修经验的基础上建立起合理的定期检修、维护周期，避免由于欠检修、欠维护带来的油质劣化。

2  消除油中带水的对策

在正常运行的机组中， 油中带水既是产生机械杂质的主要根源，又是油质乳化主要诱因，所以应采取相应的措施。

（1）提高设备运行可靠性

汽轮机在低负荷时，轴封汽来自轴封汽调节站，调节站来的汽源品质靠调节阀自动调节，所以调节阀调节性能的好坏直接关系到轴封系统工作。

管理维持好轴封调节站是解决汽轮机低负荷时油中进水的关键，这里包括轴封汽温度，压力调节阀调节性能，溢流调节阀调节性能和排放管的排放能力、调节控制策略、变负荷响应速率等。

（2）保证检修质量

随着机组运行水平的提高，机组大修周期越来越长，检修质量对机组经济性、安全性的影响也越来越大，抓好设备检修质量更显得重要了，在检修中，必须要严格执行检修技术标准，坚持“应修必修，修必修好”的原则，提高检修质量。

（3）完善油箱负压系统以及轴承油封结构的设计，合理控制机组油系统的负压，在油箱排烟风机检修后要测量系统负压，系统负压不宜过高，以轴承油封不漏油即可。油系统负压一般控制在30kPa~75kPa之间。

（4）设备保温工作在发电厂设备检修中往往是被忽视的一项工作，但保温质量的好坏对设备安全运行是很重要的，在进行轴封体处的保温必须要与轴承有足够的间距，以保证由于轴封汽外泄时，蒸汽不被油系统负压吸入到油系统中去。

四、结束语

汽轮机中油系统的地位是十分突出的，它是汽轮机运行中不可缺少的。汽轮机能正常运行主要依靠油系统，所以要确保油系统的流畅，干净。日常运行中必须高度重视油系统的检查和修复工作，尽可能的把发生油系统问题的概率降低。发现处理油系统的故障的技术，把油系统的保养工作做到更好，为汽轮机安全稳定运行奠定良好的基础。

参考文献：1、《润滑油系统说明书》           哈尔滨汽轮机厂

2、《汽轮机设备检修》            中国电力出版社