作者:楊濤1 李莉2 王倩2
(1.河北省安裝工程公司;2.邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院;2.邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院)
摘 要:在汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中,減少油脂乳化可穩(wěn)定運(yùn)行、提高發(fā)電童、節(jié)能降耗本文對(duì)潤(rùn)滑油乳化的原因進(jìn)行了分析,提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:汽輪發(fā)電機(jī)組;油脂;乳化
汽輪機(jī)組的潤(rùn)滑、調(diào)速和保安系統(tǒng)功能均由機(jī)組的油系統(tǒng)完成,但在運(yùn)行過(guò)程中,油脂乳化是困擾機(jī)組安全運(yùn)行的一個(gè)問(wèn)題,特別是大型汽輪發(fā)電機(jī)組。一般中壓中溫機(jī)組進(jìn)汽參數(shù)為3.0MPa、400℃以上,對(duì)油脂的乳化有直接影響。雖然在汽輪機(jī)中廣泛采用齒形軸封以提高汽輪機(jī)的效率、減小間隙、減小汽量、提高機(jī)組效率,但又不能太小,以免轉(zhuǎn)子和齒封受熱或振動(dòng)引起徑向間隙不一致而產(chǎn)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(fā)電行業(yè)的一個(gè)攻關(guān)課題。
一、油質(zhì)乳化的現(xiàn)狀及影響
目前我單位施工的多臺(tái)機(jī)組經(jīng)過(guò)運(yùn)行后,都存在著油脂乳化情況。如邢鋼動(dòng)力廠自備熱電站有三臺(tái)6MW青島產(chǎn)汽輪機(jī)和兩臺(tái)l5MW汽輪機(jī)投運(yùn)后油中帶水嚴(yán)重,雖然采取措施增加真空式濾油機(jī)、油中添加抗乳化劑等,但效果不理想。同時(shí)油脂乳化會(huì)引起油的酸價(jià)變化、竹道銹蝕、注油器入口濾網(wǎng)臟堵較快、調(diào)速系統(tǒng)卡澀等,嚴(yán)重影響廠發(fā)電生產(chǎn)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。為此采取了一系列改造措施,效果相當(dāng)明顯,取得了較好效益。
二、油脂乳化問(wèn)題的分析
1.油中含水
汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中水分的存在會(huì)加速油質(zhì)的老化和乳化;同時(shí)水分還會(huì)與油中的添加劑作用,促使其分解,導(dǎo)致設(shè)備銹蝕。汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中含水主要是由于汽輪機(jī)端部密封不嚴(yán)使蒸汽進(jìn)入油系統(tǒng)、大氣中濕氣進(jìn)入油箱、冷油器泄漏以及機(jī)組大修時(shí)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(fēng)機(jī)及排氣管小能及時(shí)排出存留在箱內(nèi)的濕氣,也是油中存水的一個(gè)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(huì)加速油的氧化變質(zhì)。汽輪機(jī)運(yùn)行中,因其油品乳化變質(zhì)而產(chǎn)生表面活性物質(zhì)使油更易乳化。運(yùn)行中油中的空氣主要是系統(tǒng)在排煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)吸入的。
3.劇烈攪拌
在汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí),油和水被劇烈攪拌,呈乳濁液態(tài)。此時(shí),仁述親水的極性基團(tuán)有了與水充分親合的機(jī)會(huì),當(dāng)親合力很大時(shí),就會(huì)與水牢固結(jié)合在一起。又由于親油性的非極性基團(tuán)能溶于油中,使水和油結(jié)合在一起,產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。
三、油脂乳化問(wèn)題的治理
其他電廠也普遍存在油中帶水的問(wèn)題,如金牛能源股份有限公司研石熱電廠12MW汽輪機(jī)組每天油箱放水多達(dá)30kg。雖然電廠投資30多萬(wàn)元增加了離心式濾油機(jī)和真空式濾油機(jī),但未從根本上解決問(wèn)題。為此,我們從以下幾個(gè)方面采取措施。
1.減少軸封漏氣
汽輪機(jī)高壓汽封分三級(jí)布置安裝(見(jiàn)圖1),級(jí)與第二級(jí)之間設(shè)有高壓汽封泄汽,廠家設(shè)計(jì)泄至除氧器蒸汽母管;第二級(jí)與第三級(jí)汽封環(huán)之間設(shè)有低壓汽封泄汽至凝汽器真空系統(tǒng),除氧器蒸汽母管正常運(yùn)行壓力為0.4MPa。根據(jù)流體原理,泄氣點(diǎn)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(yùn)行壓力0.02MPa。改造后機(jī)頭漏汽量明顯減少,同時(shí)大修中力爭(zhēng)將汽封間隙調(diào)整到廠家規(guī)定的Z小限度。同時(shí)改正為避免真空下降而故意開(kāi)大低壓汽封的做法。
在軸封漏氣的綜合利用方面,借鑒氣體儲(chǔ)氣罐穩(wěn)壓的原理,將高壓氣封泄汽到除氧器的一次泄汽接到均壓箱(見(jiàn)圖2),低壓汽封管路也通過(guò)閥門接至均壓箱,在均壓箱與除氧器的連接管路上安裝一個(gè)0.1MPa的穩(wěn)壓閥。這樣在汽輪機(jī)運(yùn)行中能夠減少低壓氣封的一部分新蒸汽消耗,對(duì)降低汽耗、提高真空都有很好效果,正在籌劃實(shí)施中。
2.防止軸封漏汽進(jìn)入軸承室
汽機(jī)主軸在高低壓汽封外側(cè)均設(shè)計(jì)有擋汽盤,若加大擋汽盤外徑,肯定有效果,但需對(duì)主軸返廠大修,更換擋套費(fèi)時(shí)費(fèi)力。多方論證后認(rèn)為采用油擋加空氣密封的辦法,能夠防止漏汽進(jìn)入軸承室??諝獾淖饔檬窃谟蛽跆帉?duì)高壓汽封漏汽進(jìn)行阻擋和干擾,空氣由發(fā)電機(jī)空氣冷卻氣處引出,系統(tǒng)不需增加任何設(shè)備,經(jīng)過(guò)改造后效果非常明顯(見(jiàn)圖3)。
3.防止蒸汽漏入油箱
油箱上主要用汽設(shè)備有汽動(dòng)油泵及汽動(dòng)油泵自啟動(dòng)裝置,汽泵排汽側(cè)軸封為齒形套筒密封。改進(jìn)措施是:在汽泵輸出軸加設(shè)擋水盤,同時(shí)在擋水盤下安裝通暢的排水管,這樣可以及時(shí)將沿軸封漏出的蒸汽冷凝水排掉此外,將汽機(jī)系統(tǒng)的排氣管路分開(kāi)使用,可有效避免蒸汽在氣泵及自啟動(dòng)裝置中凝結(jié),防止設(shè)備銹蝕卡澀和凝結(jié)水進(jìn)入油箱。
4.防止冷油器泄漏
在冷油器運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,注意保證油壓大于水壓,嚴(yán)禁使用冷油器出水閥門控制冷卻水量,汽機(jī)運(yùn)行中及時(shí)關(guān)閉冷卻水。
四、總結(jié)
油脂乳化的治理是一個(gè)綜合問(wèn)題,原因較多。我們經(jīng)過(guò)對(duì)汽輪機(jī)系統(tǒng)一系列改造,在設(shè)計(jì)上采取措施,防止空氣、水分進(jìn)入油系統(tǒng);在運(yùn)行維護(hù)上減少漏汽、漏水、降低油溫,保持主油箱中合適的負(fù)壓及油凈化裝置投運(yùn),及時(shí)排除油箱中的積水和濕氣;在檢修中做好加油和油系統(tǒng)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(rùn)滑油帶水造成油脂乳化的缺陷,設(shè)備運(yùn)行狀況明顯改進(jìn)。同時(shí)也保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]唐福順,李曉堂,陳保惠等,汽輪機(jī)油乳化的原因及處理[J].汽輪機(jī)技術(shù),1999,(2).
[2]蘇晉生.降低汽輪機(jī)潤(rùn)滑油油質(zhì)污染的措施[J].山西電力,2001,(6).
來(lái)源:《潤(rùn)滑與密封》2007年05期