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防止小机油中进水技术专题报告


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
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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0.7~1.5 kgf/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3.4 MPa(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,
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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 ③ 一路回水母管通过U型水封回到凝汽器; 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0.1 MPa 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。
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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 ② ③ ④ ⑤ 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; 密封水压力不够,使得泵体漏出大量高压水; 汽泵驱动端密封块损坏,密封水泄漏量逐渐增大; 小机轴封间隙不合适或轴封齿轻微磨损导致漏汽; 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。
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(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
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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--60 kPa 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。

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