馬 凱

(廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510730)

1 設(shè)備概況

圖1 330 MW機(jī)組軸系示意

軸承箱將軸承潤(rùn)滑油收集起來(lái)，從一個(gè)回油口流回儲(chǔ)油箱，油檔安裝在軸承箱上，主要作用是阻止油從軸承箱漏出，同時(shí)阻止外面雜質(zhì)進(jìn)入軸承箱。

2 機(jī)組運(yùn)行中存在的異常

該電廠于1989年投產(chǎn)。機(jī)組軸封系統(tǒng)為電廠普遍采用的可調(diào)式迷宮軸封。在2007年4月份大修前，該汽輪機(jī)組出現(xiàn)2個(gè)嚴(yán)重問題。

(1)汽輪機(jī)透平油含水量長(zhǎng)期超標(biāo)，最嚴(yán)重時(shí)透平油含水量高達(dá)944 mg/L。汽輪機(jī)透平油含水量超標(biāo)，不僅會(huì)引起調(diào)節(jié)及保安系統(tǒng)部套銹蝕，易發(fā)生卡澀現(xiàn)象，造成安全事故；同時(shí)也會(huì)使油質(zhì)惡化，造成粘度降低，影響潤(rùn)滑效果。

(2)軸承外油檔漏油，易引起明火。2006年10月，1號(hào)軸承外油檔漏油嚴(yán)重，油漏到周圍的保溫層上；因該處溫度較高，當(dāng)油積累過多時(shí)出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，最后產(chǎn)生明火。

3 機(jī)組運(yùn)行中存在的異常分析

3.1 油中進(jìn)水

汽輪機(jī)油中進(jìn)水的主要原因有2個(gè)。

(1)軸封供汽、漏汽及回汽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理及運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)；軸封經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，軸封間隙逐漸變大，密封效率有所下降。

2.2.2 對(duì)照品溶液的制備 精密稱取5-羥甲基糠醛對(duì)照品15.18 mg與蒼術(shù)素對(duì)照品14.24 mg，分別置25 mL量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，加蓋搖勻；再分別取上述溶液0.1 mL，共同置于10mL量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，加蓋搖勻，即得5-羥甲基糠醛濃度為 5.952μg·mL-1和蒼術(shù)素濃度為 5.684μg·mL-1的混合對(duì)照品溶液。

(2)軸承外油檔密封不好。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，由于機(jī)組軸系的振動(dòng)，油檔都會(huì)與軸產(chǎn)生碰磨，導(dǎo)致油檔與轉(zhuǎn)子間隙變大，即動(dòng)靜間隙變大，使得密封效果不好；且軸承箱內(nèi)是負(fù)壓，會(huì)將蒸汽吸入軸承箱內(nèi)，最終造成汽輪機(jī)透平油含水量超標(biāo)。

3.1.1 軸封間隙偏大

為保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，防止軸封汽進(jìn)入軸承箱內(nèi)，軸封間隙一般都控制在0.35～0.85 mm，機(jī)組各汽缸軸封間隙如表1所示。為避免在啟停機(jī)過程中因動(dòng)靜磨擦引起大軸彎曲和機(jī)組振動(dòng)，安裝時(shí)取周峰設(shè)計(jì)值的上限；機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由于冷態(tài)和熱態(tài)軸承標(biāo)高會(huì)變化及轉(zhuǎn)子的摩擦，一段時(shí)間后，軸封間隙會(huì)擴(kuò)大，將造成漏汽量增加。

3.1.2 管道阻力大造成回汽不暢

軸封系統(tǒng)的高、中、低壓段的最外檔漏汽并流至同一條回汽母管，回流至軸封加熱器，凝結(jié)成水后排到凝汽器，未凝結(jié)的氣體從射水抽氣器排走。但因現(xiàn)場(chǎng)安裝位置的原因，回汽母管的彎頭太多，阻力太大，導(dǎo)致回汽不暢。大量的蒸汽從軸封往外漏出，導(dǎo)致軸承箱周圍充滿蒸汽，如圖2所示。

表1 機(jī)組各汽缸軸封間隙 mm

3.1.3 油檔間隙大

為抽出軸承箱內(nèi)的油煙，防止油煙往外噴，機(jī)組軸承箱上安裝了抽油煙管道，并連接到排油煙風(fēng)機(jī)上，使軸承箱內(nèi)形成微負(fù)壓，機(jī)組各軸承負(fù)壓如表2所示。軸承油檔是HD系列復(fù)合油檔，雖然安裝時(shí)將油檔間隙調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)情況，但機(jī)組運(yùn)行后會(huì)與轉(zhuǎn)子摩擦，造成油檔間隙漸漸增大，導(dǎo)致從軸封漏出的蒸汽被大量吸進(jìn)軸承箱內(nèi)，凝結(jié)成水。這就是透平油含水量長(zhǎng)期超標(biāo)的原因。

表2 機(jī)組各軸承負(fù)壓 mmH2O

3.2 軸承外油檔漏油

由于油檔間隙變大，雖然軸承箱內(nèi)是微負(fù)壓，但油還是容易順著竄動(dòng)的轉(zhuǎn)子從油檔間隙漏出，滴在軸承箱外壁或附近的保溫層上。由于高、中壓缸前后軸封處溫度較高，因此漏油很容易引起明火。

4 處理措施

從上述分析可知：汽輪機(jī)運(yùn)行中不管是油中帶水還是油檔漏油，其關(guān)鍵點(diǎn)是油檔間隙過大，不能阻止蒸汽進(jìn)入軸承箱，同時(shí)也不能阻止漏油。通過研究分析，決定采用氣密封式油檔，如圖3所示。

與傳統(tǒng)的梳齒型油檔相比，氣密封油檔多了1道干凈的壓縮空氣氣環(huán)。壓縮空氣從油檔側(cè)面進(jìn)入油檔，在油檔中間均勻進(jìn)入油檔銅齒中間的氣室，然后從轉(zhuǎn)子和銅齒之間的間隙向兩側(cè)流動(dòng)，當(dāng)氣體向軸承箱側(cè)流動(dòng)時(shí)，可阻止軸承箱里面的油霧滲漏到外面；當(dāng)氣體向另一側(cè)流動(dòng)時(shí)，可阻止因軸承負(fù)壓使蒸汽和雜質(zhì)吸入軸承箱造成油中帶水。

當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)行到3 000 r/min時(shí)，氣室內(nèi)的氣體壓力會(huì)升高，因此在調(diào)整氣室壓力時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)行后的氣室壓力。如果氣體壓力過大，軸承箱處于正壓，可能使油檔漏油；氣體壓力過小，則可能吸入蒸汽或雜質(zhì)。當(dāng)壓縮空氣供給出現(xiàn)故障時(shí)，氣密封油檔恢復(fù)到梳齒型油檔后繼續(xù)工作。

從氣密油檔的工作原理可以看出：

(1)氣密封式油檔與轉(zhuǎn)子不接觸，不影響轉(zhuǎn)子振動(dòng)，不會(huì)磨損轉(zhuǎn)子；

(2)氣室里的氣環(huán)相當(dāng)于浮動(dòng)油檔的接觸材料，具有不影響轉(zhuǎn)子振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)；

(3)可調(diào)整油檔銅齒間隙，使其使用壽命比傳統(tǒng)梳齒油檔、浮動(dòng)油檔長(zhǎng)。

圖2 軸封系統(tǒng)漏氣示意

圖3 氣密封式油檔結(jié)構(gòu)示意

5 氣密封油檔的使用特點(diǎn)

(1)投入潤(rùn)滑油前，先投入抽油風(fēng)機(jī)，然后開啟氣源總閥，再檢查各路油檔的氣源調(diào)節(jié)閥及各管路接頭有無(wú)漏氣現(xiàn)象。

(2)靠近軸封處的油檔，其表壓不能低于0.15 MPa，其余油檔表壓應(yīng)在0.1 MPa左右。

(3)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到3 000 r/min后，油檔表壓會(huì)升高。

(4)油檔氣壓調(diào)整完畢后，必須將調(diào)節(jié)閥的鎖母鎖緊，防止氣壓變化。

(5)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)某處軸封漏汽過大，必須將此處油檔調(diào)節(jié)閥全開(防止油中進(jìn)水)。

(6)同一個(gè)軸承箱內(nèi)的2個(gè)油檔，其進(jìn)氣壓力必須相等。

(7)為了防止軸承箱內(nèi)形成正壓，必須開大油煙風(fēng)機(jī)風(fēng)門，使油箱內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)。

(8)當(dāng)氣源突然出現(xiàn)故障時(shí)，只要軸承箱體內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，在短期內(nèi)就不會(huì)影響機(jī)組正常運(yùn)行。

(9)油箱必須保持密閉。

6 結(jié)束語(yǔ)

該機(jī)組油檔改造后投入運(yùn)行，汽輪機(jī)油中帶水未超過100 mg/L，完全符合機(jī)組運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)；也未出現(xiàn)油檔漏油現(xiàn)象，解決了油檔漏油問題。由此可見，通過將油檔改為新型氣密封油檔，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行、防止油質(zhì)乳化，具有建設(shè)性作用；同時(shí)，氣密封油檔繼承了傳統(tǒng)梳齒油檔的優(yōu)點(diǎn)，干凈的氣體不會(huì)影響機(jī)組潤(rùn)滑油特性，氣密效果非常理想，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行起了重要作用，改造取得了良好的效果。

1 王國(guó)清．浮動(dòng)式密封油擋在煤矸石電廠1號(hào)汽輪機(jī)的應(yīng)用[J]．應(yīng)用技術(shù)，2004(9).

2 施維新．浮動(dòng)和接觸密封對(duì)軸系振動(dòng)影響的測(cè)試及分析[J]．中國(guó)電力，2004(2).

3 劉文柱，王雪峰，劉 琰．汽輪發(fā)電機(jī)軸承箱及油擋滲漏油的處理措施[J]．汽輪機(jī)技術(shù)，2005(2).

4 蔣凌峰．300 MW汽輪機(jī)浮動(dòng)油擋的改造[J]．河南電力，2006(2).