汽轮机油液中灰分与水分含量的调控

王长友,杨东旭,杨 程,胡 海

汽轮机油液中灰分与水分含量的调控

王长友,杨东旭,杨 程,胡 海

（本钢板材股份有限公司发电厂，辽宁本溪117021）

论述了采用调控油系统负压和机组汽封系统改造、油箱放水、滤油等方法降低了机组油液中的灰分和水分，使机组的油质达到合格，保证了机组平稳运行和安全停机。

油系统负压;汽封系统;放水;滤油

1 概述

透平油（即汽轮机油）的品质不仅是保证机组轴承润滑、调节保安系统传递压力的媒体，更是机组在事故状态下安全停机的保障。在发电厂，多次发生因为机组油质不合格，造成调节系统滑阀卡涩，锈蚀，导致机组负荷波动，调整困难，在事故状态下不能正常停机、甚至造成保安系统失灵的事故。

汽轮机的油质是影响机组安全运行的一个重要因素，对油质进行调控是保证油质合格的措施。透平油品质包含有“酸值、粘度、闪点、水溶性pH值”等多项指标，本文以汽轮机透平油为例，从机组运行维护调整的角度，探讨透平油中灰分、水分的调控方法。某车间现有4台汽轮发电机组，其中2台机组用32#透平油、2台机组用46#透平油。每台机组各有一个油箱，在油箱中设有油篦子。另外，23#、24#机的调节保安系统都设有可以在线切换的两组滤网，网芯精度为10滋m。各机组用油情况见表1。

表1 各机组用油情况

机组的油质由化学车间进行化验，根据各机组油质情况，由化学车间对油质不合格的机组进行滤油。4台机组轮流用1台型号为TY—150滤油机进行滤油，滤油效果一方面取决于滤油机的性能，另一方面取决于该滤油机滤网的精度。该型号的滤油机可以对油液进行加温，将油中的水分变为蒸汽然后在真空罐中分析出来排到大气中，对排除油液中的水分有一定的效果；如果滤油机滤网的精度达到10滋m，可以有效的滤除油液中的杂质，但频繁更换、清洗滤网会增加滤油机操作人员的劳动强度；一般情况下，滤油机对改善油质只能起到辅助性的作用，滤油不能解决机组油质劣化的问题。为保证机组油质，通常的做法是：在机组滤网前后压差偏大时，对滤网进行切换，将运行的滤网解列，然后将该滤网拆卸下来进行清洗。

这种做法不能从根本上解决油液中灰分大、水分大的问题，只能暂时改善油质。要降低油液中灰分、水分，首先应当查明油液中灰分、水分的来源以及灰分和水分是通过何种渠道进入油系统的，然后才能找到对策，从根本上解决油质劣化问题。

发电厂对油质取样化验的通常做法：一是通过显微镜对油品样本进行目测，将油品样本中的颗粒含量与标准样本进行比对，根据油品样本中杂质混合物含量对油品进行分级；二是对油液中的水分进行定性评估。

机组油质达8级为合格。虽然化学车间经常滤油，但是不能保证机组的油质达到合格标准，2009年9月以前，机组油质最好的时候为9级；自2009年9月以来，对机组油质采取有效的调控措施，辅之以滤油，使油质达到7级、8级标准。为机组安全经济运行创造了有利的条件。

2 影响机组油质的两个原因

通过研究化学车间提供的油质化验单，发现影响机组油质的两个原因分别是：（1）杂质混合物；（2）水分。

油液中的水分是由于机组轴封漏汽进入油系统造成的；油中水分增多以后，会引起油液酸化、乳化，并且是不可逆的，使酸值升高、粘度降低、闪点降低、水溶性pH值降低，这样的油液就必须报废更换了。

油液中的杂质混合物主要是少量金属屑和从油系统不严密处进入的灰尘。查找发现油系统的不严密处：（1）机组前箱上的保安操纵箱的罩子损坏了，该处的负压测量值为原100 mm水柱，后来我们恢复了保安操纵箱的罩壳；（2）油动机反馈滑阀后部的螺丝脱落了，也进行了恢复。

油系统的负压是灰尘（从油系统不严密处）进入油系统的动力。油系统的负压是由一台型号为：9-19-4A的通风机维持的。“吸入”与“滤除”灰尘是一个动态过程：当油系统负压偏大，在单位时间内，吸入灰尘的数量大于滤除的数量，那么即使不停的滤油也是无效的；在单位时间内，吸入灰尘的数量等于滤除的数量，达到平衡状态，那么持续的滤油也仅能维持油质合格；只有在单位时间内，吸入灰尘的数量小于滤除的数量，滤油效果才比较明显，并且，在停止滤油后的一段时间内油质维持在合格状态。

3 调整机组油系统压力

机组油系统组成：1台主油泵、2台射油器（装在油箱内）、1台油箱、溢油阀、通风机、调节保安部套、机组各轴瓦以及相应的油管路。

无论是调节油、保安油、润滑油怎样循环，最终都要通过油管路返回到油箱中。

机组油系统靠通风机保持一定的负压，这样，油流才能更顺畅的返回油箱中，如果油系统没有负压，甚至是微正压，油就有从轴瓦处溢出的可能性。当油系统负压过大，就会吸引机组附近的灰尘从油系统不严密处进入油系统。

根据经验，应当使距离油箱最远处机组轴瓦的回油管路保持在原10 mm水柱负压为宜。

在机组油系统上通常没有显示负压的表计。可以用U形管压力计进行测量。测量位置就选在距离机组油箱最远的轴瓦处。为了将U形管压力计与机组油系统相连，需要做以下准备：

（1）用墨水与自来水调制带颜色的液体注入U形管压力计。

（2）将距离油箱最远处轴瓦的回油管路上的温度表拆下，依据该温度表螺纹的尺寸加工一个空心丝堵。

（3）使空心丝堵的一端通过胶皮管和U形管压力计相连接，空心丝堵另一端，可以通过螺纹固定在油管路温度表的接口上。

油系统负压测量结果见表2。

表2 油系统负压测量结果

由表2可见，机组油系统的负压越大，油质越差。调整油系统负压的方法：

（1）调整油箱通风机出口挡板的开度（顺时针方向为关，反之为开）；

（2）清扫油箱上部空气过滤器滤网，减少空气进入油箱的阻力，从而降低油系统的负压。

通过上述两种方法，将油系统负压调整到合理的水平，使油质中的灰分控制在标准之内。根据油质化验报告显示，调控是有效果的。因为现场环境中飞灰较多，所以，油箱上部空气过滤器滤网必须定期清扫，油系统负压也必须经常调整。

4 减少油液含水量

影响机组油质的另一个问题是水分。水分的来源是机组轴封漏汽。轴封漏汽虽然不能避免，但是轴封供汽压力可以调整、漏汽应当回收，在汽封抽汽器正常运行时，可以避免蒸汽漏出汽缸进而进入油系统中去。该车间的21#、22#两台汽轮发电机组的低压缸后轴封设有供汽管道和抽汽管道，抽汽管道在供汽管道的外侧。供汽来自高压除氧器汽平衡管道，供汽进入轴封圈的压力为0.103 MPa；抽汽管道与汽封抽气器相连，抽汽管道内部的设计压力为0.097 MPa。因抽汽管道的压力低于大气压，可以将机组外部进入轴封的空气以及轴封供汽向外漏出的部分及时抽到汽封抽气器中去。供汽进入汽封圈后，一部分向机组前部沿轴向流入低压缸内部，另一部分向机组后部沿轴向流动被设置在供汽管外侧的抽汽管抽走。

21#机组自投产以来，低压缸轴封漏汽一直比较严重。如果为了减少轴封漏汽量而调小轴封供汽量，机组的真空明显下降；如果调大轴封供汽量，以维持机组真空不下降，机组的轴封漏汽量明显增多并且漏出汽缸。2010年8月，利用21#机组改造大修的机会，揭低压缸检查轴封圈并进行注水试验发现：机组汽封系统的供汽管及抽汽管在机组低压缸后轴封处接颠倒了，这样，机组低压缸后轴封供汽管处于抽汽管的外侧，结果导致机组低压缸后部轴封供汽进入汽封圈后，沿轴向流向机组前部的蒸汽被机组汽封抽汽器抽走一部分，剩下的进入低压缸内部；沿轴向流向机组后部的蒸汽直接漏出汽缸。并且因机组低压缸后轴封供汽压力为0.103 MPa，压力高于大气压，低压缸后轴封与发电机前轴承座的距离约15 mm，其外泄的蒸汽有一部分沿着机组的转子进入到轴瓦中去，导致油系统油液中水分含量较大。

轴封供汽管与抽汽管位置现已改正过来；并且将部分汽封圈更新：机组低压缸前汽封更换2组，后汽封更换3组。机组汽封系统改造后，轴封漏汽量明显减少，油液中的水分含量也明显下降。

针对汽封漏汽导致油液中水分大这个问题，定期从油箱底部放水有助于油液中的水分含量降低到合格标准。

5 结论

（1）机组油质主要靠调整油系统负压及油箱底部放水来维持，滤油只是一个辅助手段。

（2）机组油质监测调整不是一劳永逸的，而是一个需要长期坚持不懈的过程。自2009年9月以来，通过油系统负压调控、辅之以滤油、对油箱中的油篦子进行吹扫、对机组调节保安系统的滤网进行清洗，高压车间机组的油质持续保持合格，为机组稳定安全运行创造了条件。

Control and Regulation of Ash and Moisture Content in Turbine Oil

Wang Changyou,Yang Dongxu,Yang Cheng,Hu Hai
（The Power Plant of Benxi Steel Plate Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China）

Methods suchasadjustingthenegativepressureintheoilsystemand modification of the steam sealing system in the unit,water release from the oil tank and oil filtration were adopted to reduce ash and water contents in the oil of the unit,which has effectively improved the oil quality and ensured stable operation as well as safe shutdown of the unit.

negative pressure of oil system;steam sealing system;water release;oil filtration

TM311

B

1006-6764（2014）10-0051-03

2014-05-20

王长友（1973-）男，大连理工大学，热能与动力工程专业，工学学士学位，热能动力工程师，现从事汽机运行专责工作。