汽轮机油中带水原因分析及解决方案 摘要摘要摘要摘要

1、1. 晋江晋江 1#机油中带水原因分析及解决方案机油中带水原因分析及解决方案： 汽轮机油中带水会加速汽轮机油的破乳化超标，严重时会危机汽轮机组的安全稳定运行， 为此分析了汽封间隙、大排烟系统、轴封套、汽缸轴承室负压等可能引起油中带水的原因， 并分别提出了相应的改进措施。 关键词：汽轮机；油中带水；轴封系统；汽封间隙；轴 承室负压晋江现运行的 3 台汽轮机组：1 台背压式汽轮发电机组（汽轮机型号为 NG32/25，1989 年杭汽产） ，1 台背压式汽轮空压机组（汽轮机型号为 NG32/25，1989 年 杭汽产，2000 年由拖运发电机组改为空压机组） ，1 台抽凝式汽轮空压机组（汽轮机为 1997 年杭汽产） ，主蒸汽进汽压力为 3.2-3.6 MPa，温度为 420-440，油系统中使用的是 46 号透平油。 3 台机组油中带水现象在机组长期运行中特别在高负荷下反复发生，严重 时可以从轴承室回油管视窗处发现附着于玻璃的水珠，微水含量曾达到 273mgL，大大 超过标准，标准为100 mgL，当空气和汽轮机内的水蒸汽进入油系统后凝结成水，油 和水混合在一起后，由于油的循环运行被搅动油

2、即被乳化，正常情况下乳化的油料可以重 新分离成油和水，但乳化的油料被氧化后就变成永久性的乳化油，它将使润滑油功能发生 问题，并导致调节系统各部件的腐蚀，严重时一些锈蚀物会进入调节系统导致调节系统部 件发生卡涩而发生机组事故，为了能够避免油系统出现上述严重后果，加强了油箱的放水 和滤油等，另外则是调低轴封供汽压力（对抽凝机组） ，从运行记录来看，母管供汽压力 已经调低到 005 MPa，低于机组正常运行时额定轴封供汽压力范围 0101 MPa0117 MPa，降低轴封供汽压力，同时也意味着减少轴封供汽量当机组调峰带低负 荷时，高压段的工作压力会降低，轴封供汽量的减少使轴端密封作用削弱，空气会从低压 缸前后，高压缸后三个方向进入汽轮机，真空将无法得到保正。 原因分析 1、轴封间隙调整过大造成漏汽。高压缸轴封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿着转子 漏出，高压缸前后的端部汽封所承受的压差比较大，额定工况时调节级喷嘴处的压力为 2.9MPa，对于 11 级后压力则为 0.5 MPa，不但压差存在，而且为了不使动静机件发生碰 磨，总要留有一定间隙，间隙的存在也必然要导致漏汽，漏汽量一般要达到总汽量

3、的 0.5，由于上述两个原因，很容易使该处的蒸汽沿转子窜入轴承室，引起轴承温度升高， 使油系统中带有由蒸汽凝结而成的水。可见解决油系统中带水的问题关键是消除轴封漏汽， 如果汽轮机高压缸前段轴封间隙调整得不合适，导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承室， 造成油中带水，油质恶化，轴封间隙的调整部距离轴承很近，转子汽缸垂弧冷热态变化对 轴封间隙影响很少，转子过临界转速时该部位的晃度小，不易发生摩擦即使发生摩擦，由 于距支点近，刚度相对大一些，不易因晃度巨增而造成弯轴事故，而轴封里侧的情况则恰 恰相反，这部分汽封间隙运行状态下的不确定度最大，正是易弯轴的部位，所以应该调大 一点，可见，信号汽封由于在轴封段的最外侧，调得小些对避免轴封漏汽会有关键性作用。 目前来看，由于检修人员考虑机组启动通过临界转速时发生动静摩擦引起振动，并可能使 局部过热造成轴弯曲而尽量将汽封间隙调整到上限，实际上，信号汽封比端部汽封发生动 静磨损的机率小，因此信号汽封间隙调整应该接近下限，信号汽封所给出的标准上下限范 围过于大，最大达到 0.30 mm，这也给检修人员留下了较大的调整裕量。 2、轴封系统的 配置不太合理。高低压

4、轴封供汽联在同一根母管而引起供汽分配不均的问题，高压前轴封 段共留有 4 个腔室，后轴封则留有 3 个腔室，高压蒸汽漏入前轴封第 1 腔室后被引入第 4 段，抽汽加热给水漏入高压前轴封第 2 腔室，蒸汽与漏入高压后轴封第 1 腔室的蒸汽一同 引至加热器凝结放热从除氧器的汽平衡母管和抽汽母引入蒸汽至高压前第 3 腔室高压后第 2 腔室，一方面可以阻止空气漏入汽缸，另一方面阻止高温蒸汽继续外流，这股蒸汽在泄 漏到高压前后最外侧腔室后再与空气混合，被稍低于 1 个大气压的轴封冷却器引走由于供汽位置在轴端外侧，若它的压力调整不当可能使轴封供汽量大于轴封抽汽量而导致油中带 水从外部引入的低温蒸汽首先进入供汽联箱，由此被分配成两根支路其中一根直接通向高 压前轴封第 3 腔室；另外一根则是母管，高压缸后低压缸前及后轴封供汽并于其上高压前 后轴封的供汽压力显然不能做分别调整，只能通过供汽联箱进口的轴封压力自动调整门统 一调整，流量则由预先设计好的管道尺寸决定从整台机组来看：高低压轴封联在同一母管 的系统造成压力难以分别调整，即使是用轴封调整总门进行调节也易使高压缸后部在高负 荷时漏汽，而高压缸后部轴封

5、正对前瓦轴承室。 3、控制好高压缸前轴封第二腔室漏汽是 防止轴封漏汽的关键，试验表明，如果将该二段漏汽压力提升到 0014 MPa 以上，汽封 处就会有明显的漏汽存在所以在保证机组真空的前提下，二段漏汽压力应该尽量调低，防 止油中带水在机组运行中，当机组增加负荷时，轴封漏汽量增加，需要开大二段漏汽至加 热器门；当机组减负荷时，又要防止空气从二段漏汽进入轴封冷却器进入凝汽器影响机组 真空，需要关小该阀门二段漏汽至加热器门均为手动门，随着机组负荷的变化，运行人员 必须频繁地就地进行操作，增加了调整难度，对机组安全运行有不利影响。 4、轴封冷却 器也应该作解体改造和检查，重点是考虑提高冷却能力以及检查喷嘴直径是否磨损以致影 响抽汽能力，使轴封的排汽不畅从而引起轴端漏出蒸汽。沿转子轴向分布的规律应该是外 侧小里侧大因为轴封外侧 5、油中带水主要是由蒸汽混入油系统中引起的，但不一定只是 轴封漏汽，还有可能是轴承附近的缸体结合面泄露的蒸汽结合面包括：高压缸结合面轴封 套结合面。汽缸在受到快速加热和冷却时，尤其是汽缸端部靠轴封处，由于该部位的约束 紧固螺栓跨距大，对汽缸的约束力明显弱于其他部位，所以

6、最易发生变形，在靠近猫爪内 侧凹窝处易产生蒸汽外泄，高温蒸汽冲刷到轴承箱上使油中带水。轴封套同汽缸一样，在 汽机的启停和变工况中由于温差的变化出现变形，轴封套变形后将造成轴封段蒸汽泄露， 蒸汽会冲到轴承结合面上另外轴封套变形后使汽封磨损严重，汽封间隙增大，漏汽量增大。6、理想情况下轴承内的压力应该低于大气压，这种负压通常是轴承流出的油流有抽吸作 用引起的，但是润滑油释放出的大量油烟在高速旋转的转子带动下，在轴承室内扩散，升 压会充满整个轴承室，若不及时排出，会从油挡间隙漏出聚集在油挡外造成漏油，所以轴 承室的负压必须通过排烟机加以保持，但负压不能太大，以防将泄露出的蒸汽和空气吸入 轴承室，这是一个比较矛盾的问题，需要选取合适的负压同时满足二者，负压一般控制在 1230 mm 水柱，具体应该根据各瓦的实际情况进行调整，选择最佳工作压力。 7、缺乏 有效的脱水滤油设备虽然不是造成汽轮机油中带水的根本原因，但是也为机组的安全稳定 运行留下了隐患。 二处理措施 1、轴封间隙的调整应该严格执行质量工艺标准。如 考虑到影响汽封间隙的因素很多（包括：上下缸温差转子偏心轴瓦磨损下沉等多方面） ， 将信

7、号汽封间隙调整范围控制在 0.100.15 mm 左右。另外，在具体检修中，确保轴封间 隙调整测量工艺方法得当，不允许贴一次胶布就判断出间隙值，而是在有擦痕最多层数和 无擦痕最少层数之间比较准确地确定轴封间隙范围，尽量使信号汽封间隙向下限靠拢，圆 周间隙分布调成立椭圆形。 2、轴封系统的改进。轴封系统中管径配置应基本合理，能够 做到高压侧泄得出、低压侧供得上、封得住。一般方案可为：（1）高压前轴封的供汽管 路上加装阀门， （2）高压缸后轴封的供汽管路直接接在供汽联箱上，并加装阀门，力图增 加该段轴封供汽的灵活性和独立性， （3）低压缸前后轴封供汽母管上加装阀门，可以单独 进行操作，从而保证机组真空严密性， （4）原先的高压缸前后轴封供汽，低压缸前后轴封 供汽应设有压力表，可以监视各段轴封供汽压力。 3、高压缸结合面修刮执行质量标准是： 高压缸冷紧后 0.03 mm 塞尺不入，塞入深度不超过 13。修刮采用空扣缸彻底刮研结合 面，拧紧螺栓找硬点的方法，由硬点中心向外逐渐扩大修刮，增大接触面积对于汽缸变形 量大的部位采取局部补焊的办法；对于轴封套中分面的刮研首先拆下所有的汽封块，将汽 封块

8、槽道的锈蚀物、盐垢清理打磨干净；修刮汽封套中分端面，清除中分面间隙，以 0.05 mm 塞尺塞不进为合格，调整轴封套的凹窝中心；装配新汽封块，认真调整汽封块的径向 间隙，膨胀间隙；装轴封套时，将轴封套轴向与汽缸凹槽配合间隙调整为 0.03mm0.05 mm 之间. 4、对排烟系统进行了改进，使管路布置趋于合理、清晰，在排烟风机的入口阀 门加装了节流孔板，排油烟管路应避免弯头多、管路长、管路细，更应避免在靠近排烟机 出口接近处安装有弯头，以免造成排出烟流在出口处形成涡流，影响排烟效果，甚至烧损 排烟电机。公司的汽轮发电机组原就因存有弯头使排烟不畅，经常烧毁排烟电机，对排烟 管路进行改造去除弯头后，使排烟通畅，油中含水量大大降低。 5、采取有效的滤油设备 也是保证汽轮机油质合格的重要手段。对滤油机进行了改造，将原来的压力式滤油机改为 重庆华能产的 TY-50 型真空滤油机，该装置具有预过滤和精过滤双重设计，配有加热器、 真空系统，保证了精密过滤和高效脱水双重功能，同时通过电磁阀实现了负荷调节，使改 造后的滤油品质上升了一个等级，取得了非常显著的效果。 6、将轴封冷却器水室隔板由 四流程改为

9、两流程；进出口水管由 DN80 改为 DN100 改进后，减少了水阻力，增加了轴 封冷却器的凝结水量，提高了冷却能力。 7、油箱安装放水、滤油管路。将油箱与地面安 装有一定高度，并使一侧稍高，而在低的一侧下部安装放水管路和阀门，定期从下部放水。 另外，将此管路与滤油机进油管路串联，滤油机的出油管甩至油箱上部，保证能使滤油机 充分过滤油箱内的全部润滑油，管路固定，使员工滤油时操作方便。 8、充分利用机组检 修停机时间放水。在油泵停止运转一定时间后（约一天） ，使油、水充分分离后，在再次 开油泵之前，利用油箱底部放水阀放水。若机组油系统可打循环，可反复放水后开油泵， 冲洗存在管路、轴承箱体内的水分。 三、结束语 通过上述控制措施，油中含水量可大 大降低，一般能够控制在合格标准内。 1、运行人员根据机组负荷的变化，通过控制轴封 供汽联箱压力后，利用阀门对轴封各段供汽（尤其是高压缸前后）量进行分配调整。 2、 更重要的是轴封系统由母管制变为单管制后，一旦哪个轴承室有蒸汽混入，运行人员可以 有针对性地对该轴承附近轴封供汽进行调整，目的明确。 3、高压前轴封的供汽阀门与高 压前轴封二段漏汽蝶阀一起配合能更好地维持机组低负荷时的真空严密性 4、采取高效 的滤油设备，对保证汽轮机油质起到了不可忽视的作用。 总之，通过对轴封系统进行改造、缸体结合面精心修刮、轴封间隙的精心调改造汽轮机前 后油档结构油档作为汽轮机转轴和轴承箱壳体动静部分之间的密封件，其作用是防止轴承 润滑油沿轴颈窜到轴承箱的外部，同时还能防止轴封漏汽时蒸汽和灰尘漏入轴承箱内。但 是，由于加工和安装精度的限制使油档间隙比较大，在轴承负压的作用下，会有大量的水 汽和杂质进入

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