给水泵汽轮机油中带水原因分析及处理

给水泵汽轮机油中带水原因分析及处理发表时间：2018-01-28T19:56:38.463Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：王志鸿[导读] 摘要：给水泵汽轮机组附属管道设计原因及所驱动设备为水泵等原因，在试运过程及正常的运行过程中常常发生油中带水的现象，时间一长造成油质恶化，影响机组的安全运行。

（大唐太原第二热电厂山西太原 030041）摘要：给水泵汽轮机组附属管道设计原因及所驱动设备为水泵等原因，在试运过程及正常的运行过程中常常发生油中带水的现象，时间一长造成油质恶化，影响机组的安全运行。

基于此，对给水泵汽轮机油中带水原因进行了分析并提出了相应对策。

关键词：给水泵汽轮机；油中带水；原因分析；处理措施给水泵汽轮机经常出现油中带水的现象，若油品监督不及时，还会发生油品乳化现象，严重影响汽动给水泵组的安全、经济运行。

要及时组织专业技术人员及专家共同分析，找出给水泵汽轮机油中带水的主要原因并能经过现场技术分析及改进，有效地避免给水泵汽轮机油站油中带水的现象，保证给水泵及给水泵汽轮机的安全、经济运行，是确保汽轮发电机组安全、高效、经济运行的重要前提。

一、油中带水的危害给水泵汽轮机内的水蒸汽进入润滑油系统后，油会被乳化，由此产生的危害主要表现在以下3个方面：（1）使给水泵汽轮机调节系统中套筒及滑阀等部件严重锈蚀，造成滑阀卡涩，降低系统灵敏度，加重机组运行负荷。

引起调节系统和保安装置动作失灵或误动，严重时会导致机组超速甚至飞车。

（2）如果乳化液沉积于油循环系统中，就会妨碍油的循环，造成轴承和轴颈的磨损，影响散热，造成供油不足，容易导致轴承烧瓦。

（3）使给水泵汽轮机油的氧化加速，酸值升高，产生较多的氧化沉积物，从而进一步延迟了给水泵汽轮机油的破乳化时间，造成恶性循环。

二、油中进水原因分析给水泵汽轮机油中带水的原因主要是由设计安装和运行调整两方面的原因引起的，而轴封供汽、漏汽及回汽系统的设计安装不合理或运行中调整不当是给水泵汽轮机油中带水的主要原因。

2.1 轴封间隙过大为保证给水泵汽轮机的经济性和防止轴封汽进入给水泵汽轮机的轴承中，轴封处的间隙一般都较小，给水泵汽轮机高、中压轴封间隙正常为0.60mm～0.85mm，但为了避免在启停机过程中汽封及汽封的变形造成动静摩擦而大轴弯曲，在安装过程中，往往会把各级汽封间隙留得较大。

汽封间隙的实际值大于设计值，使轴封间隙过大，造成漏汽量增加，各段漏汽管路排放能力不足，而使一部分高压汽源（尤其是高压缸前后）漏入下一级，大量排放造成轴承室吸入大量湿蒸汽，使油中带水。

2.2 轴封漏汽回汽阻力过大，回汽不畅给水泵汽轮机轴封系统的高、中、低压段的最外档漏汽并入到同一个回汽母管被轴加风机从轴封加热器抽出，但回汽管道因为现场安装位置的原因，管道弯头太多，阻力大过，特别是高压缸的前、后轴封漏汽和中压缸前轴封漏汽管由于布置在高、中压缸下面，管道多，难于布置，回汽管布置成较大的凹字形，导致回汽不畅；轴加风机排汽口设在除氧层上面，出口位置太高，再加上弯头多、管径小等原因，又造成轴封汽排汽不畅。

给水泵汽轮机轴封系统最外档轴封腔室压力设计值为一6.3kPa，而在实际运行中轴封风机进汽口压力却常常在3kPa～8kPa左右，导致最外档轴封腔室压力大大高于设计值。

而在除氧层的轴封风机排汽口又基本上看不到的蒸汽排出，由于回汽和排汽的不畅，轴封漏汽不能及时排出从而进入轴承的油档中，导致了给水泵汽轮机油中带水。

2.3 轴承座内负压太高机组一般在给水泵汽轮机主油箱上装有排油烟风机，在运行中维持轴承座中的微负压，在油箱油面上负压为98Pa～196Pa，轴承座内负压为49Pa～98Pa，以抽出轴承座内的油烟，防止油质恶化。

当主油箱排油烟风机入口的压力表精度不够，使主油箱排油烟风机入口负压高达1000Pa左右，使轴承座内负压过高，轴封漏汽吸入润滑油中，导致油中带水。

此外，主油箱排油烟风机安装在主油箱面，而主油箱排油烟风机排汽口设在机房顶部，排汽管较长，在主油箱排油烟风机出口门前后未安装排水门，通过排油烟风机抽出的蒸汽经常有部分水蒸气凝结成水又回流到油箱中，造成油中带水。

2.4 排水门安装不合理排烟系统由主油箱排烟风机、隔氢装置排油烟风机组成。

当这两个排水门无法正常工作，里面长时间积存的大量积水不能及时排走，还影响了隔氢装置排油烟风机的止常工作，导致油中带水。

2.5 轴封供汽调节不当自密封系统正常运行时其高压缸前后轴封的一档漏汽及中压缸前轴封的一档漏汽并到一个母管进入除氧器，高、中压缸前后轴封的二档漏汽经减温减压后供低压缸轴封提供轴封汽源，高、中、低压缸前后的的最外档漏汽并入到同一个加汽母管被轴封风机从轴封加热器抽出。

在运行中，由于进入除氧器高中压轴封的大量漏汽使除氧器压力太高（除氧器压力达到0.6MPa时报警）而需要节流，而高中压缸轴封向低压缸轴封供汽的轴封母管压力设计值为0.03MPa，给水泵汽轮机投产初期，为了保证低压轴封供汽，轴封母管压力常被调整在0.03MPa～0.035MPa运行，轴封供汽压力过高，导致轴封汽漏入轴承座内，使给水泵汽轮机油中带水。

三、汽动给水泵密封水回水不畅问题方案研究根据汽泵密封水系统在运行过程中出现的各种问题，并结合汽泵密封水的构造和功能，我们从以下几个方面对该问题产生的原因展开了认真的分析：3.1运行操作方面的原因经过对汽泵密封水系统的原理和功能进行仔细的研究分析后，我们了解到该迷宫式密封系统在汽泵正常运行时，密封水回水是通过回水母管、U型水封回收到凝汽器。

同时汽泵的迷宫式密封装置采用螺旋型构造，当汽泵运转时，密封水会沿着螺旋槽向汽泵内部流动，从而起到密封给水泵轴端的效果。

而当汽泵停运以后，汽泵内的锅炉给水及密封水失去此动力，因此密封槽内部的水全部向外部流出，此时只依靠U型水封回凝汽器已不能满足排水需要。

因此，必须及时打开密封水至地沟的排放门进行紧急排泄，如至地沟门不能及时打开，就会造成大量的水沿轴向串至轴承座中，导致小机润滑油系统中进水。

从现场实际的设计情况来看，汽泵给水泵的密封水至地沟截门位置距离集控室太远，一旦出现汽泵紧急停运情况，运行人员缺少足够的时间来打开密封水排地沟门，因此不能保证密封水在紧急情况下的正常排泄，分析认为该因素是导致密封水回水不畅的主要客观因素之一。

3.2多级水封的安装、设计从工作原理上来看，汽泵密封水多级水封的制造、安装质量问题对密封水系统的正常运行也有直接关系。

分析看来，我们认为主要有以下几个方面的因素：（1）轴封的回水管、泄荷管、多级U形水封槽尺寸：按图纸要求，回水总管与旁路排地沟的管径均为89mm，泄荷管管径为 57mm。

U形水封槽底部应安装在凝汽器坑内。

如果采用3级水封槽，引出管至凝汽器汽侧接口距U形水封槽的底部要控制在6～7m之间。

（2）密封水压力调整：汽泵密封水进水通过调节阀进行调节，阀后压力不宜过高，比汽泵前置泵的进口压力大0.05MPa～0.1MPa即可。

在回水母管上安装的温度表显示温度不能高于90℃，该温度与密封水差压＜0.015MPa同时产生时跳泵。

（3）密封轴套与衬套间隙：安装图纸要求是0.40～0.48mm；如果间隙过大，就会造成密封水作用失效，无法保证密封效果；而间隙过小，又会造成动静部分的摩擦，导致泵芯损坏。

（4）泄荷水管道的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。

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。

3.3密封水回水不畅的原因（1）从调试跟踪情况和机组运行经验来看，汽泵密封水调节阀、泄荷水阀都处于正常运行状态，操作过程得当，因此对密封水产生的影响非常小；密封水回水温度一般在60℃左右，当密封水压差Δp=0时，密封水回水温度才为57.5℃，由此可以看出，阀门运行状况及密封水温度的影响可以排除。

（2）在汽泵实际运行过程中，通过对密封水压力的监视发现，密封水压差在0.85～0.95MPa之间，符合0.05～0.1MPa的设计要求，对密封水温度的影响也可以忽略不计。

（3）从汽泵的出厂记录上来看，汽泵密封轴套与衬套的间隙为0.42mm，也在要求范围之内，结合实际运行情况，由间隙产生的影响也可以排除。

（4）通过对现场设备的安装跟踪调查，多级水封的安装制造均按照设计要求进行，管道尺寸符合规定要求当凝汽器绝对压力为0.003 MPa时，U形管回凝汽器出水高度为6m，h3=0.38m，若出水高度再小下去，则U形水封就可能遭到破坏，凝汽器真空将下降。

当凝汽器绝对压力为0.016MPa时，U形管回凝汽器回水高度为7m，h3=2.06m，若U型管底部布置得不够低，例如在0m，电泵也在0m，那么泵轴处将满水，使大量水进入轴承中。

在实际安装过程中，经过实地测量发现：密封水回水至凝汽器管道高度与设计值有一定的偏差，实际高度比设计值约高出1m，因为设计值对密封水能否正常回收起到致关重要的作用，对于由此产生的影响我们认为是问题产生的主要因素，通过与厂家技术人员的协商和讨论，双方取得了一致的意见。

四、处理措施针对机油中带水的原因，通过分析采取了以下处理措施4.1 调整轴封间隙，减少漏汽量轴封间隙过大是给水泵汽轮机油中带水的一个主要原因，在大修期间对各级轴封间隙进行了检查，发现高、中压缸轴封间隙比正常值偏大，高压轴封最大间隙达到了1.5mm，严重超过没计值。

后对高中压轴封间隙进行了调整，减少了轴封漏汽量，从而从根本上解决了油中带水问题。

4.2 对回汽管和排水管进行改造，减少阻力针对轴封漏汽的回汽管弯头多，阻力大，对回汽管进行了改造，在高、中、低压轴封最外档漏汽管上另加装了一个Ф108×4mm的水平加汽管，直接进入轴封加热器进口，大大减小了回汽管的阻力，使回汽顺畅。

为了减小轴封风机排汽管的阻力，对排汽管也进行了改造，拆除原来到除氧层的排汽管，在轴封风机出口门后另安装了一个水平排汽管直接从五米层排出厂房外，使原来排汽管的弯头由6个减少到2个，并且增大了排汽管的管径，使排汽管的管径由原来的Ф150×4mm增大到改造后的Ф219×4mm，排汽管道也缩短到原来的三分之一，明显减少了排汽阻力。

4.3 调整风机的进口压力，减小轴承座负压轴承座离轴封较近，轴封漏汽，直接影响轴承座周围环境，轴承座内负压越大，轴封漏出的蒸汽越容易被吸人轴承座内进入油系统，造成油中带水。

因此，轴承座负压的调整，直接影响到油中积水，在保证各轴承室回油畅通，排烟顺利的情况下，适当调整排烟风机出口挡板，降低轴承室负压是很重要的。

根据设计值，轴承室负压为49Pa～98Pa，最大不应大于147Pa，由于主油箱排油烟风机入口压力表的精度不够，使入口负压高达1000Pa左右，使轴承座内负压明显高于设计值。