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防止小汽机油中进水技术专题报告二0一三年十月一、引言在大型火电厂,普遍存在给水泵汽轮机润滑油中进水现象。润滑油中含水量超标造成油质变差,润滑油乳化,抗泡沫性能变差,产生乳化物及油泥；水分还会促进氧化作用,使油的氧化安全性降低,而润滑油氧化后,产生不溶性物质和有机酸,在轴承通道内及冷油器、过滤器、主油箱内形成胶质和油泥。另外,在机组启动过程中,由于小汽轮机润滑油不合格,使汽泵组无法启动,造成机组不能正常带负荷,对发电量与机组效率造成很大影响。因此,分析小汽轮机润滑油中进水的原因,找出相应的解决办法是十分必要的。而小机润滑油进水与给水泵轴封装置的密封性能密切相关。二、给水泵轴封装置简要介绍给水泵的轴封装置必须密封性能好、可靠性高、便于维护，尤其是输送高温水（120～200℃）的关系，一旦泄漏发生会导致机组运行停止，故其技术要求较高。给水泵使用的轴封装置形式（如图1）主要有：填料密封机械密封浮动环密封水力节流密封较小流量的泵一般采用填料密封和机械密封，大型泵多采用浮动环密封和水力节流密封。后两种密封形式为非接触式密封，可以不受密封条件的限制。由于配合部位寿命长、免维护，运行业绩最多。但是，这两种密封必须配套外部密封水（凝结水）系统、密封水控制设备、排水回收设备等，整套装置较为复杂。水力节流密封：其主要原理在密封部位的轴或孔或同时在两者的表面刻有螺旋槽。当轴高速旋转时,螺旋对充满在密封间隙的流体产生泵送压头,这一泵送压头与被密封的介质压力相平衡,从而阻止密封介质的泄漏。由于是非接触型密封，必须从节流衬套的中间注入低温密封水（通常使用凝结水），以防止高温给水向大气中喷出、变成蒸汽。密封水注入系统有两种方式：压力控制方式：采用压力控制方式时，控制注入压力比泵内压力（吸入压力）高出一定数值（一般为0.7～1.5kgf/cm2），泵两侧的节流衬套可以共用一个压力控制阀，系统相对简单。但是，由于泵停止时会有低温密封水进入泵内部，进而影响泵均匀的暖泵状态，所以仅适用于单级前置增压泵。温度控制方式：采用温度控制方式时，用流量调整阀调整注入量，使密封水出口温度处于设定的数值（一般为50～60℃,海门为35℃）。由于注入密封水和泵内部高温水混合流出，则低温密封水不会进入泵内部。但是采用该方式时，必须分别测量各节流衬套处的出口温度以调整密封水量，一台泵必须配套两个流量调整阀。我厂采取温度控制方式调节密封水。采用温度控制方式的水力节流密封如图2所示。图2温度控制方式三、汽动给水泵密封水系统泵装有固定衬套注射密封水卸荷型水力密封,保证泵在运行时密封水不进入泵,且泵送水不泄漏。水力密封的使用寿命可达到6年以上。冷凝水注射到密封腔内向泵送水方向流去,在卸荷环内与外漏的泵送水相遇,并由管子联通到前置泵进口,只要密封水压力保持高于前置泵进口压力0.1MPa,就不会从密封腔里漏出热水。还有一些密封水会沿着水力密封漏经U型管回收到凝汽器。当泵处于静止状态,凝结密封水压力略高于泵进口压力时,冷凝结水进入泵内帮助泵更快地冷却,这样可防止热分层而造成变形。我厂汽泵密封水采用凝结水泵出口母管来水,密封水(如需要)由凝结水泵提供，工作压力约3.4MPa(g)，工作温度为31.3℃（参照绥中电厂小机技术参数）。在靠近泵组部位的注水管路中设置精细的滤网进行过滤,以保证密封水的纯度，滤网差压正常值在5-25kpa。图3汽泵密封水系统图密封水回水水共有三路（如图3示）：①一路回到汽泵前置泵进口电动门前的前置泵进口管道，因为这一路密封水靠近泵壳侧，由于漏有部分高温高压给水所以温度较高（110度左右），引回至前置泵可以节约热量提高热效率；②一路回水母管通过U型水封回到凝汽器；③第三路排地沟。后两路为同一回水母管引出，与第一路不同。正常运行时外侧密封水回水经多级水封至凝汽器，由于这一路密封水回水主要是供给的凝结水及少量给水，所以温度较低。最后一路排地沟只在启停机等凝汽器真空较低时使用。密封水的泄漏温度采用对轴套中部注入密封水的方式进行控制,故对于注入用密封水的质量应维持高洁净度。给水泵正常运行期间,给水从泵进口和泵的平衡腔室沿水力密封分别泄出；汽动给水泵作为备用泵时,给水仍从水力密封处向外泄漏,流出泵的给水由来自正常运行的暖泵水所取代。所有运行条件下,压力控制阀调节到水力密封压力的数值如下:密封水压力大于泄荷水压0.1MPa,凝结水以高于泄荷水0.1MPa的控制压力注入，压力控制阀保持密封水与泄荷水之间的压差在0.1MPa。压力阀必须安装一个差压控制执行器,自动执行器信号取自于密封水和泄荷水上的接头。为减少控制阀和水力密封之间的管道损失,控制阀应尽可能地安装在靠近给水泵处。四、润滑油中进水原因分析（一）小汽轮机轴封汽泄漏①轴封压力太高小汽轮机轴封汽来自主机低压轴封汽管,其轴封进汽压力实际上就是机轴封母管的压力,因此小汽轮机的轴封汽压力会随着主机轴封汽压力的变化而变化,当主机轴封汽压变高,小汽轮机轴封汽就容易通过轴封齿进入轴承润滑油中,造成油中进水。②轴封回水不畅从主机低压轴封母管到小汽轮机轴封的管道较长,且有两个90度的弯头,管道阻力加大,在机组启动阶段容易造成积水或者过热度不够,小汽轮机轴封回汽也容易积水,引起轴封回汽不畅,造成轴封汽水进入小汽轮机润滑油中。③排烟风机出力太大（二）汽动给水泵密封水泄漏①密封水憋压（回水不畅），造成密封水混合进入汽泵轴承润滑油；②密封水压力不够，使得泵体漏出大量高压水；③汽泵驱动端密封块损坏，密封水泄漏量逐渐增大；④小机轴封间隙不合适或轴封齿轻微磨损导致漏汽；⑤汽泵入口电动门关闭不严密，致使泵组隔离后汽泵入口压力降不下来，而这时执行安措、已退出密封水运行导致油系统进水；⑥汽泵密封水投、退时机不当，导致泵体内有压力时、密封水中断使油系统进水；（特别注意：在机组打闸，给水和凝结水系统停运后，如果此时除氧器有水且前置泵入口电动门未关，由于高度差会将除氧器的水倒流到给水泵内部，最终导致小机油中进水）⑦泄荷水管道的隔离门误关或阀芯脱落；隔离门误关或阀芯脱落，都会造成泄荷水无法正常回到前置泵进口。从上图3中我们可以看出，如果泄荷水不能正常回到汽前泵入口，那么汽泵密封水的泄荷水不可避免会增加到回U形水封的水量中去，造成密封水回水量大，导致回水不畅。（三）冷油器泄漏汽泵润滑油冷油器的冷却水由闭冷水提供，正常运行情况下，闭冷水压力比润滑油压力高，如运行过程中调整、操作不当，易出现闭冷水泄漏至润滑油中。（四）长期停运净化装置我厂配置3台移动式滤油机(2大1小)。用于机组启动时的油系统大循环或汽机检修储油箱的系统循环。油净化装置为集装式组合净化装置，能够滤除汽轮机润滑油中的水份、颗粒杂质等污染物，破除乳化相，保证润滑油再生，并能适合机组各种运行工况下对润滑油质产生的影响，自动连续运行。在不超出允许运行工况条件下，润滑油净化装置的使用寿命不小于30年，润滑油净化装置的大修周期不少于5年。在长期停运油净化装置时，会造成油质下降，油中水分得不到循环处理。五、润滑油中进水预防措施（一）小机油中进水重要原因为密封水窜入，所以在运行操作中需注意防止：1）检修汽泵后，投退密封水时注意：密封水在前置泵、汽泵进水（汽）前投入，在前置泵、汽泵退水（汽）后退出。2）在汽泵管路充水放气时,应该先投入密封水和卸荷水,充水过程应缓慢且充分；在停汽泵隔离过程中,应该先将密封水差压调低并将密封水回切至地沟,再将汽泵管路泄压。3）在启、停小机时掌握好密封水回水水路运行方式：建议在打闸前先切密封水至地沟，并泵后在负荷400MW时将小机密封水切至凝汽器。切密封水至凝汽器时注意检查水封水位正常。4）在启机过程中，将小机密封水由地沟由切至凝汽器时，应同时派人到就地的小机密封水回水多级水封处和小机泵体轴段处，与盘操协调联系，切换时要缓慢，注意小机泵体轴段密封水回水观察口回水正常，泵体轴段不冒水。5）小机密封水系统停运后，应该关闭前置泵入口电动门，开启密封水回水至地沟放水门，防止除氧器中的水因高度差倒灌至小机泵体内部导致小机油中进水。6）变工况下，对汽泵密封水压及时进行调整。正常汽泵两端外泄至漏斗应无水或不连续的水滴（准确判断应站在汽泵组基础上，用手电往汽泵两端面小孔内照射以观看是否有水沿轴从泵内串出），密封水压比前置泵压力高0.1MPA左右即可，调整密封水压应结合密封水回水温度，在机组负荷工况变动时要及时根据前置泵入口压力进行调整密封水压。7）小机密封水日常检查注意供水压力不得过高、进回水温度温差合适、多级水封旁路是否全部开启、水封注水情况是否正常以及系统阀门位置、状态是否正确，排烟机出口门是否开启，小机油箱是否异常升高。8）运行中注意小机油箱负压的变化，控制油箱负压在-100～-200Pa左右。（二）控制小汽轮机前后轴封汽压力在30--60kPa左右,特别是在启停机时,要特别注意将小汽轮机轴封汽的压力控制在正常状态。且轴封回汽要通畅,防止小汽轮机端部冒汽现象的发生。（三）除化学人员对小汽轮机润滑油定期化验外,集控运行人员每个班均对小汽轮机油箱排污一次,如发现油质异常,需及时汇报处理。（四）加强巡检工作，注意监视密封观察口是否有溢水现象，回油窗口水珠及油箱油位的变化。（五）小机油净化装置应及时投运，防止润滑油质变差。（六）在投运冷油器时应注意闭冷水压力正常；冷油器切换时注意操作正确；冷油器备用时水侧、油侧进出口门状态正确无误。