论文部分内容阅读
【摘 要】文章介绍了给水泵小汽轮机气密性油档的结构特点，分析了应用气密性油档技术的必要性和良好的经济效益。
【关键词】气密性油档
一、气密性油档技术应用前小汽轮机状况
深圳妈湾电力有限公司三期300MW机组给水泵采用哈尔滨汽轮机厂制造的NGZ84.6/83.5/06型小汽轮机。机组运行十几年后，小汽轮机性能逐渐变差，轴封供汽通过油档进入润滑油系统汽水过多，油箱油质长期不合格，油质乳化严重，滤油机虽连续运行但含水量仍严重超标，小机瓦温长时间偏高，多次瓦温高停泵检修，运行半年左右小机油箱不得不全部或大部分更換新油，严重影响机组经济安全运行。针对此情况机组大小修期间曾进行过刷式汽封、传统梳齿式汽封改造，但效果不明显，油中进水问题仍然严重，由此决定采用气密性油档。
二、采用气密性油档技术应用的必要性
（1）原小汽轮机油挡型式为传统油挡，运行一段时间后漏汽严重。
据了解国内该型小汽轮机普遍存在油中带水情况，主要原因有：缸体薄，汽封套容易变形。中分面漏汽较为普遍，个别机组因管路应力释放原因导致缸体拉向一侧，导致汽封磨损间隙变大导致漏汽严重，个别机组因负荷不高，反复启停也导致汽封间隙变大，漏汽严重。长时间运行的传统迷宫油挡表现出的问题为：传统式油档油封片镶在档油环和上下内径上加工出的槽内，然后沿着油封片根部周围将贴和的金属敛缝，以固定油封片。许多油封片集中形成一组集油器，由于离心力而没有甩出汽轮机转子的润滑油沿着转子漏出，由这些油封片将油聚集起来，聚集起来的润滑油经过油封齿后再通过一组钻出的通孔向下流到档油环下半的小油槽里，通过排油管路进入主油箱。汽轮机油经过油档密封齿时由于油档密封齿间隙较少，对汽机油起到节流作用，经过几级密封齿节流后，将全部汽轮发电机组漏出的油收集在密封室内，最后通过密封室内的回油孔回到轴承座回油管回到汽轮机油箱。
传统式油档为了防止小机在运行中轴振动，密封齿一般都采用铜齿密封，小机在启动或停止过临界转速时汽轮机振动较大，此时油档铜齿出现磨损，从而增加密封齿与大轴间隙。另外，小汽轮机非稳态转速时，转子旋转的轨迹是非圆形的，造成轴与油档齿发生碰磨，油档间隙破坏性增大，出现严重的漏油。由于轴承箱内部为负压状态，扩大的间隙更加剧了水蒸气的进入。
（2）小汽轮机滤油机对油系统不能完全保护
原因主要有：因水蒸气从油挡位置进入轴承箱，受污染的润滑油在与过滤好的润滑油充分混合后，通过轴承箱、管道及其他相关设备再次进入回油箱，而滤油机是在回油箱的出口，另外油中带水过多滤油效果不佳，因此滤油机不能完全保护润滑油系统。
（3）油中带水危害极大
润滑油含水超标危害，会导致润滑油粘度过低，破坏轴承中油膜，转子与轴瓦产生摩擦，如果润滑油不能及时带走热量会导致瓦温升高继而烧瓦;润滑效果降低后轴系振动加剧，严重影响到小机的稳定运行。长期油中带水会严重降低润滑油的使用期限，短时间内不得不换油，而更换新油需要大量经费。油中带水需要长时间开启滤油设备滤油。颗粒度高危害，容易导致调速系统卡死。
三、气密性油挡结构原理及施工方案
（1）气密性油档结构原理
气密性油挡采用一个防止润滑油进水的技术，利用压缩空气接入油挡内部，油挡内部制作有环形气环，进入油挡的压缩空气能够均匀的通过气环的小孔作用在油挡与轴径之间，通过油挡内部的正压，隔绝轴承箱外部的水蒸气与杂质进入轴承箱，同时也防止轴承箱内部的润滑油泄露出去。很好的预防了润滑油进水，或润滑油溢出的现象。
（3）现场施工方案：
施工条件：机组停止运行。将现油挡更换为气密封油挡系统，更换主机油挡数量：2套。工期：20天，包括现场测绘、生产、运输、安装、调试。
①、吊开更换油档的轴承箱盖。
②、拆除原油挡。
③、清理轴承箱油挡安装结合面。
④、安装更换气密封油挡。
⑤、从仪表用气气管处接出一段母管引至轴承箱旁。
⑥、在母管上安装总阀、过滤器、支管。
⑦、将气密封油挡进气管与母管连接。
⑧、恢复轴承箱。
四、采用气密性油档后的运行情况
（1）改造前，化学专业每周进行油样化验，结论都是：油中含水，油质不合格;或者是油质乳化，油质不合格。改造后，化学专业每周进行油样化验，油质均合格。
（2）气密性油挡改造至今已有二年，油档工作正常，未出现需维修维护的情况。
（3）气密油挡改造后，小机油挡处未发生油挡甩油、漏油情况。
（4）气密油挡改造后，未出现油质差、瓦温高停泵检修情况。
五、经济效益分析
改造前后小汽轮机润滑油系统维护费用计算：三期小汽轮机润滑油采用FS-100过滤脱水装置，其功率为2.2+0.55KW，每小时耗电约2.75度，一天24小时连续运行用电量为66度电，一年按300天计算，大约用电为19800度电，以每度电0.35元计算，一年用电费用为：6930元。使用气密封油挡后，启用滤油装置的时间大约降低50%，节省费用3465元。由于油质太差，该滤油脱水装置每年更换滤芯约4次，每次更换10个滤芯成本为8236元;采用气密油挡后，至少节省三次滤芯更换共24708元。更换气密性油档后减少小汽轮机油箱加油或换油30桶约75000元。忽略检修人工成本及停泵厂用电损失，单台小汽轮机以上三项一年就能节省103173元。单台小汽轮机气密油挡改造费用约80000元，不到10个月就能收回成本。
六、总结
300MW机组给水泵小汽轮机采用气密性油档后，有效解决了小汽轮机润滑油进水的重大隐患，除了经济效益外，给水泵做为主要辅机的连续运行，有效保障了机组的安全。
（作者单位：深圳妈湾电力有限公司）
【关键词】气密性油档
一、气密性油档技术应用前小汽轮机状况
深圳妈湾电力有限公司三期300MW机组给水泵采用哈尔滨汽轮机厂制造的NGZ84.6/83.5/06型小汽轮机。机组运行十几年后，小汽轮机性能逐渐变差，轴封供汽通过油档进入润滑油系统汽水过多，油箱油质长期不合格，油质乳化严重，滤油机虽连续运行但含水量仍严重超标，小机瓦温长时间偏高，多次瓦温高停泵检修，运行半年左右小机油箱不得不全部或大部分更換新油，严重影响机组经济安全运行。针对此情况机组大小修期间曾进行过刷式汽封、传统梳齿式汽封改造，但效果不明显，油中进水问题仍然严重，由此决定采用气密性油档。
二、采用气密性油档技术应用的必要性
（1）原小汽轮机油挡型式为传统油挡，运行一段时间后漏汽严重。
据了解国内该型小汽轮机普遍存在油中带水情况，主要原因有：缸体薄，汽封套容易变形。中分面漏汽较为普遍，个别机组因管路应力释放原因导致缸体拉向一侧，导致汽封磨损间隙变大导致漏汽严重，个别机组因负荷不高，反复启停也导致汽封间隙变大，漏汽严重。长时间运行的传统迷宫油挡表现出的问题为：传统式油档油封片镶在档油环和上下内径上加工出的槽内，然后沿着油封片根部周围将贴和的金属敛缝，以固定油封片。许多油封片集中形成一组集油器，由于离心力而没有甩出汽轮机转子的润滑油沿着转子漏出，由这些油封片将油聚集起来，聚集起来的润滑油经过油封齿后再通过一组钻出的通孔向下流到档油环下半的小油槽里，通过排油管路进入主油箱。汽轮机油经过油档密封齿时由于油档密封齿间隙较少，对汽机油起到节流作用，经过几级密封齿节流后，将全部汽轮发电机组漏出的油收集在密封室内，最后通过密封室内的回油孔回到轴承座回油管回到汽轮机油箱。
传统式油档为了防止小机在运行中轴振动，密封齿一般都采用铜齿密封，小机在启动或停止过临界转速时汽轮机振动较大，此时油档铜齿出现磨损，从而增加密封齿与大轴间隙。另外，小汽轮机非稳态转速时，转子旋转的轨迹是非圆形的，造成轴与油档齿发生碰磨，油档间隙破坏性增大，出现严重的漏油。由于轴承箱内部为负压状态，扩大的间隙更加剧了水蒸气的进入。
（2）小汽轮机滤油机对油系统不能完全保护
原因主要有：因水蒸气从油挡位置进入轴承箱，受污染的润滑油在与过滤好的润滑油充分混合后，通过轴承箱、管道及其他相关设备再次进入回油箱，而滤油机是在回油箱的出口，另外油中带水过多滤油效果不佳，因此滤油机不能完全保护润滑油系统。
（3）油中带水危害极大
润滑油含水超标危害，会导致润滑油粘度过低，破坏轴承中油膜，转子与轴瓦产生摩擦，如果润滑油不能及时带走热量会导致瓦温升高继而烧瓦;润滑效果降低后轴系振动加剧，严重影响到小机的稳定运行。长期油中带水会严重降低润滑油的使用期限，短时间内不得不换油，而更换新油需要大量经费。油中带水需要长时间开启滤油设备滤油。颗粒度高危害，容易导致调速系统卡死。
三、气密性油挡结构原理及施工方案
（1）气密性油档结构原理
气密性油挡采用一个防止润滑油进水的技术，利用压缩空气接入油挡内部，油挡内部制作有环形气环，进入油挡的压缩空气能够均匀的通过气环的小孔作用在油挡与轴径之间，通过油挡内部的正压，隔绝轴承箱外部的水蒸气与杂质进入轴承箱，同时也防止轴承箱内部的润滑油泄露出去。很好的预防了润滑油进水，或润滑油溢出的现象。
（3）现场施工方案：
施工条件：机组停止运行。将现油挡更换为气密封油挡系统，更换主机油挡数量：2套。工期：20天，包括现场测绘、生产、运输、安装、调试。
①、吊开更换油档的轴承箱盖。
②、拆除原油挡。
③、清理轴承箱油挡安装结合面。
④、安装更换气密封油挡。
⑤、从仪表用气气管处接出一段母管引至轴承箱旁。
⑥、在母管上安装总阀、过滤器、支管。
⑦、将气密封油挡进气管与母管连接。
⑧、恢复轴承箱。
四、采用气密性油档后的运行情况
（1）改造前，化学专业每周进行油样化验，结论都是：油中含水，油质不合格;或者是油质乳化，油质不合格。改造后，化学专业每周进行油样化验，油质均合格。
（2）气密性油挡改造至今已有二年，油档工作正常，未出现需维修维护的情况。
（3）气密油挡改造后，小机油挡处未发生油挡甩油、漏油情况。
（4）气密油挡改造后，未出现油质差、瓦温高停泵检修情况。
五、经济效益分析
改造前后小汽轮机润滑油系统维护费用计算：三期小汽轮机润滑油采用FS-100过滤脱水装置，其功率为2.2+0.55KW，每小时耗电约2.75度，一天24小时连续运行用电量为66度电，一年按300天计算，大约用电为19800度电，以每度电0.35元计算，一年用电费用为：6930元。使用气密封油挡后，启用滤油装置的时间大约降低50%，节省费用3465元。由于油质太差，该滤油脱水装置每年更换滤芯约4次，每次更换10个滤芯成本为8236元;采用气密油挡后，至少节省三次滤芯更换共24708元。更换气密性油档后减少小汽轮机油箱加油或换油30桶约75000元。忽略检修人工成本及停泵厂用电损失，单台小汽轮机以上三项一年就能节省103173元。单台小汽轮机气密油挡改造费用约80000元，不到10个月就能收回成本。
六、总结
300MW机组给水泵小汽轮机采用气密性油档后，有效解决了小汽轮机润滑油进水的重大隐患，除了经济效益外，给水泵做为主要辅机的连续运行，有效保障了机组的安全。
（作者单位：深圳妈湾电力有限公司）