汽轮机润滑油系统进水事故原因分析及措施建议论文_赵建立

摘要：为了降低故障的发生概率，必须要彻底排查清楚汽轮机润滑油系统中的进水问题，进而制定出相应的措施。本文对润滑油系统进水的发现和排查过程进行了分析和研究，旨在提高汽轮机的整体质量，降低故障发生率。

关键词：汽轮机；润滑油系统；进水事故；对策

前言

汽轮机润滑油系统是石化电力行业中大型汽轮机组的重要组成部分，由主油箱、射油器、冷油器、电加热器、油泵、排烟系统、滤油器等几个部分构成。由于结构复杂、工况差异和其他因素的影响，润滑油系统容易出现各种问题。单纯地从机械外观等是无法找出问题所在的，这样就给故障诊断带来很大的困难。目前对于汽轮机润滑系统的研究还处于初步阶段，通常都只是对单一指标进行研究，如果可以采用先进的分析技术并且通过合适的数据分析方法，对汽轮机设备及其润滑系统中存在的问题进行有效识别和解决，那么就可以减少不必要的损失，延长设备使用寿命。

1 润滑油系统介绍

在汽轮机启动和停机阶段，交流润滑油泵负责给汽轮发电机轴承、顶轴供油装置、盘车装置电动机提供润滑油，同时也给主油泵吸入口供油。当汽轮机接近额定转速时，主油泵出口油压超过交流润滑油泵出口油压，由射油器负责给汽轮发电机轴承和主油泵入口供油。射油器是喷嘴结构，主油泵出口的压力油以很高的流速从喷嘴射出，使混合室形成负压区，主油箱中的无压油被大量卷吸进来。高速油流带动混合后的油进入射油器喉部后的扩散管扩压，达到合适的油压，以满足主油泵吸入油量和轴承润滑用油的要求。润滑油经过轴承后油温会升高。为保障机组安全，润滑油需由冷油器冷却到合适温度后进入轴承。润滑轴承后，排油在套装油管汇集，自然回流到主油箱。往复循环。

2 理论基础

润滑油系统的流动计算以流体力学为理论基础。润滑油为不可压缩流体，系统遵循总压守恒的伯努利方程。伯努利方程为

式中：p为压力能；ρgz为位能；为动能；下角标1表示管道系统的始端；下角标2表示管道系统的末端。黏性流体在管道内流动，流体与管内壁以及流体之间会存在摩擦力，形成沿程阻力。沿程损失与流经管道的长度成正比，沿程损失方程为

系统中通常会有弯头、异径管、阀门等元件，流体经过时会受到阻碍，会产生局部阻力。局部损失用局部阻力系数法计算，方程为

流体系统同时遵守质量守恒定律。连续性方程为

式中：P为压力，Pa；L为管道长度，m；d为管道内径，m；ρ为流体密度，kg/m3；u为流动速度，m/s；z为标高，m；A为管内横截面积，m2；λ为沿程阻力系数；ξ为局部阻力系数，两系数通常由实验确定。

3润滑油系统的进水原因分析

3.1 润滑油冷却器

在汽轮机组之中，润滑油冷却器是必不可少的组成部分，其能够保证润滑油的温度恒定，避免因为油温发生变化影响润滑油的效果。一般情况下，润滑油系统中都有两台冷却器，其中一台作为常用冷却器，负责正常情况下的润滑油冷却，而另外一台则是备用冷却器，只在紧急状况下才进行润滑油的冷却。首先，针对于常用的润滑油冷却器，可以通过其内部循环水的压力判断是否出现进水情况，如果内部循环水压没有发生变化，则可以判断进水原因并不是出现常用的润滑油冷却器上。其次，就是要针对于备用润滑油冷却器，在这一部分的判断时，相对于常用润滑油冷却器而言，需要考虑更多因素。因为备用润滑油冷却器，只有在常用冷却器出现问题时才会启动，因此组成结构相对特殊，润滑油的进口与出口为两位三通阀，当出现需要切换冷却器的情况下，需要板动控制手柄，此时进口与出口两部分的通阀就将会发生位置上的变化，从而达到切换开关的目的，在备用润滑油冷却器切换开启过程中，需要让润滑油通过冷却器，保证冷却器内部的油温，避免因为切换而导致油温发生变化。当备用润滑油冷却器发生进水问题时，将会导致循环水进入到冷却箱内部，此时打开冷却器的导淋阀，在润滑油排出干净后，将会有水流出，此时就可以确定润滑油系统进水的原因是出自备用润滑油冷却器。

3.2 汽轮机轴密封蒸汽系统

润滑油系统的进水原因，除了润滑油冷却器之外，还包括有汽轮机轴密封蒸汽系统，通常情况下，在排出冷却器之后，就将会进行这一部分的排查与分析。排查汽轮机轴密封蒸汽系统时，第一步也是先检查此部分的气压是否正常，按照蒸汽系统的设计，正常情况下，此部分应当为负压，这是因为要保证油烟风机在抽气时，要避免油箱进入空气，造成润滑油的污染。一旦汽轮机轴封蒸汽系统内部为正压，就非常容易导致蒸汽沿着汽轮机轴进入到轴承之中，造成进水情况的发生，这是判断进水问题是否存在于此部分的重要因素和标准。当发现汽轮机轴密封蒸汽系统出现正压情况时，还需要对蒸汽压力高的原因进行进一步检查，通常情况下，出现正压问题的原因是由于导淋阀堵塞，造成冷凝水无法正常排出，最终在管道内部形成水封，影响到蒸汽系统的正常运行，进而导致轴封内部的压力快速上升，蒸汽就会收到压力的影响，而进入到润滑油系统中，进水问题就这样出现了。

4润滑油系统进水后的措施

当发现汽轮机润滑油系统出现进水问题之后，应当及时对设备进行深入的检查与分析，尤其是要对润滑油中的含水量进行确认，进而利用相关设备进行除水，最大程度上解决进水问题。为了确保除水效果，在进行除水后的一周，还需要对设备进行第二次检查，对润滑油中的含水量进行再次确定，并且还需要对润滑油的状态进行评估，主要内容包括检查润滑油中是否有沉淀物，抗氧化剂是否降低等，如果出现这些情况，就代表润滑油的质量已经发生下滑，如果不作出更换，继续使用将会影响整个设备的质量。针对于润滑油系统进水问题，通过对进水原因的分析，可以采用以下预防措施，避免润滑油系统发生进水情况。控制人员在汽轮机的正常运行过程中，应当严格监视与控制润滑油箱的液位，当发现油箱液位上涨时应当及时记录并且进行问题排查，避免造成进水问题。针对汽轮机轴密封蒸汽系统，要注意导淋阀的尺寸，当其尺寸过小时，就容易出现堵塞的情况，操作人员要注意观察导淋阀是否能够正常进行排水，以此保证轴封系统内部的压力为负压。润滑油箱内的油烟风机要保证正常运行，调整油箱内部的压力大小，避免压力上升。最后还需要注意润滑油的质量，发现质量下降到标准线下，要及时进行润滑油的更换，避免对整个设备造成不良影响。

结束语

润滑油系统是整个压缩机组的“血液系统”，要对其进行定期和严格的监控。一旦润滑油系统出现进水问题，要尽快进行润滑油的更换，并且解决进水问题，避免进水事故的发生，保证压缩机的正常运行。

参考文献：

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[3]董天禄.离心式/螺杆式制冷机组及应用[M].机械工业出版社，2012.

论文作者:赵建立

论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/22

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