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汽輪發電機組油脂乳化的綜合治理
2012-11-12
作者：楊濤1 李莉2 王倩2
（1.河北省安裝工程公司；2.邢臺職業技術學院；2.邢臺職業技術學院）
摘 要：在汽輪發電機組運行中，減少油脂乳化可穩定運行、提高發電童、節能降耗本文對潤滑油乳化的原因進行了分析，提出了相應的預防措施。（1.河北省安裝工程公司；2.邢臺職業技術學院；2.邢臺職業技術學院）
關鍵詞：汽輪發電機組；油脂；乳化
汽輪機組的潤滑、調速和保安系統功能均由機組的油系統完成，但在運行過程中，油脂乳化是困擾機組安全運行的一個問題，特別是大型汽輪發電機組。一般中壓中溫機組進汽參數為3.0MPa、400℃以上，對油脂的乳化有直接影響。雖然在汽輪機中廣泛采用齒形軸封以提高汽輪機的效率、減小間隙、減小汽量、提高機組效率，但又不能太小，以免轉子和齒封受熱或振動引起徑向間隙不一致而產生摩擦。如何減少軸封漏汽、防止油中帶水造成油脂乳化、提高軸封漏汽的綜合利用率，一直是火力發電行業的一個攻關課題。
一、油質乳化的現狀及影響
目前我單位施工的多臺機組經過運行后，都存在著油脂乳化情況。如邢鋼動力廠自備熱電站有三臺6MW青島產汽輪機和兩臺l5MW汽輪機投運后油中帶水嚴重，雖然采取措施增加真空式濾油機、油中添加抗乳化劑等，但效果不理想。同時油脂乳化會引起油的酸價變化、竹道銹蝕、注油器入口濾網臟堵較快、調速系統卡澀等，嚴重影響廠發電生產的穩定性和經濟性。為此采取了一系列改造措施，效果相當明顯，取得了較好效益。
二、油脂乳化問題的分析
1.油中含水
汽輪機潤滑油中水分的存在會加速油質的老化和乳化；同時水分還會與油中的添加劑作用，促使其分解，導致設備銹蝕。汽輪機潤滑油中含水主要是由于汽輪機端部密封不嚴使蒸汽進入油系統、大氣中濕氣進入油箱、冷油器泄漏以及機組大修時蒸汽吹掃油管路殘留水分所致；此外，油箱、軸承箱上的排油煙（氣）風機及排氣管小能及時排出存留在箱內的濕氣，也是油中存水的一個原因。
2.油中溶有空氣
油中溶有空氣，特別是在高溫條件下會加速油的氧化變質。汽輪機運行中，因其油品乳化變質而產生表面活性物質使油更易乳化。運行中油中的空氣主要是系統在排煙風機運行時吸入的。
3.劇烈攪拌
在汽輪機高速旋轉時，油和水被劇烈攪拌，呈乳濁液態。此時，仁述親水的極性基團有了與水充分親合的機會，當親合力很大時，就會與水牢固結合在一起。又由于親油性的非極性基團能溶于油中，使水和油結合在一起，產生乳化現象。
三、油脂乳化問題的治理
其他電廠也普遍存在油中帶水的問題，如金牛能源股份有限公司研石熱電廠12MW汽輪機組每天油箱放水多達30kg。雖然電廠投資30多萬元增加了離心式濾油機和真空式濾油機，但未從根本上解決問題。為此，我們從以下幾個方面采取措施。
1.減少軸封漏氣
汽輪機高壓汽封分三級布置安裝(見圖1)，級與第二級之間設有高壓汽封泄汽，廠家設計泄至除氧器蒸汽母管；第二級與第三級汽封環之間設有低壓汽封泄汽至凝汽器真空系統，除氧器蒸汽母管正常運行壓力為0.4MPa。根據流體原理，泄氣點背壓越低，蒸汽流通越通暢，因此，將高壓汽封泄汽改至除氧器平衡管上，平衡管正常壓力就是除氧器運行壓力0.02MPa。改造后機頭漏汽量明顯減少，同時大修中力爭將汽封間隙調整到廠家規定的Z小限度。同時改正為避免真空下降而故意開大低壓汽封的做法。
汽機主軸在高低壓汽封外側均設計有擋汽盤，若加大擋汽盤外徑，肯定有效果，但需對主軸返廠大修，更換擋套費時費力。多方論證后認為采用油擋加空氣密封的辦法，能夠防止漏汽進入軸承室。空氣的作用是在油擋處對高壓汽封漏汽進行阻擋和干擾，空氣由發電機空氣冷卻氣處引出，系統不需增加任何設備，經過改造后效果非常明顯(見圖3)。
油箱上主要用汽設備有汽動油泵及汽動油泵自啟動裝置，汽泵排汽側軸封為齒形套筒密封。改進措施是：在汽泵輸出軸加設擋水盤，同時在擋水盤下安裝通暢的排水管，這樣可以及時將沿軸封漏出的蒸汽冷凝水排掉此外，將汽機系統的排氣管路分開使用，可有效避免蒸汽在氣泵及自啟動裝置中凝結，防止設備銹蝕卡澀和凝結水進入油箱。
4.防止冷油器泄漏
在冷油器運行中嚴格執行操作規程，注意保證油壓大于水壓，嚴禁使用冷油器出水閥門控制冷卻水量，汽機運行中及時關閉冷卻水。
四、總結
油脂乳化的治理是一個綜合問題，原因較多。我們經過對汽輪機系統一系列改造，在設計上采取措施，防止空氣、水分進入油系統；在運行維護上減少漏汽、漏水、降低油溫，保持主油箱中合適的負壓及油凈化裝置投運，及時排除油箱中的積水和濕氣；在檢修中做好加油和油系統清掃工作，用壓縮空氣吹掃可能存留的殘液或水珠，基本消除了潤滑油帶水造成油脂乳化的缺陷，設備運行狀況明顯改進。同時也保證了設備的安全穩定運行。
參考文獻：
[1]唐福順，李曉堂，陳保惠等，汽輪機油乳化的原因及處理[J]．汽輪機技術，1999，(2).
[2]蘇晉生．降低汽輪機潤滑油油質污染的措施[J]．山西電力，2001，(6)．
來源：《潤滑與密封》2007年05期
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