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摘 要 结合本电厂运行过程中出现的汽轮机润滑油水分含量超标现象，阐述了汽轮机润滑油系统进水的危害和引起进水原因，介绍了汽轮机轴封漏气的原因，提出了防止润滑油系统进水和降低润滑油系统中水分含量的具体措施，经过实施后效果良好。
关键词 润滑油；乳化；轴封漏气
中图分类号TK263.8 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0191-02
Management of water power plant steam turbine lubricating oil system
Liu Wei
Yangcheng Power Plant of Shandong Jining Mining Industry Group Luneng Coal-electricity Co.， Ltd， Jining， 272502
Abstract Combined with the moisture content of steam turbine lubricating oil exceed the standard phenomenon during the operation of the power plant， expounds the harm of water turbine lubricating oil system and cause water causes， introduces the reason of turbine shaft seal leakage， proposed to prevent water in lube oil system and reduce the lubricating oil system measures the moisture content， the favorable effect.
Keywords Lubricating oil；Emulsion；Shaft seal leakage
0 引言
润滑油对于汽轮机的重要性不言而喻，当汽轮机高速旋转时，利用润滑油的粘度特性，在轴承和轴颈之间形成油膜，起到润滑的作用；同时利用润滑油在轴承中的循环流动不断地带走高温蒸汽辐射、传导的热量和轴与轴承之间摩擦产生的热量，并将产生的热量带至冷油器中，起到冷却散热的作用[1]。在机组实际运行过程中，往往由于水蒸汽进入油系统中，引起油品乳化，进而威胁机组安全运行。汽轮机油乳化给机组带来的危害主要表现在以下几个方面：1）油质乳化后，乳化液在轴承等处析出水份，使油膜遭到破坏，转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干磨擦，使轴瓦烧损；2）如果汽轮机油乳化，其乳化液沉积于油循环系统中，妨碍油的顺畅流动，造成供油不足，影响散热，轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内；3）如果汽轮机油乳化，乳化液会腐蚀金属设备，其锈蚀产物使油的破乳化性能变坏，又进一步加剧设备锈蚀，造成恶性循环；4）导致油中产生大量的气泡，且不易从油中析出而消失[2]。
1 现场情况
山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城电厂装备2台东方汽轮机厂生产的150MW高温超高压凝汽式汽轮机。汽轮机油选用的是美孚DTE732汽轮机油。2台机组投产以来一直存在着汽轮机润滑油含水量超标的问题，经现场取样化验，主油箱内汽轮机油水分含量最大时达到856.3mg/L，已超出《电厂用运行中汽轮机油质量标准》中的规定值。随着运行时间的不断增加，油质出现明显劣化的趋势：油颜色明显变深，油质不透明，油中含大量乳状水。后来在机组检修中发现，由于油中含水量较大，各轴承均出现不同程度的锈蚀现象，尤其是前轴承箱内，积存的润滑油已出现乳化现象，大量油泥沉积在底部。而且，由于主油箱内的油含水量较大，机组运行时在主油箱内产生大量泡沫，对油位测量产生不利影响，导致主油箱超声波油位计频繁出现跳变，威胁到机组的安全稳定运行。
2 润滑油中水分的来源
汽轮机组运行中，多种原因都可能导致润滑油系统中水分含量偏大，主要包括：1）汽封供汽压力调整不当；2）汽封系统回汽不畅；3）汽封径向间隙大或汽封块各弧段之间膨胀间隙大造成汽封漏气；4）汽封加热器负压不足，轴加风机出力不足；5）润滑油冷油器水压调整不当或出现渗漏现象，使冷却水进入润滑油系统；6）轴承箱内部出现局部负压而吸入蒸汽；7）油箱负压太高，大气中湿气进入油箱；8）油箱排油烟风机及排气管不能及时排出存留在箱内的湿气。此外，由于油箱容量设计过小，增加了油的循环倍速，使得油品没有足够的时间沉降，降低了自然分离水分的作用 ，这也是导致汽轮机油系统中水份含量高的原因。通过长期运行观察，经过分析，在排除了一些不可能因素之后，认为造成我厂油中含水量较大，甚至使润滑油出现严重乳化现象的主要原因是汽轮机高中压缸端部的轴封漏气，使水蒸气窜入了轴承箱。下面先介绍一下轴封。
3 汽轮机轴封基本情况介绍
汽轮机汽封系统的主要作用是利用该系统供给的蒸汽封住高、中压缸的蒸汽不向外泄漏，并防止空气沿轴端进入低压缸破坏凝汽器真空。我厂机组高中压缸和低压缸共有五组汽封。高中压前、后轴端汽封采用高、低齿“尖齿”汽封，采用软态铁素体镶片结构；低压汽封采用光轴尖齿结构的铜汽封（见
图1）。
图1 汽轮机汽封结构简图
所有汽缸轴端外侧的汽室都与轴封冷却器的汽空间连接，利用轴封风机抽出轴封蒸汽冷却器内的空气和少量未凝结的蒸汽，保持轴封汽室内的压力低于大气压力的微负压状态（3kPa～5kPa），防止蒸汽从汽缸轴封漏出[3]。应该说明的是，尽管汽轮机轴封间隙设计值很小，但是受到安装、设计、运行磨损等因素的影响，轴封漏汽的情况仍然普遍存在。
4 汽轮机润滑油系统进水的治理 汽轮机润滑油系统水份超标给机组带来了严重的危害，若要根治这个问题存在一些困难。有的需要合适的检修机会，没有大修揭缸的机会通常是不能干的；有的是由于设计上存在缺陷或考虑不周到，若要进行重新设计并进行全面改造将会耗费大量的时间和财力。通过不断的摸索，我电厂在这方面积累了一定的经验，分别从设备技术改造、检修、润滑油质处理等方面采取了有效措施。
4.1 汽机轴承箱的技术改造
因各种因素的影响，传统的汽封结构难免在运行过程中，特别是开停车阶段密封齿磨损而产生泄漏，况且在机组变工况情况下，动静间隙的变化也总是存在的。因而，现在汽轮机组的轴封漏气是不可能完全避免的。为了解决高中压缸汽封漏气导致#1、#2轴承箱内大量进水的问题，电厂采取了新的办法。利用机组停运检修时对#1轴承箱和#2轴承箱油挡进行了改造，在#1、#2轴承箱靠近汽机缸体侧油挡内侧和外侧分别加工了通入压缩空气的通道和喷气管，在机组运行时开启油净化装置气，在油挡处用压缩空气进行密封，以阻挡蒸汽进入轴承箱内，降低润滑油中的含水量（见图2）。
图2 轴承箱油档改造
4.2 合理优化检修工艺
轴封间隙的调整应科学合理，轴封间隙的调整应按厂家要求的标准进行。轴封间隙的调整沿转子轴向分布的规律应是外侧（端部）小，里侧大。轴封间隙的调整要力求准确，要充分考虑各种因素的影响。目前贴橡皮膏测量轴封上下间隙是一种较烦琐的方法，但却是常用的、有效的方法，尽量不要采用贴一次橡皮膏就判断出间隙值的方法。另外，机组大修中，如发现汽封片缺损、断裂、倒伏，以及失去自动调整间隙性能等缺陷，应予修整或更换。
4.3 及时滤除润滑油中的水分
尽管通过各种手段能够有效减少轴封蒸汽窜入轴承箱污染润滑油系统，但是却不能完全阻断轴封蒸汽进入润滑油系统的路径，再加上空气中的蒸汽和湿汽在负压的作用下会不断侵入润滑油系统，所以汽轮机润滑油系统中不可避免的会有水分的存在，特别是在夏季，水分含量会有上升趋势。因此在汽轮机运行时，应随机投入油净化装置，以便及时将机组润滑油系统中存在的水份滤除。电厂系统原设计配备的油净化装置为QYJB型聚结分离式油净化装置可以脱去润滑油系统中大部分的游离水，但它不能脱去接近或低于饱和点的水份，破乳速度慢、能耗大，因而对于润滑油系统中水份的滤除并不能达到较为理想的效果。后来根据需要，我厂购入了PALL真空净油机，定期对主油箱中的油进行循环过滤，这种滤油机由于具有较大油容积，对油中水分、杂质的清除兼有重力分离、过滤与吸附净化作用，几乎可以脱去润滑油中全部的游离水和溶解水。
5 结论
防治汽轮机油系统进水，对延长油的使用寿命和保证机组安全运行起着重要作用。为此，重点从设备安装、运行、维护和油品质量监督等环节严加控制。如科学、合理地调整汽封间隙；对系统设备进行技术改造；在运行期间减少汽封漏汽，及时排除油箱中的积水和湿气；加强运行中的油质采样监督。通过采取以上措施，有效防止了水分进入油系统，从而使主油箱含水量大幅度减小，基本解决了电厂汽轮机油系统含水量超标的问题。
参考文献
[1]黄树红.汽轮机原理[M].中国电力出版社.1版，2008-8-1.
[2]罗运柏，丁萍，龚应安.汽轮机油的乳化与破乳化[J].汽轮机技术，2000，1：135-138.
[3]N150-13.2/535/535型汽轮机产品说明书[Z]. 东方汽轮机厂，2004，11.
关键词 润滑油；乳化；轴封漏气
中图分类号TK263.8 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0191-02
Management of water power plant steam turbine lubricating oil system
Liu Wei
Yangcheng Power Plant of Shandong Jining Mining Industry Group Luneng Coal-electricity Co.， Ltd， Jining， 272502
Abstract Combined with the moisture content of steam turbine lubricating oil exceed the standard phenomenon during the operation of the power plant， expounds the harm of water turbine lubricating oil system and cause water causes， introduces the reason of turbine shaft seal leakage， proposed to prevent water in lube oil system and reduce the lubricating oil system measures the moisture content， the favorable effect.
Keywords Lubricating oil；Emulsion；Shaft seal leakage
0 引言
润滑油对于汽轮机的重要性不言而喻，当汽轮机高速旋转时，利用润滑油的粘度特性，在轴承和轴颈之间形成油膜，起到润滑的作用；同时利用润滑油在轴承中的循环流动不断地带走高温蒸汽辐射、传导的热量和轴与轴承之间摩擦产生的热量，并将产生的热量带至冷油器中，起到冷却散热的作用[1]。在机组实际运行过程中，往往由于水蒸汽进入油系统中，引起油品乳化，进而威胁机组安全运行。汽轮机油乳化给机组带来的危害主要表现在以下几个方面：1）油质乳化后，乳化液在轴承等处析出水份，使油膜遭到破坏，转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干磨擦，使轴瓦烧损；2）如果汽轮机油乳化，其乳化液沉积于油循环系统中，妨碍油的顺畅流动，造成供油不足，影响散热，轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内；3）如果汽轮机油乳化，乳化液会腐蚀金属设备，其锈蚀产物使油的破乳化性能变坏，又进一步加剧设备锈蚀，造成恶性循环；4）导致油中产生大量的气泡，且不易从油中析出而消失[2]。
1 现场情况
山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城电厂装备2台东方汽轮机厂生产的150MW高温超高压凝汽式汽轮机。汽轮机油选用的是美孚DTE732汽轮机油。2台机组投产以来一直存在着汽轮机润滑油含水量超标的问题，经现场取样化验，主油箱内汽轮机油水分含量最大时达到856.3mg/L，已超出《电厂用运行中汽轮机油质量标准》中的规定值。随着运行时间的不断增加，油质出现明显劣化的趋势：油颜色明显变深，油质不透明，油中含大量乳状水。后来在机组检修中发现，由于油中含水量较大，各轴承均出现不同程度的锈蚀现象，尤其是前轴承箱内，积存的润滑油已出现乳化现象，大量油泥沉积在底部。而且，由于主油箱内的油含水量较大，机组运行时在主油箱内产生大量泡沫，对油位测量产生不利影响，导致主油箱超声波油位计频繁出现跳变，威胁到机组的安全稳定运行。
2 润滑油中水分的来源
汽轮机组运行中，多种原因都可能导致润滑油系统中水分含量偏大，主要包括：1）汽封供汽压力调整不当；2）汽封系统回汽不畅；3）汽封径向间隙大或汽封块各弧段之间膨胀间隙大造成汽封漏气；4）汽封加热器负压不足，轴加风机出力不足；5）润滑油冷油器水压调整不当或出现渗漏现象，使冷却水进入润滑油系统；6）轴承箱内部出现局部负压而吸入蒸汽；7）油箱负压太高，大气中湿气进入油箱；8）油箱排油烟风机及排气管不能及时排出存留在箱内的湿气。此外，由于油箱容量设计过小，增加了油的循环倍速，使得油品没有足够的时间沉降，降低了自然分离水分的作用 ，这也是导致汽轮机油系统中水份含量高的原因。通过长期运行观察，经过分析，在排除了一些不可能因素之后，认为造成我厂油中含水量较大，甚至使润滑油出现严重乳化现象的主要原因是汽轮机高中压缸端部的轴封漏气，使水蒸气窜入了轴承箱。下面先介绍一下轴封。
3 汽轮机轴封基本情况介绍
汽轮机汽封系统的主要作用是利用该系统供给的蒸汽封住高、中压缸的蒸汽不向外泄漏，并防止空气沿轴端进入低压缸破坏凝汽器真空。我厂机组高中压缸和低压缸共有五组汽封。高中压前、后轴端汽封采用高、低齿“尖齿”汽封，采用软态铁素体镶片结构；低压汽封采用光轴尖齿结构的铜汽封（见
图1）。
图1 汽轮机汽封结构简图
所有汽缸轴端外侧的汽室都与轴封冷却器的汽空间连接，利用轴封风机抽出轴封蒸汽冷却器内的空气和少量未凝结的蒸汽，保持轴封汽室内的压力低于大气压力的微负压状态（3kPa～5kPa），防止蒸汽从汽缸轴封漏出[3]。应该说明的是，尽管汽轮机轴封间隙设计值很小，但是受到安装、设计、运行磨损等因素的影响，轴封漏汽的情况仍然普遍存在。
4 汽轮机润滑油系统进水的治理 汽轮机润滑油系统水份超标给机组带来了严重的危害，若要根治这个问题存在一些困难。有的需要合适的检修机会，没有大修揭缸的机会通常是不能干的；有的是由于设计上存在缺陷或考虑不周到，若要进行重新设计并进行全面改造将会耗费大量的时间和财力。通过不断的摸索，我电厂在这方面积累了一定的经验，分别从设备技术改造、检修、润滑油质处理等方面采取了有效措施。
4.1 汽机轴承箱的技术改造
因各种因素的影响，传统的汽封结构难免在运行过程中，特别是开停车阶段密封齿磨损而产生泄漏，况且在机组变工况情况下，动静间隙的变化也总是存在的。因而，现在汽轮机组的轴封漏气是不可能完全避免的。为了解决高中压缸汽封漏气导致#1、#2轴承箱内大量进水的问题，电厂采取了新的办法。利用机组停运检修时对#1轴承箱和#2轴承箱油挡进行了改造，在#1、#2轴承箱靠近汽机缸体侧油挡内侧和外侧分别加工了通入压缩空气的通道和喷气管，在机组运行时开启油净化装置气，在油挡处用压缩空气进行密封，以阻挡蒸汽进入轴承箱内，降低润滑油中的含水量（见图2）。
图2 轴承箱油档改造
4.2 合理优化检修工艺
轴封间隙的调整应科学合理，轴封间隙的调整应按厂家要求的标准进行。轴封间隙的调整沿转子轴向分布的规律应是外侧（端部）小，里侧大。轴封间隙的调整要力求准确，要充分考虑各种因素的影响。目前贴橡皮膏测量轴封上下间隙是一种较烦琐的方法，但却是常用的、有效的方法，尽量不要采用贴一次橡皮膏就判断出间隙值的方法。另外，机组大修中，如发现汽封片缺损、断裂、倒伏，以及失去自动调整间隙性能等缺陷，应予修整或更换。
4.3 及时滤除润滑油中的水分
尽管通过各种手段能够有效减少轴封蒸汽窜入轴承箱污染润滑油系统，但是却不能完全阻断轴封蒸汽进入润滑油系统的路径，再加上空气中的蒸汽和湿汽在负压的作用下会不断侵入润滑油系统，所以汽轮机润滑油系统中不可避免的会有水分的存在，特别是在夏季，水分含量会有上升趋势。因此在汽轮机运行时，应随机投入油净化装置，以便及时将机组润滑油系统中存在的水份滤除。电厂系统原设计配备的油净化装置为QYJB型聚结分离式油净化装置可以脱去润滑油系统中大部分的游离水，但它不能脱去接近或低于饱和点的水份，破乳速度慢、能耗大，因而对于润滑油系统中水份的滤除并不能达到较为理想的效果。后来根据需要，我厂购入了PALL真空净油机，定期对主油箱中的油进行循环过滤，这种滤油机由于具有较大油容积，对油中水分、杂质的清除兼有重力分离、过滤与吸附净化作用，几乎可以脱去润滑油中全部的游离水和溶解水。
5 结论
防治汽轮机油系统进水，对延长油的使用寿命和保证机组安全运行起着重要作用。为此，重点从设备安装、运行、维护和油品质量监督等环节严加控制。如科学、合理地调整汽封间隙；对系统设备进行技术改造；在运行期间减少汽封漏汽，及时排除油箱中的积水和湿气；加强运行中的油质采样监督。通过采取以上措施，有效防止了水分进入油系统，从而使主油箱含水量大幅度减小，基本解决了电厂汽轮机油系统含水量超标的问题。
参考文献
[1]黄树红.汽轮机原理[M].中国电力出版社.1版，2008-8-1.
[2]罗运柏，丁萍，龚应安.汽轮机油的乳化与破乳化[J].汽轮机技术，2000，1：135-138.
[3]N150-13.2/535/535型汽轮机产品说明书[Z]. 东方汽轮机厂，2004，11.