汽轮机油挡甩油分析与处理.pdf

节能低碳传源南环境1SSN1672-9064CN35-1272/TK汽轮机油挡甩油分析与处理蔡越（福建省福能晋南热电有限责任公司J福建泉州36 2 2 0 0)摘要针对汽轮机为杭州汽轮机股份有限公司制造的EHNG50/50/64背压式汽轮机正常运行转速在30 0 0 r/min时，#2 轴瓦油挡甩油雾现象原因进行分析及处理。确定为联轴器螺栓凸出部分处带动联轴器罩壳内部的油气混合物旋转，产生鼓风效应，油气在联轴器罩壳内部形成微正压，沿联轴器罩壳油挡处冒出，引起联轴器油挡处滴油甚至喷油。关键词汽轮机油挡甩油中图分类号：TK268文献标识码：A文章编号：16 7 2-90 6 4(2 0 2 3)0 4-0 7 7-0 30引言某电厂汽轮机为杭州汽轮机股份有限公司制造的EHNG50/50/64背压式汽轮机，该机组与2 0 2 0 年6 月10 日通过（7 2+2 4）h满负荷试运。在2 0 2 2 年0 2 月11日停机检修对油挡进行改造后安装，启机之后2 轴瓦甩油现象消失，缺陷彻底消除。该汽轮机设有4个轴瓦，汽轮机测2 个轴瓦，发电机测2 个轴瓦，汽轮机头部轴瓦为#1轴瓦，向发电机方向轴瓦名称为#2、#3、#4轴瓦。其中#2 轴瓦靠近#3轴瓦测油挡运行时会有甩油现象，给机组安全运行造成隐患。1汽轮机的油挡结构该机组汽轮机油挡原设计有2 处（图1），第一处油挡位于#2轴瓦与联轴器之间油挡洼窝上，油挡为镶嵌式结构，由上下2个半圆形不锈钢片组成，且在油挡下部设有回油槽，可使被油挡挡住的润滑油顺着回油槽的引流流至轴承箱底部，并从轴承箱底部的回油管回到油箱内，形成循环；第二处油挡位于联轴器罩壳靠#3轴瓦处，油挡为螺栓锁紧固定，由上下2 个半圆形不锈钢片组成，靠螺栓锁紧的紧力密封，把润滑油挡住不外漏。汽轮机侧发电机侧#3轴瓦靠近油挡设计有2 块油挡，共有5道油挡尺（图2)。油挡与转子间隙非常小，汽轮机转子转动过程中转子轴颈带起的润滑油及轴承箱内喷溅的润滑油9 5%以上被第一道油挡挡在轴承箱内部，剩下很小的一部分润滑油附着在转子上形成油膜继续向外扩展。第二道油挡齿会将这部分油膜再阻挡掉一半以上。经过第三道油挡齿的油膜已经非常少，已经很难继续向外扩展。即使油膜积聚到一定厚度继续向外扩展，油挡外部第二组油挡有两道齿，并且第二组油挡第一道齿的位置转子上有一圈凹槽可使油挡齿延伸，减小间隙，完全可以将剩余部分油膜挡住。汽轮机联轴器罩壳与#3轴瓦油挡之间空间过小，转子在联轴器罩壳油挡位置有凹槽（图2），导致改造成带油挡齿类型的油挡难度增加。汽轮机侧发电机侧234发电机侧5图2#3轴承座油挡在汽轮机运行中轴承箱内会保持负压：转子旋转产生的热量以及汽轮机流通部分热量的传递，润滑油冷却轴承时1-转子2-#2 轴承座；3-联轴器；4-联轴器罩壳；5-#3轴承座；6-油挡。图1汽轮机油挡安装位置俯视剖面图收稿日期：2 0 2 3-0 1-19作者简介：蔡越（1995一），男，本科，学士，助理工程师，从事热电厂设备检修工作。会产生油烟，油烟会沿转子与油挡间隙向外扩散；防止外部2023.NO.4.传源南环境节能低碳1SSN1672-9064CN35-1272/TK杂质或者轴封漏气过多进入轴承室影响润滑油质量。2轴瓦油挡甩油的现象与分析2.1油挡甩油现象该机组启机后观察，#2 轴瓦油挡处有油雾甩出。刚刚启动时甩油为肉眼可见的小油滴，启机大约1d后成油雾状，拿手电筒观察可见少量油雾甩出。油挡甩油危害：甩出的油进人汽轮机本体保温，有导致保温材料着火发生火灾的可能；甩出的油雾遇到发电机侧碳刷打出的火星，有发生火灾的可能；油挡内积油在高温下会发生碳化，长期运行会磨损转子轴颈。2.2油挡甩油分析(1)轴承箱内真空不足，导致油气混合物向外喷射,形成油雾甩出。因为油烟是轴与轴承摩擦生热是润滑油产生的,其比重较轻，自然留在轴承箱的上部空间；若轴承座有负压，便可以随着回油管返回主油箱。但现在轴承座内负压太小，使得滞留的油烟密度越来越大，当压力达到一定值时，从间隙处往外冒出。根据安装说明书标准，对主油箱负压进行调整，将主油箱负压调整至-1.3kPa后主油箱甩油情况未减轻，又调整至-1.8 kPa后主油箱甩油情况未减轻，再调整至-2.4kPa后主油箱甩油情况仍未减轻，由此可排除主油箱真空不足导致甩(4)回油管设计不合理。回油管设计的回油管口径不合适或回油高度不足导致回油不良。在机组正常运行时，观察回油管窥视窗检查回油情况，回油管并未满管，由此可排除回油管管径设计不合理的可能性。同时#2 轴瓦回油管至主油箱顶部高度约为2.2 m，回油高度足够，此可排除回油高度不足导致回油不良的可能性2 。(5)轴瓦振动大导致甩油。检查#1#4轴瓦（机组共4个轴瓦）X方向和Y方向振动均为6 5m（标准90 m），振动情况良好，故可排除轴瓦振动大导致甩油的可能性。(6)汽轮机联轴器螺栓设计不合理，且轴承油档间隙设计不合适，不符合现场实际使用要求，甚至轴承油档损坏，导致甩油。汽轮机和发电机转子连接处(联轴器）圆周方向用螺栓连接，在汽轮机发电机额定转速转动时，联轴器螺栓无设计螺栓罩壳，使得螺栓凸出转子部分产生鼓风效应，从而在联轴器罩壳内部形成正压，引起回油不畅，运行时从联轴器罩壳油挡处冒出油气,甚至冒油(图4)。汽轮机侧12一3发电机侧油的可能性。3油挡改造在实际中的运用根据以上分析可得，2 轴瓦处甩油主要原因是汽轮机联轴器螺栓设计不合理，且轴承油档间隙设计不合适。为此，利用停机检修的机会，对汽轮机油挡进行改造(图5)。尽量减小油挡洼窝油挡与汽轮机转子间隙，间隙约为3mm，口(2)汽轮机联轴器护罩内负压分布不均，造成过多润滑油口通过第一道油挡，第二道油挡无法挡住过量的润滑油，造成#2轴瓦处甩油。利用停机的机会对汽轮机联轴器护罩回油管增设隔离门，隔断护罩内负压，机组运行至30 0 0 r/min时，对联轴器后回油管新增调节门进行调整（图3)。主油箱负压保持不变，对新增回油门关闭1/4,观察油挡甩油现象，油挡甩油情况未减轻；对新增回油门关闭1/2,对新增回油门在关闭1/2 的基础上继续微关，油挡甩油情况未减轻。由此可排除盘车部位润滑油因联轴器罩壳内负压分布不均造成#2 轴瓦处甩油的可能性。汽轮机侧1-转子；2-#2 轴承座；3-联轴器;4-联轴器罩壳；5-#3轴承座；6-油挡；7-回油管；8-回油调节手动门。图3汽轮机油挡安装位置主视剖面图(3)油挡中分面存在间隙。利用停机机会对油挡中分面油挡间隙进行检查，密封胶密封良好，密封胶处无渗油情况，故可排除油挡中分面存在间隙导致甩油的可能性。1-联轴器；2-联轴器螺栓;3-联轴器罩壳。图4汽轮机联轴器主视面图(7)汽轮机油挡设计与转子间的间隙过大。油挡与转子间隙过大，会使汽轮机转子转动过程中转子轴颈带起的润滑油及轴承箱内喷溅的润滑油，以及润滑油附着在转子上形成的油膜，均可通过油挡与转子间隙流至后端。234口口58发电机侧2023.NO.4.因油挡洼窝油挡材质为30 4，保留汽轮机转子最大窜动量时不会碰到油挡片，保障机组安全运行；联轴器罩壳油挡内侧（靠汽轮机侧)增加1道油挡，使该部位形成双层油挡，联轴器罩壳油挡内侧因锁紧油挡部位垂直对应于转子联轴器轴段有1个台阶，无法完全垂直，若油挡过短该油挡取得的效果无法保证，油挡若能延长到联轴器轴段台阶里，油挡效果能大大提升；又因转子台阶位置与锁紧油挡位置无法完全垂直，如用30 4材质油挡机组运行期间必定会产生碰磨，造成转子损坏，油挡磨损后，杂质碎屑掉入油系统内，危及到机组的安全运行。经过分析研究，该处内侧油挡由聚四氟乙烯材质制作的油挡(图6)。78节能低碳传源南环境1SSN1672-9064CN35-1272/TK汽轮机侧发电机侧口口口1-油挡洼窝油挡；2-联轴器罩壳油挡。图5汽轮机油挡示意图联轴器罩壳双层油挡一图6 汽轮机聚四氟乙烯材质油挡聚四氟乙烯材质具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，本身自带润滑的作用，抗形变能力强，选用该材料在这个部位为最合适的选择；联轴器罩壳、内外侧的油挡与汽轮机转子间隙都留3mm。机组运行至30 0 0 r/min时，通过观察#2 轴瓦处甩油现象，未发现有形成油雾甩出。故可判断油挡甩油为轴承油档间隙设计不合适导致。经过一段时间机组的运行，没有发现油挡甩油现象,且在机组运行1a后的计划性停机检修期间对汽轮机油挡检查，未发现聚四氟乙烯材质油挡有破损、破裂等缺陷，2油挡锁紧螺栓也处于紧固状态，证明该油挡在运行中无安全隐患，可供运行使用。4经济效益(1)根据油系统正常运行时补油量计算，改造前每月约对油系统补油17 0 kg，改造后每月对油系统补油57 kg。(2)按照每千克汽轮机油17 元计算，改造后每月可增加纯利润近2 0 0 0 元，则每年可增加利润约2.4万元。5结语根据本次对汽轮机油挡甩油的分析，探讨了油挡甩油的原因、甩油时的排查、解体检修后的运用等事项，可知#2 轴瓦处甩油主要原因是汽轮机联轴器螺栓设计不合理，且轴承油档间隙设计不合适。通过#2 轴瓦油挡甩油问题的发现、分析与处理并改造了油挡，消除了机组运行中轴瓦处甩油的现象。参考文献1姚金成.赵保伟.汽轮机组漏油原因分析及镶嵌式油挡在线处理C/云南省电机工程学会.2 0 11年云南电力技术论坛论文集（入选部分）.昆明：云南省电机工程学会，2 0 11：153-156.2于新娜，江鸿，张恩瑜，等.10 0 0 MW核电汽轮机轴承甩油原因分析及优化J.电工技术,2 0 19(17):8 3-8 5.2023.NO.4.79