一、汽轮机润滑油中水分超标的原因分析及处理
国标GB/T 7596中规定, 300MW火力发电机组汽轮机油中水分不能超过100mg/L。汽轮机油中长期带水运行后会促使油质乳化,破坏油膜,影响油的润滑性能,严重者会引起机组轴承磨损、烧毁。另一方面油中水分长期与金属部件接触,金属表面会产生不同程度的锈蚀,锈蚀产物可引起调速系统卡涩,甚至造成停机事故。因此,必须采取有效的措施使汽轮机润滑油中水分控制在一个较低的水平。机组在正常运行过程中不应进水,但在机组轴封不严密或汽压调节不当时,容易使汽水漏至油系统中造成汽轮机油中带水。
汽封不严密,容易漏出水汽被相近的轴承通过油挡吸入润滑油的回油中,这是造成汽轮机润滑油进水的主要原因。运行中通过轴封漏入的水汽不断进人润滑油中,大部分的水分作为游离水随回油进人主油箱,沉积在油箱底部,一般情况下游离水应通过主油箱底部放水门定期放掉,少量的游离水和溶解水通过滤油机去除。
在高中压后汽封加装挡气板,可以大大减少轴封漏汽窜人轴承箱的数量。加装低压轴封回汽分门,能增加对低压汽封调整的灵活性。保持汽封压力在较低的情况下(规定修改为0. 021 ~0. 025MPa)工作,能够维持凝汽器的真空。将缸体保温进行改善,可保证高中压后轴封处通风,减少轴封漏汽窜入轴承箱。
二、 汽轮机油系统火灾的原因分析和预防措施
汽轮机润滑油系统漏油,特别是调节系统高压油系统漏油遇到高温热体(处于高温状态的管道、阀门、汽缸等)就会起火燃烧。如果漏油得不到有效控制,甚至漏油量突然增加,则火势将迅速发展,造成极其严重的后果。汽轮机油系统漏油,特别是高压油系统漏油遇到高温热体时就会立即起火燃烧,并迅速形成大火,大火又烧坏油系统设施(如法兰塑料垫、胶皮垫等),增加新的漏油点形成恶性循环。
防止油系统漏油是预防火灾事故发生的重要措施。因此,要严格检修工艺,提高检修质量,努力消除运行中的漏油、渗油现象。
做好保温和隔绝工作,高温蒸汽管道、疏水管道及其阀门都要保温完整。在高温区油管道附近的蒸汽管道,应外包铁皮,比较集中的地方还应装设防火隔墙。调节系统的液压部件如油动机、滑阀及油管道等应远离高温热体;对油系统附近的主蒸汽管道或其他高温汽水管道,在保温层外应加装铁皮或铝皮。做到保温层表面铝皮温度不大于50℃,可有效地防止汽轮机油系统火灾。
三、汽轮机油乳化原因、危害及处理措施
3.1汽轮机油乳化原因
汽轮机油乳化一般有三个原因:水分、乳化剂和高速搅拌。水分是引起油品乳化的主要原因。汽轮机组运行中,由于机组的轴封不严、汽封漏汽、润滑油质量差、轴承箱及油箱真空度达不到等诸多因素,是导致汽轮机油系统中进水的主要原因。同时,机组的安装、运行等环节没有达到设备清洁度要求,存在污物、杂质等也将影响汽轮机油的质量。
汽轮机油和水的乳化与油品中添加剂性能也有关。汽轮机油中添加的抗氧剂和防锈剂大都具有一定表面活性的化合物或混合物。这些物质的分子结构中,一端具有亲油性的非极性基团,另一端具有一定表面活性的亲水性能极性基团。通过这些物质的作用,使水和油结合起来,这时水就不能与油分离,即产生乳化现象。因而,要求汽轮机油所加人的添加剂要保证提高其质量,提高其抗乳化性能,降低或除去添加剂中亲水性能较强的成分,达到或高于汽轮机油标准规定的抗乳化性能指标。
在汽轮机的高速旋转时,油和水被激烈而充分地搅拌,呈乳浊液态。此时,上述亲水的极性基团有了与水充分亲合的机会,当亲合力很大时,就会与水牢固地结合在一起。又由于亲油性的非极性基团能溶于油中,从而通过这种物质的作用使水和油结合在一起。因此,这时水就不能与油分离,即产生乳化现象。
3.2 汽轮机油乳化危害
汽轮机油乳化会造成油系统腐蚀,机组部件发生锈蚀。同时,汽轮机油也将失去润滑,散热和调速的作用,严重地影响了机组安全运行。汽轮机油乳化给机组带来的危害是严重的,主要表现在以下几个方面:
- 两个摩擦表面在相互滑动时,每一表面上都带动着一个附着油膜,形成两个摩擦表面之间的液体摩擦,转子在高速转动时,轴颈与轴瓦底部形成压力很高的油膜,支承转子重量轴瓦中滑动。若油质乳化,就使润滑油的黏附性不好,油对摩擦面的附着力不够,油膜受到破坏,转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干摩擦,使轴瓦烧损,机组强烈振动,甚至毁机。
- 汽轮机油乳化能使调节系统中滑阀及套筒等部件严重锈蚀,造成滑阀卡涩,降低了调节系统灵敏度,以至引起机组运行中甩负荷。同时,还可能破坏轴承处的油膜,容易造成轴承和轴颈的磨损。
- 汽轮机在运行中,润滑油需要带走的热量主要来自转子轴颈与轴承滑动摩擦所产生的热量,高温蒸汽通过汽轮机转子上的动叶片等部件传导到轴颈上的热量,以及发电机因电流过大发热和磁铁发热经发电机转子传递到轴颈处的热量。如果汽轮机油乳化,其乳化液沉积于油循环系统中,妨碍油的顺畅流动,使供油不足,影响散热,轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内,易引起轴承烧瓦事故。
- 汽轮机油乳化能够加速汽轮机油的氧化,使酸值升高,产生较多的氧化沉积物,从而进一步延长了汽轮机油的破乳化时间。
3.3 汽轮机油乳化处理措施
汽轮机油的乳化给机组运行带来的后果是严重的。保证汽轮机组设备的设计、制造、安装、运行和维护以及汽轮机油品质量,对防备和消除汽轮机油系统进水,防止汽轮机油乳化是非常重要的。因此,要注重以下几方面:
- 防止油系统进水。油中进水是造成油乳化的根本原因,所以首先要提高设备设计、制造水平,调整轴封、油挡径向间隙在标准范围内,减少水分和蒸汽的进入。
- 及时排除油中水分和杂质。在机组运行时要投入油净化装置,及时对汽轮发电机组油系统中调节和润滑用油进行油水分离和杂质过滤。同时,油系统部件在制造、安装及运行时要确保设备部件清洁、密封,符合制造厂规定的各种清洁度标准。
- 购进的汽轮机油必须符合国家标准GB 11120《涡轮机油》规定的各项技术指标,尤其是抗乳化性能及酸值指标,必须得到保证。同时,汽轮机油在使用中要按照SH/T 0636《L-TSA汽轮机油换油指标》规定,定期取样检查,发现问题及时采取措施。
- 添加抗乳化剂。对乳化后的汽轮机油,电厂也可根据情况采取向油中添加破乳化剂的办法来提高汽轮机油的抗乳化性能。利用破乳化剂来破坏油水界面上的乳化膜,把水释放出来,达到除水的目的。