魏守有 劉曉晨
(太原煤氣(qì)化公司煤矸(gān)石熱電廠,山西太原 030024)
摘 要:分析了透平油變(biàn)質的原因及對機組運行的影響,提出了防止透平油變(biàn)質的措(cuò)施。
關鍵詞:汽輪機;透平油油質;機組運行
透平油作為汽輪機調速係統動(dòng)力傳遞和潤滑係統清洗(xǐ)、冷卻的主要工作介質(zhì),由於其長期連續工作在高溫條件下,運(yùn)行中不可避免地受到不同程度的汙染,其中尤以水分和雜(zá)質含量超標對汽輪機安全、穩定運行的影響較大。隨著機組容量的增大(dà)和自動(dòng)化水平的提高,對油質的要求也越(yuè)來越高,如何減少油質的汙染,防止透平油變質,是(shì)汽輪(lún)機運行中的重要環節之一。本文結(jié)合我廠(chǎng)幾年來的運行經驗,就透平油變質的原因以及對運行的影響做(zuò)一些分析,並提(tí)出防止透平(píng)油變質的措施。
1 汽輪機組概況
我(wǒ)廠使(shǐ)用的設備為上海汽輪(lún)機廠生產的C12-4.9/0.98型抽汽凝汽式汽輪發電機組。主要參數:主(zhǔ)蒸汽壓力4.9MPa,主蒸汽溫度435℃,一級可調整抽汽(qì)0.98MPa。調速(sù)係統為全液壓旋轉阻尼式,一次脈(mò)衝油壓、二次脈衝(chōng)油壓、一號脈衝油壓(yā)及二號脈衝油壓是對(duì)係統熱電負荷、轉速、抽汽壓力進(jìn)行自動或手動調節的4個主要(yào)參數。正常工況下,主油泵出口(kǒu)油(yóu)壓、調速油壓、安全(quán)油壓均為1.05MPa,機組從零負荷至額定負荷至Z大負荷,各參數(shù)的(de)變(biàn)化為:一次脈衝油壓0.221MPa~0.238MPa,二次脈衝油壓(yā)0.178MPa~0.098MPa~0.078MPa,一號脈衝油壓0.06MPa~0.186MPa~0.258MPa,二號(hào)脈衝油壓0.24MPa~0.176MPa~0.141MPa,潤滑油壓0.08MPa~0.15MPa,油溫20℃~60℃。
2 油質惡化的原因
2.1 機組運行中油質概況
我廠(chǎng)機組(zǔ)在運行中調速係統出(chū)現輕微擺動現象,高、中(zhōng)壓油(yóu)動機出現過卡澀,主油泵入口油壓、潤滑油壓逐步下降,但未(wèi)低於設計值。在各軸承回油管路觀視窗和前軸承箱觀視窗發現有水珠存在,且飛濺的油霧呈白色。在(zài)大、小修中,發現主(zhǔ)油箱底部、油箱濾網及回油管路末端有大量雜物,經外觀物理分析,其主要成分為油(yóu)水乳化物、保溫粉塵(chén)、空氣中的(de)塵(chén)埃。這說明透平油油質已逐漸惡化。
2.2 油(yóu)質惡化的原因
油質惡化主要是因為(wéi)油質受到(dào)汙染,汙染主要來源(yuán)是水分(fèn)和油中含有的雜質。現就這兩種汙染源分析(xī)如下。
2.2.1 水汙染的來源
(1)汽輪機前(qián)後軸封漏氣竄入前後軸(zhóu)承箱,進入油係統。
(2)油係(xì)統密封不嚴,外界水分進入(rù)油係統。如:主(zhǔ)油箱(xiāng)蓋不嚴,油淨化裝置油箱(xiāng)蓋不嚴,回油管路各觀視窗、前軸承箱觀視窗、調壓器觀視窗、高中壓油動機觀視窗不(bú)嚴等。
(3)油溫低,溶解水(shuǐ)析出,變成遊離水。
(4)潮濕空氣的冷凝。
(5)冷油器銅管泄漏。
2.2.2 雜質汙染的來源
(1)油係(xì)統各部套如錯油(yóu)閥、油動機、油管路、各軸承軸瓦等相(xiàng)對轉動或移動的部件摩擦產(chǎn)生了微小顆粒。
(2)油係統各(gè)部件密封件不嚴,外界(jiè)空氣(qì)塵埃(āi)、雜物進入係統。
(3)油質惡化和變質而成的乳化物、氧化物等。
(4)係統組裝、調試、維修過程中留在係統中的雜物。
3 油質惡化對汽輪機安全穩定運行的影(yǐng)響
3.1 透平油中含(hán)水的危害
透平油中含水量過大(dà),一方麵導(dǎo)致油的破乳(rǔ)化時間較長(zhǎng),抗泡沫性能變差,進一步使油乳化,產生乳化物及油(yóu)泥;另一方(fāng)麵,水分起著促進氧化的作用,使油的氧化安全性降低,而透平油氧化後,產生(shēng)不(bú)溶性(xìng)物質和(hé)有機酸,在(zài)軸承(chéng)通道內及冷(lěng)油器、過(guò)濾器、主油箱內形成膠質和油泥。
這些乳化物及膠泥的主要作用在於:
(1)進入軸承潤滑係統的乳化液,有可能析出水分,破壞了正常油膜,增大部件摩擦,引起局部過熱、軸承磨損、機組振動及鏽蝕等。
(2)嚴重乳化的油,有可能沉積於(yú)調速、潤滑油路中,致使油路通油不暢(chàng),造成調(diào)速係統油壓不穩,工作點漂移。過大時,影響(xiǎng)正常運行,也可造成冷油器熱效率降低,各部濾網堵塞,轉子軸頸磨損過大。
(3)乳狀液(yè)會鏽蝕(shí)有關金屬部件如汽輪(lún)機調速係(xì)統部套(tào)、軸承和軸瓦的光(guāng)滑表麵,造(zào)成調速(sù)係統(tǒng)卡(kǎ)澀,負荷擺動,嚴重時引(yǐn)起汽輪機過負荷及(jí)調節保安係統失靈,造成汽輪機超速。
3.2 透平油中雜質的危害
我(wǒ)廠汽輪機的調速係統為全液壓式,因此作為工作(zuò)介質的透平油中含有雜質,一(yī)方麵(miàn)增大了機械磨損,另一方麵會引起調速係統部套卡澀(sè)。
其危害主要是:
(1)雜質微粒在軸與軸承之間、油動(dòng)機活塞與油缸之間、儲油門(mén)與部套之間產生(shēng)磨(mó)削作用,加劇這些部件的磨損,泄油量增大,工作失穩,在超負荷、低速運轉或(huò)油的黏度降低、油(yóu)膜變(biàn)薄時,這(zhè)種作用(yòng)會加劇。
(2)雜質與高壓油(yóu)流一起衝刷(shuā)部件表麵和部件密(mì)封麵,引起密封麵作用降低,油壓擺動。而調(diào)速係統中,各脈衝油壓的正常調整變化(huà)量:一次脈衝油壓為0.017MPa,二次脈衝油壓為0.08MPa,一號脈衝油壓為0.2MPa,二號(hào)脈衝油壓為0.1MPa,其範圍很小,所以(yǐ)微小的油壓變化(huà)會引(yǐn)起係統較大的負荷擺(bǎi)動,甚至(zhì)於超負荷。
(3)調速係統對汽輪(lún)機速度及負荷的控製是通過(guò)油(yóu)壓的(de)變化(huà)來控製的,而油壓的變化是由調速係統各部套中的蝶閥溢流間隙的變化來(lái)實現的(de)。通常,這一間隙在0.5mm左右。另一方麵係統中的主要控製(zhì)元件如錯(cuò)油閥、危急遮斷器、危急遮斷油門、磁力斷路油門等液壓部件(jiàn)閥(fá)芯(xīn)與閥體之間的過(guò)封(fēng)度僅有1mm~2mm,所以油係(xì)統中的雜質含量過大,很容易引(yǐn)起這些部件卡澀,從而造成調速係(xì)統動作遲緩,負荷擺動。嚴重時,造成部套卡澀,機組(zǔ)失控,進而引起超速的(de)嚴重事故。
4 改善透平油的(de)措施
在汽輪機(jī)組發生的各類事件中,機組燒(shāo)瓦及超速占事故總(zǒng)類中的20%左右。而(ér)這類事故發(fā)生的主要原因就是汽輪機油變質和油中含雜質。因此在原有係統的基礎上,加強運行監護,提高維修質量,對係統進行必要的(de)改造(zào),是(shì)保證油的質量,進而保證機組長期安全穩定運行的必要條件,應該從以下3個(gè)方麵入手,提高汽(qì)輪機(jī)油的運行質量。
4.1 合理控製主油箱負壓
主油箱負壓的存在,雖然保證了主油箱入(rù)口油壓的穩定,有(yǒu)效地防止了主油泵斷油並及(jí)時排出油箱產生的油霧,但同(tóng)時在主油(yóu)箱頂(dǐng)部及各回油管、前後軸承箱中形(xíng)成(chéng)負壓,水分及雜質極易(yì)從這些部位進入油係統(tǒng),因此在運行中要正確(què)調整主油箱排油煙機擋板,控製主油箱負壓在490Pa左右。
4.2 合理調(diào)整均壓箱壓力並控製(zhì)汽封供汽(qì)壓力
我(wǒ)廠(chǎng)均壓箱壓力的(de)控製值設計為0.102MPa~0.118MPa,但(dàn)運行的實踐表明,該壓力過高,在該壓(yā)力下的汽封供汽(qì)量過大,必然會造成汽封漏汽(qì)量增大,進而使過多的蒸汽進入汽輪機前(qián)後軸承箱。經驗(yàn)表明,將均壓箱的壓力控製在0.05MPa左右,保持後汽封信號管(guǎn)有微量蒸汽冒出即可,Z大限度地阻止汽封蒸(zhēng)汽進入油係統。
4.3 精心操作
維(wéi)修(xiū)人(rén)員在維修油係統各部件時,特別是主油箱過濾器、油淨化裝置、油係統各觀視窗、各軸瓦、前後軸承箱時(shí),應精心操作,一方麵要用正(zhèng)確的方法和程序對這些部件進行清(qīng)理和維修;另一方麵所有的密封麵要加耐油密封矽膠,增大(dà)密封(fēng)效果(guǒ),防止水分及雜(zá)質從(cóng)這些部位進入油係統。
4.4 在小(xiǎo)大修中保持汽封齒的完整及間隙合理
要(yào)正確調整汽封的間隙。透平油中的水分70%來自於汽封齒的漏汽。因此,及(jí)時更換(huàn)損壞(huài)的汽封齒,按設計要求保持汽封動靜齒之間的(de)間隙,可(kě)以大量降低汽封齒(chǐ)的漏汽量,有(yǒu)效防止蒸汽進入前後(hòu)軸承箱。
4.5 改造汽輪機前後油檔結構
油檔作為汽輪機(jī)轉軸和軸承箱殼體動靜(jìng)部分之間的密封件,其作用是防止軸承潤(rùn)滑油沿軸頸竄到軸承(chéng)箱的外部(bù),同時還能防止軸封漏(lòu)汽時蒸(zhēng)汽和灰(huī)塵漏入軸承箱(xiāng)內。但(dàn)是,由於加工和安裝精度的限製使油檔間隙比較大,在軸承負壓的作用下,會(huì)有大量的水汽和雜質進入(rù)油係統。為了減少此類現象的發生,我(wǒ)們(men)改裝了兩台機的一瓦和二瓦,采用HD係列活動式(shì)密封油檔,分內、外環兩部分,外環固定在原油檔(dàng)位(wèi)置,內環在外環內軸向、徑向均有間隙,通過防磨彈簧的作用使內環圓心始終與軸同(tóng)心(xīn),內環內表麵與軸表麵之間形成強勁(jìn)油膜,起到阻止油外漏及蒸汽漏入的作用,經試驗證明,效(xiào)果良好。
綜上所述,透平油及其油係統作為(wéi)汽輪機(jī)組動態調整的主(zhǔ)要部分,在保證機組(zǔ)的安全(quán)穩定運行中起著至關重要的作用。在目前(qián)設計、製造和安裝等環節達不到十全十美的情況下,我們(men)從運行角度出(chū)發,對(duì)油係(xì)統進行上述分析,並采取了很多措施,通過(guò)這些措(cuò)施,有效地保護了透平油的油質,從而保證了汽輪機調速係統和潤滑係(xì)統的正常工作,進(jìn)而保證了機組的安全穩定運行。
來源:《科(kē)技情報開發與經濟》2008年第18卷第2期