给水泵汽轮机润滑油系统水分超标原因分析及改进措施

GXF360 2017-05-29

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给水泵汽轮机润滑油系统水分超标原因分析及改进措施

廖学书

（云南能投威信能源有限公司，云南昭通 657900）

摘要：本文对云南能投威信能源有限公司#2机A汽动给水泵润滑油系统多次发生含水量超标的原因，从多方面进行了分析及总结，提出了各种原因的处置及改进措施，取得了良好效果。

关键词：汽动给水泵；润滑油系统；水分超标

威信电厂2号机组为东方汽轮机有限公司生产的N600-24.2/566/566型，超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、双背压、三缸四排汽凝汽式汽轮机，VWO工况时的蒸汽流量为1962t/h，功率数值为675.205MW。该机组配置2台50%容量了汽动给水泵和1台30%容量的电动给水泵。汽动给水泵汽轮机（以下简称小机）为东方汽轮机生产的G16-1.0型单轴、单缸、整齐外切换、变转速、凝汽式给水汽轮机，额定功率9448kW，额定转速5503r/ min。给水泵为上海电力修造总厂有限公司生产的HPT300-340-6S/27A型卧式、多级、筒式壳体、整体式芯包离心泵。给水泵密封形式为迷宫密封，通过双头螺旋槽进行卸荷和间隙节流降压，密封水由冷凝水供给，根据密封水进回水温度进行调整，正常供水量7m3/h，最大不得超过12.57m3/h。小机与给水泵共用一套润滑油系统，分别对各支撑轴承及推力轴承供油，润滑油选用32号汽轮机油。润滑油集装油箱布置于0米层，由2台交流油泵、1台直流油泵、1台排烟风机、2台板式换热器、1组双联过滤器、2组回油过滤器组成。润滑油系统正常供油压力为0.16～0.20MPa，启动排烟风机后，调整出口阀门，保持油箱内微负压约为-50Pa。

1 润滑油系统水分超标原因及分析

2016年10月20日，我厂2A小机润滑油含水量发生严重超标故障，含水量达5985mg/L，远远超过标准值小于100mg/L。润滑油系统水分超标，会导致润滑油发生乳化，若未能及时有效地控制，不仅会使润滑油发生不可逆的变质，还严重影响小机及给水泵轴承油膜的形成，甚至发生烧瓦事故。该型汽动给水泵润滑油系统水分超标常见的原因有以下几个方面。

（1）轴封漏汽。我公司小机轴封供汽来自主机轴封供汽系统，每台小机都设置了1只调节阀，但轴封高压端和低压端未分开设置，而是采用同一组管道供汽。在机组负荷变化时，若调整不当，难免会有一端轴封发生窜汽，而且轴承箱是微负压，极易把泄漏的蒸汽吸入轴承箱内，导致润滑油水分超标。

（2）冷油器泄漏。云南能投威信能源有限公司冷油器采用的是斯必克板式换热器。水侧和油侧之间采用橡胶密封，检修装复要求精度高。极易发生密封条压偏、错位，检修装复时密封条未清理干净。

（3）给水泵密封水窜水。设备长期运行，给水泵内密封衬套、导叶衬套和平衡鼓衬套都会发生不同程度的磨损，导致给水泵效率下降，内部泄漏变大，为了防止给水外泄，调高密封水流量及压力。轴承箱挡油环或者油封出现磨损，间隙值大于标准值时或者密封圈老化密封效果降低时，密封水极易顺着转轴流入轴承箱，导致润滑油水分超标。该因素是该机型润滑油含水量超标的主要因素。

（4）油封的影响。油封对润滑油含水量的影响往往是与轴封、密封水等因素息息相关。当油封与轴的间隙大于允许值时，因轴承箱微负压的关系，会导致其他含水介质进入润滑油系统，导致润滑油含水量超标。

（5）排烟风机的影响。我公司每台小机润滑油集装油箱都单独设置1台排烟风机，我公司配套排烟风机流量为136m3/h，全风压762Pa。排烟风机出口管路都布置至汽机厂房顶部，对空排放。由于出口管线较长，整体垂直走向，当遇到气温较低时，排气管内烟气中水汽会凝结成水，倒流回油箱内，不仅影响润滑油颗粒度品质，也会导致水分超标。

（6）其他影响。除上述主要影响因素外，其他细节方面也应引起大家重视。润滑油油箱顶部检修孔、人孔门、回油滤网盖板密封不良。油泵端面密封不良。轴承箱盖、轴承观察窗密封不良。上述方面，不仅会因油系统的微负压使空气中水分进入油系统，还会造成油系统颗粒度超标，润滑油发生渗漏等。

2 处理及改进措施

（1）事故经过。2016年10月20日，运行人员监视小机润滑油油位，发现有逐渐上涨趋势，通知检修人员进行检查，根据点检记录，发现油位上涨近7mm左右，化验人员告知2号机A小机水分含量达5985mg/L。经就地检查发现，在密封水进水温度都为31～32℃，回水温度为时34～35℃时，A汽泵密封水调节阀开度达78%，而B汽泵只有27%，可以判定A汽泵迷宫密封及油封失效，导致密封水窜水至轴承箱内，致使润滑油含水超标。

（2）采取的临时措施。在不停机的情况下，采取以下紧急措施，使润滑油系统含水量得到了一定好转。外接1台公称流量10000L/h的移动式真空脱水滤油机，进行脱水处理。在保证密封水回水温度不超允许值的情况下，减小A汽泵密封水调节阀开度，规定密封水回水温度不允许超75℃。在保证润滑油回油顺畅的前提下，减小排烟风机开度至20%，以此降低轴承箱微负压，减少轴承“吸水”。在保证油封不泄漏润滑油的前提下，适当调高润滑油系统压力至高限0.20MPa。使系统内油压与水压、汽压压差增大，尽量避免汽水渗漏至油系统。经48小时真空脱水处理，A小机润滑油含水量下降至100mg/L，趋近于合格。

（3）轴封、油封因素的处理及改进。机组停运后，在小机轴封供汽母管上进行分支，每台小机设置2只调节阀，对高压侧和低压侧进行分开调节。无论工况如何变化，都可以保证端部汽封不发生泄漏。对汽泵轴承油挡进行解体检查，发现动环、静环O形圈及轴套O形圈都有不同程度的硬化，进行更换处理。对小机轴承油挡进行径向间隙测量，浮动弹片检查，发现弹片处积油污较多，使弹片失去调整间隙的功能。为此对油挡齿进行了修整，油挡圈卫生清理。

（4）迷宫密封检修处理。对汽泵进行解体，着重检查导叶衬套、密封衬套及旋转的密封轴套磨损情况。导致密封件发生磨损的根本原因可以从以下方面进行检查。①复查中心。根据汽动给水泵设计要求，中心应满足端面偏差小于0.03mm，圆周高差小于0.05mm。测量时，汽轮机转子应与水泵转子同步转动，以减小联轴器形状误差对圆周偏差造成的影响，以及避免联轴器张口测量的精度。②泵轴弯曲度，应小于0.03mm。③复查水泵在盘车时，是否按规程进行。正常运行及刚停泵时，应保证上、下部壳体温度差≤15℃。介质与下部壳体温度差≤50℃。同时，在盘车过程中应保证密封水及冷却水应正常供应，否则可能导致迷宫密封磨损加剧，缩短使用寿命。④密封水系统故障，如过滤器堵塞、破损，空气未排尽等。⑤测量密封件间隙值，超过允许值应进行更换。其中，导叶衬套与叶轮轮毂间隙≤0.70mm，平衡鼓与平衡鼓衬套间隙≤0.62mm，密封轴套与密封衬套间隙≤0.62mm。当以上间隙值达不到要求时，会造成密封水窜水至润滑油系统中。

（5）冷油器的改进。在冷油器油侧及水侧管道最低点各加装一只DN15的排放阀，用于运行期间检查，冷油器是否存在内部泄漏及水侧排污。同时，这样的改进也便于检修时，对润滑油的排放回收；做耐压试验时，观察泄漏清晰明了。通过调整供油油泵出口可调式逆止门开度，使冷油器内部油侧压力略高于水侧压力0.1～0.2MPa，以避免因冷油器发生内部泄漏时，润滑油大量进水。进行冷油器维护时，应清理干净所有换热板密封面及密封条。发现密封条老化、破损时，应及时更换。拆卸冷油器之前应做好记号及两块夹板间距的测量工作，便于恢复工作的开展。

（6）排烟风机改进。鉴于运行期间，排烟风机出现冷凝水倒回油箱。改进措施为在排烟风机出口管路最低点设置积水槽，并安装U形水封排污管路，这样既不影响油箱微负压工况，也解决了冷凝水倒回油箱的问题。运行期间，排烟风机出口阀应保持适当开度，不易过大。过大造成油系统负压过高，引起油系统“吸水”加快；过小影响造成油系统回油不畅，油箱内水汽、空气分离缓慢，影响润滑油供油品质。正常运行时调整出口阀门，保持油箱内微负压约为-50Pa即可。

（7）油箱检修。在日常检修工作中，润滑油箱应保证各人孔门、检修窗、观察窗密封良好，定期更换密封垫，防止空气中水分因油箱负压进入油系统内，避免空气中灰尘污染润滑油，降低润滑油品质。同时，也可避免润滑油向外渗漏。对于油系统的“跑、冒、滴、漏”问题，应引起重视，并加以解决。