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摘 要：本文在详细分析1000MW机组主机润滑油水分超标和轴承漏油的故障问题及其原因的基础上，提出了严格掌控轴封压力、优化并改造轴承处高压缸体保温层和改造轴承座油挡等解决措施，希望通过相应的治理措施，能够有效处理主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题，保证机组的安全运行。
关键词：1000MW机组；润滑油；水分超标；轴承漏油
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0055-02
引 言
我公司2×1000MW机组汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司与日本东芝株式会社联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级非调整回热抽汽、凝汽式汽轮机，其型号为：CCLN1000-25.0/600/600，通过集成式油站对主机润滑油进行供应，各油站具备在线的油净化装置，油净化装置具备过滤颗粒物功能和脱水功能。自调试投产以来，机组运作状况较好，汽轮机的各项指标基本符合原设计数据的要求，主机设备的使用运行状况较好。但在调试运行的过程中，主机润滑油水分超标的问题比较严重，并且主机的轴承出现了漏油问题，严重影响了机组运行的安全性和可靠性。因此，必须要找出主机润滑油水分超标及轴承漏油等问题的原因，并制定相应的措施进行治理。
1 故障发生的危害及其原因
1.1 主機润滑油水分超标
当润滑油的含水量超过一定标准时，会导致润滑效果下降、加快设备的老化速度，严重的话还会阻碍形成油膜，在一定程度上损坏轴承，严重影响到机组的运作安全。在通过分析并仔细排查可能造成汽轮机润滑油水分超标的原因之后，结果显示造成润滑油中进水的直接原因是轴承箱内有汽轮机高压缸轴的封漏汽经由1号轴承的座油挡流入。此外，造成轴承箱内有汽轮机高压缸轴封漏汽进入的原因可以归纳为以下四点：①安装过程中存在误差或者在机组的运作过程中存在着动静碰磨，从而使得轴封密封齿与转子径向的间隙超出了预期值，导致轴封漏汽量大大增加。②轴封间隙超出设计值后，为保持机组真空，需要提高轴封的供汽量；但与此同时轴封供汽压力的调节功能低，无法快速调节以适应实际情况的变化，从而增加了轴封蒸汽外漏量。③由于轴承箱油挡与高压缸调端的轴封体之间存在着较近的距离，轴封漏汽的扩散功能不强，易导致微负压的轴承箱有轴封漏汽进入。1000MW汽轮机的高压缸调端轴封体与轴承油挡之间的距离为65mm，并且有保温层包在轴封体包上，导致高压缸调端轴封体与轴承油挡几乎是紧贴状态，使得轴封漏汽扩散的问题更加严重。④轴承箱油挡经过一段时间的运作后，因为动静碰磨的缘故会增大其密封间隙，进而导致轴封漏汽的进入量增加。
1.2 轴承箱油挡漏油
轴承箱油挡外漏润滑油易导致火灾等事故的发生，会严重影响到机组的安全运行。通过仔细检查设备解体，分析相关设备的结构特点、运作情况等数据后，造成轴承座油挡漏油的原因主要有以下五点：①在安装过程中的操作误差或在运作过程中的动静碰磨都会增大油挡密封间隙；②大型机组为了实现轴系长度的缩短，会将轴瓦与外油挡之间的距离设计得比较近，由于瓦体油挡是单级密封齿并且齿内间隙较大，当轴瓦回油时易被漏到外油挡处，从而导致轴承箱油档漏油；③轴承室过低的负压，可能造成外油挡回油不通畅；④在启动或停止机组的过程中，转子的转速不高，通过轴颈会有润滑油从外油挡漏出；⑤油挡由于油渍碳化结焦的原因，从而导致回油孔堵塞，阻碍了油挡回油。
2 治理措施
综上所述，是有多种原因导致了主机润滑油水分超标及轴承漏油问题的发生，不仅是因为相关设备的结构，也可能是因为运行过程中的操作问题，一部分故障原因之间还可能存在着相互作用。此外，由于难以完全处理好主机缸体轴封蒸汽漏出的现象，进行轴承箱负压的降低也会影响到外油挡回油，并且在机组运作的一定时间后，油档间隙会扩大、不能实现在线调整。总之，旧的运行调整对策难以完全解决以上问题，所以提出了严控轴封压力、调整轴承处高压缸体保温层、使用气密封油挡代替原来的梳齿油挡等治理措施，以解决主机润滑油水分超标及轴承箱漏油的问题。
2.1 严控轴封系统母管的蒸汽压力
由主机轴封系统的设计可以得知，在轴封母管中引入蒸汽，在提高蒸汽压力的情况下，会增多蒸汽的漏出量。同时为了确保低压缸轴封处于密封的状态，压力也不能过低。所以，必须要优化相应的主机轴封系统。①提高轴封供汽以及溢流调节阀的控制精准度，即从之前的2%调节到0.5%，从而提升轴封系统适应能力，保证轴封系统能够有效适应机组运行情况的变化。②必须确保轴封蒸汽母管压力在15～18kPa这一范围内。
2.2 调整高压缸调端轴封保温层并进行优化
因为高压缸调端轴封体与轴承座外油挡之间的距离为65mm，若依据以往的高压缸缸体保温模式，轴封箱与轴封体之间肯定会被保温层填满，最终会不利于扩散轴封的外漏蒸汽。因此，必须调整优化原保温层，在保证缸体保温层不受影响的基础上，扩大轴封体周围的保温层，使其向外扩大15cm，同时保证保温层能够贴住高压缸缸体，以保证轴承座油挡与保温层之间留有间隙，促进轴封外漏蒸汽的扩散。
2.3 采用气密性油挡来取代原梳齿型油挡
（1）气密封油挡在保留了原梳齿型油挡基本构造的基础上，设置了一个环形均压室在油挡本体的内部，并通过管路将干燥的压缩空气引入油挡本体。通过气密封油挡的环形均压室在油档内部的密封齿内均匀分散压缩空气，使得油挡轴向位置的中部能够组成正压区。压缩空气在进到油挡密封齿后会沿向转轴分成两个方向扩散至低压区，一股气流沿轴向流进轴承箱内部，通过排烟系统排出，这股气流在流入轴承箱内部的过程中可以防止轴颈上的油外流，以保证油挡不漏油；另一股气流出轴承箱外，这股气流能够防止轴封漏汽以及阻止轴承箱内有杂质进入，可以通过压缩空气管路的开关阀来调节气流压力，由于轴封漏汽属于漏向大气，相对压力也较低，即保证这股气流压力能够略高于大气压。根据以上分析可得知，气密封油挡是具有双重密封的设计结构，即梳齿式密封和气压密封。假设压缩空气在运行过程中突然中断，其梳齿式密封结构同样可以发挥密封的作用，这一结构特点提升了机组运行的安全性和可靠性。 （2）为了保证是清洁干净的压缩空气引入到油挡内，气密封油挡供气系统的气源采用的是汽机房内的仪用压缩空气。通过一根不锈钢管将系统压缩空气从厂房的儀用压缩空气环形母管引到平台汽轮机的范围内，在通过空气过滤器的过滤后，通过支管将压缩空气引至各个轴承室的油挡。单向阀安装在进气口处，以确保不会出现有水倒流至汽道的情况。在汽轮机平台范围内，压缩空气管路会沿着润滑油管路引至各轴承的位置，依据实际情况调整具体位置布局。每套油挡设置了两个外部的进气口，在互成90°的情况下均匀分布在油挡的上半部。
3 治理效果
根据主机的构造特点及轴封漏汽、油挡漏油的实际情况，调整了机组轴封系统的溢流调节阀与供汽调节阀的控制精准度、优化了轴封蒸汽母管压力的控制逻辑，并改造完成了轴承气密封油挡。因为气密封油挡与原梳齿型油挡的主体构造大体上是相同的，所以新油挡的安装可依据原有标准实施。油挡供气管道的材质是不锈钢同时使用氩弧焊技术进行焊接，安装后必须对管道进行打扫，确保管道的内壁清洁干净，避免轴承箱内有杂质随空气进入并对润滑油进行污染。每个轴承油挡的供气量都要依据具体的运作情况进行调整，贯彻执行不进汽、不漏油的标准。在实施主机润滑油水分超标及轴承漏油治理措施之后，至今机组一直在安全运行，在油净化装置的安全运行过程中，主机润滑油水分指标经检验后显示为合格，油净化装置每天的排水量约200mL，同时油净化装置的滤芯只需要在机组进行检修时按时更换。此外，轴承座油挡漏油的问题也得到了有效解决。在治理方案执行后，主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题得到了有效的处理，机组的安全运行问题得到了解决，还节省了不断漏油而导致的人力、物力和财力成本。
4 结束语
综上所述，主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题会严重影响到机组运行的安全性和可靠性，必须通过严控轴封母管蒸汽压力、对高压缸调端轴封保温层进行调整优化、采用气密性油挡来取代原梳齿型油挡等措施，实行综合治理方案，以解决主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题，确保机组的安全运行。
参考文献
[1]陈永刚.汽轮机润滑油油质恶化的分析及对策[J].电子测试，2015（20）.
[2]黄福良.汽轮机润滑油带水的危害及处理对策[J].科学视界，2016（29）.
[3]伍建威，高继录，张 航.1000MW超超临界机组汽轮机润滑油水分超标分析[J].东北电力技术，2016（08）.
[4]苏晋生.降低汽轮机润滑油油质污染的措施[J].山西电力，2017，101（6）：10～12.
收稿日期：2018-3-10
作者简介：宋 宇（1990-），男，助理工程师，大学本科。
关键词：1000MW机组；润滑油；水分超标；轴承漏油
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0055-02
引 言
我公司2×1000MW机组汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司与日本东芝株式会社联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级非调整回热抽汽、凝汽式汽轮机，其型号为：CCLN1000-25.0/600/600，通过集成式油站对主机润滑油进行供应，各油站具备在线的油净化装置，油净化装置具备过滤颗粒物功能和脱水功能。自调试投产以来，机组运作状况较好，汽轮机的各项指标基本符合原设计数据的要求，主机设备的使用运行状况较好。但在调试运行的过程中，主机润滑油水分超标的问题比较严重，并且主机的轴承出现了漏油问题，严重影响了机组运行的安全性和可靠性。因此，必须要找出主机润滑油水分超标及轴承漏油等问题的原因，并制定相应的措施进行治理。
1 故障发生的危害及其原因
1.1 主機润滑油水分超标
当润滑油的含水量超过一定标准时，会导致润滑效果下降、加快设备的老化速度，严重的话还会阻碍形成油膜，在一定程度上损坏轴承，严重影响到机组的运作安全。在通过分析并仔细排查可能造成汽轮机润滑油水分超标的原因之后，结果显示造成润滑油中进水的直接原因是轴承箱内有汽轮机高压缸轴的封漏汽经由1号轴承的座油挡流入。此外，造成轴承箱内有汽轮机高压缸轴封漏汽进入的原因可以归纳为以下四点：①安装过程中存在误差或者在机组的运作过程中存在着动静碰磨，从而使得轴封密封齿与转子径向的间隙超出了预期值，导致轴封漏汽量大大增加。②轴封间隙超出设计值后，为保持机组真空，需要提高轴封的供汽量；但与此同时轴封供汽压力的调节功能低，无法快速调节以适应实际情况的变化，从而增加了轴封蒸汽外漏量。③由于轴承箱油挡与高压缸调端的轴封体之间存在着较近的距离，轴封漏汽的扩散功能不强，易导致微负压的轴承箱有轴封漏汽进入。1000MW汽轮机的高压缸调端轴封体与轴承油挡之间的距离为65mm，并且有保温层包在轴封体包上，导致高压缸调端轴封体与轴承油挡几乎是紧贴状态，使得轴封漏汽扩散的问题更加严重。④轴承箱油挡经过一段时间的运作后，因为动静碰磨的缘故会增大其密封间隙，进而导致轴封漏汽的进入量增加。
1.2 轴承箱油挡漏油
轴承箱油挡外漏润滑油易导致火灾等事故的发生，会严重影响到机组的安全运行。通过仔细检查设备解体，分析相关设备的结构特点、运作情况等数据后，造成轴承座油挡漏油的原因主要有以下五点：①在安装过程中的操作误差或在运作过程中的动静碰磨都会增大油挡密封间隙；②大型机组为了实现轴系长度的缩短，会将轴瓦与外油挡之间的距离设计得比较近，由于瓦体油挡是单级密封齿并且齿内间隙较大，当轴瓦回油时易被漏到外油挡处，从而导致轴承箱油档漏油；③轴承室过低的负压，可能造成外油挡回油不通畅；④在启动或停止机组的过程中，转子的转速不高，通过轴颈会有润滑油从外油挡漏出；⑤油挡由于油渍碳化结焦的原因，从而导致回油孔堵塞，阻碍了油挡回油。
2 治理措施
综上所述，是有多种原因导致了主机润滑油水分超标及轴承漏油问题的发生，不仅是因为相关设备的结构，也可能是因为运行过程中的操作问题，一部分故障原因之间还可能存在着相互作用。此外，由于难以完全处理好主机缸体轴封蒸汽漏出的现象，进行轴承箱负压的降低也会影响到外油挡回油，并且在机组运作的一定时间后，油档间隙会扩大、不能实现在线调整。总之，旧的运行调整对策难以完全解决以上问题，所以提出了严控轴封压力、调整轴承处高压缸体保温层、使用气密封油挡代替原来的梳齿油挡等治理措施，以解决主机润滑油水分超标及轴承箱漏油的问题。
2.1 严控轴封系统母管的蒸汽压力
由主机轴封系统的设计可以得知，在轴封母管中引入蒸汽，在提高蒸汽压力的情况下，会增多蒸汽的漏出量。同时为了确保低压缸轴封处于密封的状态，压力也不能过低。所以，必须要优化相应的主机轴封系统。①提高轴封供汽以及溢流调节阀的控制精准度，即从之前的2%调节到0.5%，从而提升轴封系统适应能力，保证轴封系统能够有效适应机组运行情况的变化。②必须确保轴封蒸汽母管压力在15～18kPa这一范围内。
2.2 调整高压缸调端轴封保温层并进行优化
因为高压缸调端轴封体与轴承座外油挡之间的距离为65mm，若依据以往的高压缸缸体保温模式，轴封箱与轴封体之间肯定会被保温层填满，最终会不利于扩散轴封的外漏蒸汽。因此，必须调整优化原保温层，在保证缸体保温层不受影响的基础上，扩大轴封体周围的保温层，使其向外扩大15cm，同时保证保温层能够贴住高压缸缸体，以保证轴承座油挡与保温层之间留有间隙，促进轴封外漏蒸汽的扩散。
2.3 采用气密性油挡来取代原梳齿型油挡
（1）气密封油挡在保留了原梳齿型油挡基本构造的基础上，设置了一个环形均压室在油挡本体的内部，并通过管路将干燥的压缩空气引入油挡本体。通过气密封油挡的环形均压室在油档内部的密封齿内均匀分散压缩空气，使得油挡轴向位置的中部能够组成正压区。压缩空气在进到油挡密封齿后会沿向转轴分成两个方向扩散至低压区，一股气流沿轴向流进轴承箱内部，通过排烟系统排出，这股气流在流入轴承箱内部的过程中可以防止轴颈上的油外流，以保证油挡不漏油；另一股气流出轴承箱外，这股气流能够防止轴封漏汽以及阻止轴承箱内有杂质进入，可以通过压缩空气管路的开关阀来调节气流压力，由于轴封漏汽属于漏向大气，相对压力也较低，即保证这股气流压力能够略高于大气压。根据以上分析可得知，气密封油挡是具有双重密封的设计结构，即梳齿式密封和气压密封。假设压缩空气在运行过程中突然中断，其梳齿式密封结构同样可以发挥密封的作用，这一结构特点提升了机组运行的安全性和可靠性。 （2）为了保证是清洁干净的压缩空气引入到油挡内，气密封油挡供气系统的气源采用的是汽机房内的仪用压缩空气。通过一根不锈钢管将系统压缩空气从厂房的儀用压缩空气环形母管引到平台汽轮机的范围内，在通过空气过滤器的过滤后，通过支管将压缩空气引至各个轴承室的油挡。单向阀安装在进气口处，以确保不会出现有水倒流至汽道的情况。在汽轮机平台范围内，压缩空气管路会沿着润滑油管路引至各轴承的位置，依据实际情况调整具体位置布局。每套油挡设置了两个外部的进气口，在互成90°的情况下均匀分布在油挡的上半部。
3 治理效果
根据主机的构造特点及轴封漏汽、油挡漏油的实际情况，调整了机组轴封系统的溢流调节阀与供汽调节阀的控制精准度、优化了轴封蒸汽母管压力的控制逻辑，并改造完成了轴承气密封油挡。因为气密封油挡与原梳齿型油挡的主体构造大体上是相同的，所以新油挡的安装可依据原有标准实施。油挡供气管道的材质是不锈钢同时使用氩弧焊技术进行焊接，安装后必须对管道进行打扫，确保管道的内壁清洁干净，避免轴承箱内有杂质随空气进入并对润滑油进行污染。每个轴承油挡的供气量都要依据具体的运作情况进行调整，贯彻执行不进汽、不漏油的标准。在实施主机润滑油水分超标及轴承漏油治理措施之后，至今机组一直在安全运行，在油净化装置的安全运行过程中，主机润滑油水分指标经检验后显示为合格，油净化装置每天的排水量约200mL，同时油净化装置的滤芯只需要在机组进行检修时按时更换。此外，轴承座油挡漏油的问题也得到了有效解决。在治理方案执行后，主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题得到了有效的处理，机组的安全运行问题得到了解决，还节省了不断漏油而导致的人力、物力和财力成本。
4 结束语
综上所述，主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题会严重影响到机组运行的安全性和可靠性，必须通过严控轴封母管蒸汽压力、对高压缸调端轴封保温层进行调整优化、采用气密性油挡来取代原梳齿型油挡等措施，实行综合治理方案，以解决主机润滑油水分超标及轴承漏油的问题，确保机组的安全运行。
参考文献
[1]陈永刚.汽轮机润滑油油质恶化的分析及对策[J].电子测试，2015（20）.
[2]黄福良.汽轮机润滑油带水的危害及处理对策[J].科学视界，2016（29）.
[3]伍建威，高继录，张 航.1000MW超超临界机组汽轮机润滑油水分超标分析[J].东北电力技术，2016（08）.
[4]苏晋生.降低汽轮机润滑油油质污染的措施[J].山西电力，2017，101（6）：10～12.
收稿日期：2018-3-10
作者简介：宋 宇（1990-），男，助理工程师，大学本科。