锅炉给水泵透平技术改造

魏晓勇

摘要：主要总结了对PT01501蒸汽透平进行技术改造取得的成效。PT01501透平是年产60万吨甲醇装置，高压锅炉给水泵及中压锅炉给水泵的原动机。PT01501蒸汽透平运行后，就一直存在轴承箱漏油及油温过高现象。漏油现象对环境造成污染，泄漏的机油溅到设备保温棉上，对消防方面也是个安全隐患；轴承箱油温高给生产装置安全、稳定、长周期运行带来隐患；在经济方面也造成一定损失；特别是在当前日益强调安全环保及管理精细化形势下，不解决这二个问题会给公司形象带来负面影响。

关键词：蒸汽透平；技术改造；漏油；油温；隐患；安全；管理精细化

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2015）04016603

1概述

PT01501透平是年产60万吨甲醇装置，高压锅炉给水泵及中压锅炉给水泵的原动机。PT01501蒸汽透平运行后，就一直存在轴承箱漏油及油温过高现象。漏油现象对环境造成污染，泄漏的机油溅到设备保温棉上，对消防方面也是个安全隐患；轴承箱油温高给生产装置安全、稳定、长周期运行带来隐患；在经济方面也造成一定损失；特别是在当前日越强调安全环保及管理精细化形势下，不解决这二个问题会给公司形象带来负面影响。本文阐述如何分析查找PT01501蒸汽透平漏油及油温过高的原因和解决问题的过程。

2锅炉给水泵透平漏油及油温偏高分析处理

2.1透平漏油及油温偏高情况简介

锅炉给水泵透平是美国Dresser-Rand公司制造，设备位号为PT01501，型号为RLHA28，透平的结构为水平剖分式；叶轮是单级、一级双列式，脉动型透平，径向轴承为薄壁瓦型；止推轴承采用滚珠轴承；油封为整体迷宫式，润滑方式为油泵强制供油。美国Dresser-Rand公司在设计型号为RLHA28透平时的理念，就是节能降耗、结构简单。因此，做为原动机它的动力是中压蒸汽，同时驱动高压锅炉给水泵和中压锅炉给水泵。一旦PT01501透平因故障等因素停车，就要起用电机驱动的备用高压、中压给水泵，每天将耗费人民币20000元的电费。如果出现晃电，则会引起设备跳车，整个装置则因高锅炉给水泵中断给高压汽包供水，而被迫跳车。

PT01501透平自安装投入运行后，就发现润滑油温度存在过高现象，润滑油出口温度达77°C，进油温度为43°C。用测温枪测量轴承箱下座高达145°C，上盖高达116°C。由于其他工艺指标主要参数都符合技术要求。而且出口油温没有超过82°C，因此让PT01501继续运行。但透平投入运行一段时间后，轴承箱上盖及周围管道等其他物体表面粘附了油渍。尤其1米范围内的物体更加明显，在轴承箱上盖有薄薄的润滑油层（见图片1）。

图1轴承箱示意图两端轴承箱的透平侧有明显发黑的物质（见图1），特别是下方有黑色碳化堆积物（见图2）。

图2轴承箱下方示意图可以断定，发黑物质及黑色堆积物都是因轴承箱温度高致使泄漏的润滑油烧焦而成的。

2.2润滑油泄漏原因分析及解决方案

PT01501透平润滑油泄漏有以下原因：（1）油气排放不良；（2）供油过量或排放不畅通；（3）密封环损坏或老化；（4）油密封间隙过大。通过设备运行状况和现场分析：每个轴承箱上有两个油气排放烟囱，不存在油气排放不良状况；润滑油是油泵强制供油润滑和冷却，轴承箱液位计显示油液位没超过油封的最低位置，而且轴承箱内设有液位最高回流管；密封环中没有O形圈及橡胶制品，不存在老化问题；密封环为圆环整体型迷宫密封，如果出现损坏，运行过程中，应该会出现异常响声或润滑油太量泄漏。基本上比较认可漏油是密封环间隙过大引起，首先，油在轴承箱内飞溅到轴和密封环上，沿着轴和密封环或轴承箱和密封环间隙窜出来，造成温度高的轴承箱透平侧，出现较多黑色粘附物，下方出现黑色堆积物。那么为什么会出现轴承箱周围的物体也有油渍粘附呢？这主要是油气造成，一方面，进入轴承箱的油受热产生油气并膨胀，从排气烟囱飘到大气中和其他物体接触即粘附在上面；另一方面，从密封环的间隙过大处泄漏的油受到转子的旋转离心力作用飞溅其他物体上，部分油被加热产生了一部分油气，这就好象是厨房的墙壁和抽油烟机等经常有油污的道理一样。针对查找的问题，制订了解决透平漏油处理方案，如图3所示。

图3漏油处理方案更换密封环主要在检修是根据实际情况，如果间隙过大就更换调整；增设密封气的目的，通过输送一定压力的气体在迷宫密封槽内，被和轴一起旋转的密封环带动下，形成一道密封气将大气和轴承腔隔离，阻止润滑油和油气从迷宫密封处泄漏，同时冷却轴承箱内的润滑油及油气，避免润滑油受热过渡而产生油气飘出。在轴承底座迷宫密封处增加二个￠5mm的回油孔，可以让少量溅到迷宫密封槽内的润滑油，畅通及时的回流到轴承箱内。

2.3透平轴承箱和油温过高原因分析及解决方案

轴承箱及润滑油温度过高，从设备运行工艺数据分析，有以下可能性：（1）供油温度过高；（2）油量不足或油不洁净；（3）润滑油变质；（4）设备超负荷运行；（5）转速过高及振动超高。工艺方面对该设备润滑油经过严格三级过滤的，进口温度只有44°C，从油液位计看油量是满足要求的，而且油质分析也没问题。设备振值也符合技术要求，运行中也没有杂音或异常响声。对于轴承间隙过小，轴承箱的温度达145°C，而出口油温才76°C不合常理，早可能出现抱轴了。我们认为问题就在设备结构上，轴承箱与透平缸体距离太近太约16mm，特别是轴承箱下座是透平下气缸体连接的。而透平介质为近340°C的中压蒸汽。因此透平汽缸及转子的热量直接辐射和传递给轴承箱和润滑油，而且轴承箱没有冷却水冷却。造成轴承箱及润滑油温度过高。

针对查找的问题，制订了轴承箱及油温过高处理方案：见图4。

图4油温过高处理方案（1）轴承箱上靠近透平侧安装隔热板；

（2）在轴承箱密封环处增设密封气、冷却气（和透平漏油处理方案同一条）；

（3）利用轴承箱水夹套，配循环冷却水管，对轴承箱进行冷却降温。

安装隔热板这本身不算创新，因为在很多大机组都采用，原理是在高温物体（透平缸体）与低温物体（轴承箱）之间装3或4mm厚的薄钢板，阻止透平缸体的热量直接辐射传热给轴承箱。在为解决润滑油泄漏而设的密封气装置，同时也起到冷却轴承箱和润滑油的作用。配循环冷却水管，按透平厂家设计，这类型强制润滑的设备是不需要冷却水冷却的，但厂家设计是属于通用设计，零配件是可以互换的，所以轴承箱是有水夹套的，我们决定给轴承箱配置循环冷却水管，让水夹套功能发挥作用。

2.4技改方案实施

以前由于供气管线损坏，装置被迫停车50多天，公司决定进行锅炉给水泵透平大修，及实施漏油和润滑油温过高制订的技改方案。

解体检查没有发现异常现象，在对迷宫密封环检查测量发现，密封环与轴配合的间隙为0.25mm，密封环的材质为不锈钢，是用内六角螺钉锁在轴上，和轴一起旋转相互之间不产生位移，属于静密封。所以既使是过盈配合也没有关系，但考虑到检修方便，决定将密封环与轴配合间隙调整为0.02mm。0.02mm的间隙足够使润滑油的表面张力形成密封，阻止油泄漏。技改方案的配密封气管及加设二个￠5的回油孔，注入密封气有二个作用，一是起密封油的作用；二是带走轴承箱的热气降低轴承箱的油温。

对于技改方案中加设隔热板，考虑到轴承箱下座与透平下缸体是连接的，而且轴承箱与透平缸体距离太近，隔热板安装不方便，因为轴承底座最高温度达145°C，而轴承箱上盖最高温度为95°C，轴承箱的热量主要是下缸体和转子的热传递。决定不采用安装隔热板。轴承箱循环冷却水按技改方案进行配管。

3技改后的效果评价

这次检修对锅炉给水泵透平进行四项的技术改造，由于分析问题准确，采取技术改造方案合理。解决设备运行1年多的漏油和温高，消除了现场带来环保问题及安全隐患，确保设备稳定、长周期的运行。

图5检修前后现场图对照表1检修前后润滑油温对照表（表温）

止推侧轴承箱出口油温非止推侧轴承箱出口油温检修前76°C65°C检修后66°C58°C4今后的打算、建议

要想成为一个合格工程师，就要全方位的发展自己，不但要有职业道德和爱岗敬业精神，而且要认真牢固掌握好各项技能，同时也要不断总结开拓创新。今后应作好以下几点：

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第五，随着设备老化和成本运营，配合公司作好设备国产化和设备更新改造工作。

结合笔者这些年来的工作经历，建议公司继续把培训与学习，作为员工的福利抓。这不单是员工个人能力、综合素质的需要，也是公司做强、做大的需要。