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汽轮机润滑油颗粒度异常原因分析及处理

汽轮机润滑油颗粒度异常原因分析及处理
2020.06.15
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作者:娄倩倩

某电厂2×150MW 汽轮机润滑油颗粒度异常,采取停运滤油机,增加轴加风机台次、加强对主油箱底部放水、改变油挡结构等措施,使汽轮机润滑油颗粒度异常问题得到了彻底解决

润滑油颗粒度异常现象

某电厂汽轮机为某汽轮机有限公司生产的CZK150/145-13.2/0.294/535/535 超高压、一次中间再热、单轴、冲动式、双缸双排汽、直接空冷抽汽凝汽式汽轮机。

2017 年,化验中心在化验过程中发现汽轮机润滑油中的颗粒度超标,颗粒度为(NAS1638) 11 级。接到通知后,机务**立即投运固定式滤油机和移动式滤油机进行滤油,固定式滤油机的型号为MMB305 型离心式油净化装置,移动式滤油机为ZZ-6 系列滤油机,按照设备的说明都可以将润滑油颗粒度降低到(NAS1638)7 级以下,2 台滤油机不间断滤油 3 天,润滑油的颗粒度不降反而升高,从(NAS1638)11 级升高到了超量程水平。第10 天将移动式滤油机更换1 次滤芯,固定式滤油机清理1 次转股,但在接下来的润滑油颗粒度化验中,结果仍然是超量程。针对润滑油颗粒度超标问题,展开专题分析,查找原因进行治理。

原因分析

一,汽轮机润滑油粒度超标主要有如下原因:

  • 润滑油系统部件在制造、装配、大修过程中留下来的污染物。如:毛发、铁屑、焊渣、灰尘等。这些污染物在机组安装和冲洗过程中没有及时、彻底地清理。
  • 主油箱密封性能差,油箱周围空气中的污染物通过缝隙进入油箱带入油系统,污染油质。
  • 汽轮机主油箱排烟风机出口手动门开度过大,微小颗粒通过油档进入各轴承箱,进而污染润滑油。
  • 润滑油系统各部件和各液压泵、各轴承和供油系统的正常磨损,污染油质。
  • 主油箱在正常加油前未进行混油试验便加油,新油与旧油不匹配,产生油泥,污染油质。
  • 新汽轮机油入厂时不合格,加入到主油箱内污染主油箱中的润滑油。

二, 润滑油颗粒度超标原因的排查

按照上述分析的原因,将原因逐个排除掉之后, 没有其它办法只能继续进行滤油,这样又坚持滤油到第30 天,化验结果仍然是润滑油颗粒度超过量程。

上湾热电厂润滑油颗粒度分析采用的是激光颗粒度仪,根据激光源通过油样后的遮光原理,对其投影的阴影部分进行颗粒度计数,油中的微量水分可能会对激光光线偏离作用,从而影响颗粒度的分析结果。

根据水分可能对润滑油的颗粒度化验产生影响, 对2017 年1~3 月份润滑油颗粒度及水分变化情况进行统计分析,如表1 所示。通过对表1 的分析,发现在润滑油颗粒度超标的过程伴随着润滑油中水分的不断升高,有很好的对应性,按照这个思路,立即处理润滑油中水分,以排除水分对颗粒度测量的干扰。

 

2 月16 日开始处理润滑油中的水分,油净化装置可以将润滑油中水分控制在50mg/L,决定继续运行油净化装置。移动式滤油机没有脱水功能,同时主油箱底部的放水点取自移动式滤油机入口,决定停用移动式滤油机,每隔4h 进行1 次主油箱底部放水。通过上述措施,2 月20 日,润滑油的水分降低到了80.2mg/L,润滑油颗粒度降低到了(NAS1638)10 级水平。3月1 日, 润滑油的水分降低到了43.7mg/L,润滑油颗粒度降低到了(NAS1638)7 级水平,润滑油也恢复了光亮。3 月6 日,润滑油的水分降低到了31.8mg/L,润滑油颗粒度降低到了(NAS1638)6 级水平。说明了润滑油中的水分干扰了颗粒度的测量,润滑油颗粒度超标的根源是水分干扰的。

按照上述方法,该厂一直坚持定期进行主油箱底部放水和运行油净化装置,不启动移动式滤油机,润滑油中的水分和颗粒度在1 个月内比较正常。2017 年5 月,再次出现了润滑油颗粒度超标,同时还是水分不断升高,但是这次按照上述办法已经无法控制润滑油的颗粒度和水分,*终使润滑油的颗粒度再次超标。此时化验润滑油的破乳化度,已经达到了20′48″, 较 2016 年 11 月份破乳化度 11′25″有较大幅度的升高。这样,再一次将工作的重心转移到了治理润滑油中的水分上

润滑油水分超标

润滑油含水如不及时排出,长时间乳化会导致水滴越来越小,一般滤油分离方式很难将其去除。同时, 润滑油中含水易造成润滑油乳化(润滑油的破乳化度已经升高),降低润滑效果。严重时将破坏油膜的形成,有可能烧坏轴承,给设备造成较大程度的损坏。

1,润滑油水分超标的原因分析

(1)机组运行中轴封汽压偏高,轴封加热器冒正压运行,轴封出现冒汽现象,轴承附近处漏汽被吸进主油箱内,凝结后进入润滑油系统。

(2)润滑油冷油器出现渗漏现象,使冷却水进入窗上有水珠,如图1 所示。说明汽轮机高压轴封漏汽, 已经通过油档进入到了润滑油系统。

(3)油净化装置异常,不能正常脱水。

2,润滑油水分超标的排查

 (1)轴封系统方面的排查

现场对轴封漏汽情况进行检查,发现汽轮机高压轴封处漏汽严重,与高压轴封相连的前轴承箱的回油窗上有水珠。说明汽轮机高压轴封漏汽, 已经通过油档进入到了润滑油系统中,轴封冒汽是润滑油进水的一个原因。

(2)冷油器方面的排查

上湾电厂冷油器所用的冷却水为开式循环水,连续观察运行中冷却水压力一直保持在0.05Mpa,润滑油压力保持在0.25Mpa 运行。说明冷却水通过冷油汽漏入到润滑油中的可能不大,所以可以排除冷油器泄漏的影响。

(3)油净化装置运行情况排查

本机油净化装置可以将润滑油中的水分控制在50mg/L,但在润滑油中的水分超过50mg/L 时,油净化装置的排水口也一直没有脱水的痕迹,说明油净化装置脱水效果不好。

通过上述分析可知,造成#2 机润滑油水分超标的主要原因是前轴承附近高压轴封蒸汽外漏,蒸汽通过油档间隙被吸进轴承回到主油箱,引起润滑油中含水严重。

采取措施

1,运行方面的措施

(2)加强对主油箱底部进行放水,在主油箱水分>80mg/L 时,每4h 进行1 次主油箱底部放水工作。

(3)适当降低轴封压力运行,控制高压轴封汽外漏量。通过试验比较,#2机组轴封压力14kPa 时,真空严密性会受到影响,所以将轴封供汽压力由原来的 27kpa 降低到20kpa 运行。

(4)维持2台轴封加热器风机运行。加强油质化验,在润滑油水分>50mg/L 期间,每天化验#2 机组润滑油水分,观察其变化趋势。

(5)防止润滑油冷油器渗漏而进水,保持冷油器冷却水压力始终低于润滑油压力。

(6)加强对轴承金属温度的运行监视,防止油质恶化影响机组运行。

(7)检修方面的措施

(8)在轴封加热器风机出口处增加新的疏水点和阀门,确保轴封风机出口管道**处不积水,保证轴封加热器风机运行正常。

(9)在高压轴封处增加轴流风机,将漏出的蒸汽及时吹走,减少漏入轴承的蒸汽量。将汽轮机前轴承箱油档改成气密封式的油档,阻断高压轴封漏出的蒸汽进入到润滑油中

取得成效

按照上述措施,#2 机组润滑油水分超标现象得到了有效控制,润滑油中水分含量基本上能控制在30mg/L 以下,润滑油颗粒度的也恢复到了(NAS1638)6级水平,破乳化度也降低到了12′32″,前轴承箱的回油窗上的水珠也消失了,如图2 所示。通过半年的观察,#2 机润滑油颗粒度以及水分始终保持在较好水平,未出现异常。因此:

(1)润滑油颗粒度的测量容易受到水分的干扰,即便润滑油水分在合格范围,对颗粒度测量结果的影响较大,运行中在测量润滑油颗粒度时,需要测量水分的大小,以排除水分的影响。

(2)机组在运行中很难彻底解决高压轴封漏汽,通过运行措施和临时手段措施,可以有效地控制汽轮机润滑油水分,为汽轮机及机组的**运行提供保障。

(3)对轴封漏汽严重的轴承油挡更换为气密封油档,可以彻底解决轴承箱进水问题。

(4)润滑油水分长期维持在标准值偏高水平,会引起破乳化度升高,加速油液乳化。如不及时降低润滑油水分含量,将会使润滑油严重乳化。

(5)因润滑油水分过大引起的破乳化度升高,通过防止外水进入油系统,采用滤油设备滤水或主油箱底部放水等手段,降低油系统中水分含量,可以使破乳化度恢复到正常值。

(6)应对汽轮机高中压缸轴瓦回油窗进行检查。如有水珠,应立即对润滑油中水分的含量进行化验;发现升高或者超限,需要及时进行处理。

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