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汽轮发电机组油脂乳化的综合治理
2012-11-12
作者：杨涛1 李莉2 王倩2
（1.河北省安装工程公司；2.邢台职业技术学院；2.邢台职业技术学院）
摘 要：在汽轮发电机组运行中，减少油脂乳化可稳定运行、提高发电童、节能降耗本文对润滑油乳化的原因进行了分析，提出了相应的预防措施。（1.河北省安装工程公司；2.邢台职业技术学院；2.邢台职业技术学院）
关键词：汽轮发电机组；油脂；乳化
汽轮机组的润滑、调速和保安系统功能均由机组的油系统完成，但在运行过程中，油脂乳化是困扰机组安全运行的一个问题，特别是大型汽轮发电机组。一般中压中温机组进汽参数为3.0MPa、400℃以上，对油脂的乳化有直接影响。虽然在汽轮机中广泛采用齿形轴封以提高汽轮机的效率、减小间隙、减小汽量、提高机组效率，但又不能太小，以免转子和齿封受热或振动引起径向间隙不一致而产生摩擦。如何减少轴封漏汽、防止油中带水造成油脂乳化、提高轴封漏汽的综合利用率，一直是火力发电行业的一个攻关课题。
一、油质乳化的现状及影响
目前我单位施工的多台机组经过运行后，都存在着油脂乳化情况。如邢钢动力厂自备热电站有三台6MW青岛产汽轮机和两台l5MW汽轮机投运后油中带水严重，虽然采取措施增加真空式滤油机、油中添加抗乳化剂等，但效果不理想。同时油脂乳化会引起油的酸价变化、竹道锈蚀、注油器入口滤网脏堵较快、调速系统卡涩等，严重影响厂发电生产的稳定性和经济性。为此采取了一系列改造措施，效果相当明显，取得了较好效益。
二、油脂乳化问题的分析
1.油中含水
汽轮机润滑油中水分的存在会加速油质的老化和乳化；同时水分还会与油中的添加剂作用，促使其分解，导致设备锈蚀。汽轮机润滑油中含水主要是由于汽轮机端部密封不严使蒸汽进入油系统、大气中湿气进入油箱、冷油器泄漏以及机组大修时蒸汽吹扫油管路残留水分所致；此外，油箱、轴承箱上的排油烟（气）风机及排气管小能及时排出存留在箱内的湿气，也是油中存水的一个原因。
2.油中溶有空气
油中溶有空气，特别是在高温条件下会加速油的氧化变质。汽轮机运行中，因其油品乳化变质而产生表面活性物质使油更易乳化。运行中油中的空气主要是系统在排烟风机运行时吸入的。
3.剧烈搅拌
在汽轮机高速旋转时，油和水被剧烈搅拌，呈乳浊液态。此时，仁述亲水的极性基团有了与水充分亲合的机会，当亲合力很大时，就会与水牢固结合在一起。又由于亲油性的非极性基团能溶于油中，使水和油结合在一起，产生乳化现象。
三、油脂乳化问题的治理
其他电厂也普遍存在油中带水的问题，如金牛能源股份有限公司研石热电厂12MW汽轮机组每天油箱放水多达30kg。虽然电厂投资30多万元增加了离心式滤油机和真空式滤油机，但未从根本上解决问题。为此，我们从以下几个方面采取措施。
1.减少轴封漏气
汽轮机高压汽封分三级布置安装(见图1)，级与第二级之间设有高压汽封泄汽，厂家设计泄至除氧器蒸汽母管；第二级与第三级汽封环之间设有低压汽封泄汽至凝汽器真空系统，除氧器蒸汽母管正常运行压力为0.4MPa。根据流体原理，泄气点背压越低，蒸汽流通越通畅，因此，将高压汽封泄汽改至除氧器平衡管上，平衡管正常压力就是除氧器运行压力0.02MPa。改造后机头漏汽量明显减少，同时大修中力争将汽封间隙调整到厂家规定的Z小限度。同时改正为避免真空下降而故意开大低压汽封的做法。
汽机主轴在高低压汽封外侧均设计有挡汽盘，若加大挡汽盘外径，肯定有效果，但需对主轴返厂大修，更换挡套费时费力。多方论证后认为采用油挡加空气密封的办法，能够防止漏汽进入轴承室。空气的作用是在油挡处对高压汽封漏汽进行阻挡和干扰，空气由发电机空气冷却气处引出，系统不需增加任何设备，经过改造后效果非常明显(见图3)。
油箱上主要用汽设备有汽动油泵及汽动油泵自启动装置，汽泵排汽侧轴封为齿形套筒密封。改进措施是：在汽泵输出轴加设挡水盘，同时在挡水盘下安装通畅的排水管，这样可以及时将沿轴封漏出的蒸汽冷凝水排掉此外，将汽机系统的排气管路分开使用，可有效避免蒸汽在气泵及自启动装置中凝结，防止设备锈蚀卡涩和凝结水进入油箱。
4.防止冷油器泄漏
在冷油器运行中严格执行操作规程，注意保证油压大于水压，严禁使用冷油器出水阀门控制冷却水量，汽机运行中及时关闭冷却水。
四、总结
油脂乳化的治理是一个综合问题，原因较多。我们经过对汽轮机系统一系列改造，在设计上采取措施，防止空气、水分进入油系统；在运行维护上减少漏汽、漏水、降低油温，保持主油箱中合适的负压及油净化装置投运，及时排除油箱中的积水和湿气；在检修中做好加油和油系统清扫工作，用压缩空气吹扫可能存留的残液或水珠，基本消除了润滑油带水造成油脂乳化的缺陷，设备运行状况明显改进。同时也保证了设备的安全稳定运行。
参考文献：
[1]唐福顺，李晓堂，陈保惠等，汽轮机油乳化的原因及处理[J]．汽轮机技术，1999，(2).
[2]苏晋生．降低汽轮机润滑油油质污染的措施[J]．山西电力，2001，(6)．
来源：《润滑与密封》2007年05期
