汽輪機潤滑油室外油箱儲存?zhèn)溆糜涂尚行苑治?/h1>
2019-05-29 11:07:08陳建
山東工業(yè)技術 2019年9期
陳建
摘 要：介紹了某核電三代機組汽輪機潤滑油系統(tǒng)配置；在發(fā)生潤滑油裂化或泄露事件，為避免汽輪機停機需及時補充備用潤滑油，為此對在空置的室外油箱內儲存一定量潤滑油的可行性進行分析。關鍵詞：汽輪機潤滑油；室外油箱；儲存?zhèn)溆糜驮?；措施DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1690 引言
新建的大型汽輪機組在調試和功率試驗期間，常常會發(fā)生潤滑油泄露或者潤滑油進水的事件，在日常運行期間，如果潤滑油進水嚴重含水量大會導致潤滑油乳化，潤滑油失去潤滑作用將導致機組停機。為增加系統(tǒng)可靠性，減少機組因潤滑油液位低或油品質量問題而停機的概率，本論文從增加儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑矫鏋橹朦c，分析漏油和油品裂化及應對措施，并優(yōu)化相應規(guī)程。1 室外油箱設計說明
汽輪機潤滑油系統(tǒng)在室外布置1臺凈油箱、1臺污油箱，用于為主油箱提供初裝油和后續(xù)補油。單臺油箱全容積123m?、有效容積115m?，而主油箱正常液位容積為65m?、加上系統(tǒng)內流動的潤滑油共計115m?。當前室外油箱設計滿足《GBT 50958-2013 核電廠常規(guī)島設計規(guī)范》要求，“潤滑油貯存和凈化系統(tǒng)宜2臺機組共用1套。系統(tǒng)應分設一個凈油箱和一個污油箱?！? 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥涂尚行栽u估
在發(fā)生潤滑油裂化趨勢或泄漏事件時，為避免汽輪機停機需及時補充備用潤滑油，為此對在空置的室外油箱內儲存一定量潤滑油的可行性進行評估。2.1 系統(tǒng)設計是否可行
兩臺室外油箱功能上可互為替換，正常運行期間如果在凈油箱儲存一定量的潤滑油，大修時主油箱潤滑油可輸送到污油箱。此時，如果凈油箱儲油較少，仍然可以在兩臺油箱之間倒油、凈化；如果凈油箱儲油較多，可在污油箱內凈化、凈化速度可能受到影響。因此，基于當前系統(tǒng)設備設計，可以實現(xiàn)一臺室外油箱儲存一定量潤滑油。2.2 設計方及其他核電廠調研情況
（1）日本國內電廠沒有在室外油箱儲存潤滑油的做法，因為室外油箱難以控制水分，油質可能劣化；當需要補油時通常有油罐車臨時輸送潤滑油到室外油箱、再輸送到主油箱。（2）凈污油箱功能上可以互為替換，但初始設計在大修期間使用，不建議正常運行期間油箱內存油；如需要在正常運行期間存油，需要考慮消防設計。
同時，也調研了國內核電室外油箱設置情況：
（1）江蘇核電一期主汽輪機未設計備用油箱，二期設計有兩個油箱，但只在大修時用于倒油，平時沒有存油。（2）廣核凈油箱、污油箱放置在廠房內，日常存放一定量潤滑油，同時配置有濾油機。2.3 室外油箱存儲備用潤滑油潛在問題及措施分析
室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥痛嬖谌缦聺撛趩栴}：
（1）潤滑油長時間儲存在室外油箱，可能出現(xiàn)劣化，油質難以長期保持合格狀態(tài)，需要定期取樣分析和凈化。（2）當前室外油箱區(qū)域消防設計沒有考慮長期儲油工況，因此消防設計需要重新評估設計。
針對上述潛在問題，可行措施分析如下：
（1）為避免油質裂化，需開發(fā)預維項目，對室外油箱儲存的潤滑油，定期取樣化驗外觀、粘度、酸值、水分、顆粒度等參數(shù)，保障油質可用性。（2）關于消防設計，根據《GB50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》和《GB50016-2014建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定，罐壁高度小于7m或容量不大于200m?的儲罐可采用移動式泡沫滅火系統(tǒng)，當前室外油箱并沒有設計移動式滅火系統(tǒng)，且消防隊的移動式滅火車離現(xiàn)場較遠、且運送比較費時，不能滿足緊急情況下的及時滅火。3 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑治?.1 漏油可能性及風險分析
潤滑油系統(tǒng)對外漏油的可能位置，主要包括小口徑閥門以及管道法蘭連接處。正常運行期間，這些位置漏油可能性小，而由于閥門在線錯誤、或者設備檢修后法蘭未緊固等原因導致潤滑油系統(tǒng)啟動時漏油可能性較大。
（1）如在潤滑油系統(tǒng)啟動時漏油，可及時發(fā)現(xiàn)處理、不會造成汽輪機運行風險。（2）如正常運行期間漏油，主油箱設置有液位低報警，主控可及時發(fā)現(xiàn)并安排檢查、處理；且小口徑閥門忘關或誤開、法蘭滲漏等原因導致的漏油，不會產生類似于系統(tǒng)大破口的極端影響。（3）運行巡檢方案中要求每個值都要現(xiàn)場檢查主油箱液位計液位，如發(fā)生漏油可及時發(fā)現(xiàn)異常。（4）在系統(tǒng)發(fā)生上述漏油情況下，可運送桶裝潤滑油至凈油箱、再輸送到主油箱，也可以運送桶裝潤滑油至潤滑油間、使用臨時濾油機輸送到主油箱。（5）如果發(fā)生極端的系統(tǒng)大破口異常事件，補油維持機組運行也不合理，只能停機。
基于上述漏油可能性及風險分析，從常規(guī)的系統(tǒng)漏油情況看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的，但應開發(fā)緊急補油規(guī)程應對漏油工況。3.2 油質裂化可能性及風險分析
潤滑油系統(tǒng)每周取樣分析以確認油質情況，長期運行引起的油質變化趨勢能夠得到有效監(jiān)督，根據需要也有充足時間運輸和補油。
短期引起潤滑油質劣化，主要可能因素為軸封蒸汽泄漏或潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器傳熱管破裂。機組調試期間，出現(xiàn)過因軸封蒸汽泄漏導致的潤滑油進水事件，基于該事件的原因分析，已有如下完善：潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器均安排有3C一次的檢查與清洗、傳熱管泄露檢查；修改運行規(guī)程，在投運軸封、切換冷油器操作后，通知化學取樣分析潤滑油中水分；運行巡檢時記錄主油箱壓力、油位等參數(shù)。同時，基于已有的潤滑油水分異常事件處理經驗來看，只要及時降低水分，水分短時異常并不會立即導致潤滑油發(fā)生不可逆的劣化。
基于上述分析，針對潤滑油油質的監(jiān)督和管控，潤滑油系統(tǒng)及密封油系統(tǒng)已制定了合理的預防性維修策略和運行規(guī)程，可以在油質出現(xiàn)不可接受的劣化情況前發(fā)現(xiàn)并改善。因此，從油質劣化預防角度看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的。4 結論
汽輪機潤滑油系統(tǒng)凈油箱長期儲存適量潤滑油用于備用的設想，從系統(tǒng)功能上分析是可以實現(xiàn)、但不是必須的，而且如長期儲存潤滑油、需要增加泡沫消防設計。因此，維持當前汽輪機潤滑油系統(tǒng)凈油箱、污油箱設計功能不變，油箱用于機組大修時臨時儲存潤滑油、不用于儲存?zhèn)溆糜汀Ｍ瑫r開發(fā)緊急補油運行規(guī)程，在主油箱油位低時及時補油。
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新建的大型汽輪機組在調試和功率試驗期間，常常會發(fā)生潤滑油泄露或者潤滑油進水的事件，在日常運行期間，如果潤滑油進水嚴重含水量大會導致潤滑油乳化，潤滑油失去潤滑作用將導致機組停機。為增加系統(tǒng)可靠性，減少機組因潤滑油液位低或油品質量問題而停機的概率，本論文從增加儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑矫鏋橹朦c，分析漏油和油品裂化及應對措施，并優(yōu)化相應規(guī)程。1 室外油箱設計說明
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兩臺室外油箱功能上可互為替換，正常運行期間如果在凈油箱儲存一定量的潤滑油，大修時主油箱潤滑油可輸送到污油箱。此時，如果凈油箱儲油較少，仍然可以在兩臺油箱之間倒油、凈化；如果凈油箱儲油較多，可在污油箱內凈化、凈化速度可能受到影響。因此，基于當前系統(tǒng)設備設計，可以實現(xiàn)一臺室外油箱儲存一定量潤滑油。2.2 設計方及其他核電廠調研情況
（1）日本國內電廠沒有在室外油箱儲存潤滑油的做法，因為室外油箱難以控制水分，油質可能劣化；當需要補油時通常有油罐車臨時輸送潤滑油到室外油箱、再輸送到主油箱。（2）凈污油箱功能上可以互為替換，但初始設計在大修期間使用，不建議正常運行期間油箱內存油；如需要在正常運行期間存油，需要考慮消防設計。
同時，也調研了國內核電室外油箱設置情況：
（1）江蘇核電一期主汽輪機未設計備用油箱，二期設計有兩個油箱，但只在大修時用于倒油，平時沒有存油。（2）廣核凈油箱、污油箱放置在廠房內，日常存放一定量潤滑油，同時配置有濾油機。2.3 室外油箱存儲備用潤滑油潛在問題及措施分析
室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥痛嬖谌缦聺撛趩栴}：
（1）潤滑油長時間儲存在室外油箱，可能出現(xiàn)劣化，油質難以長期保持合格狀態(tài)，需要定期取樣分析和凈化。（2）當前室外油箱區(qū)域消防設計沒有考慮長期儲油工況，因此消防設計需要重新評估設計。
針對上述潛在問題，可行措施分析如下：
（1）為避免油質裂化，需開發(fā)預維項目，對室外油箱儲存的潤滑油，定期取樣化驗外觀、粘度、酸值、水分、顆粒度等參數(shù)，保障油質可用性。（2）關于消防設計，根據《GB50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》和《GB50016-2014建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定，罐壁高度小于7m或容量不大于200m?的儲罐可采用移動式泡沫滅火系統(tǒng)，當前室外油箱并沒有設計移動式滅火系統(tǒng)，且消防隊的移動式滅火車離現(xiàn)場較遠、且運送比較費時，不能滿足緊急情況下的及時滅火。3 室外油箱儲存?zhèn)溆脻櫥捅匾苑治?.1 漏油可能性及風險分析
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（1）如在潤滑油系統(tǒng)啟動時漏油，可及時發(fā)現(xiàn)處理、不會造成汽輪機運行風險。（2）如正常運行期間漏油，主油箱設置有液位低報警，主控可及時發(fā)現(xiàn)并安排檢查、處理；且小口徑閥門忘關或誤開、法蘭滲漏等原因導致的漏油，不會產生類似于系統(tǒng)大破口的極端影響。（3）運行巡檢方案中要求每個值都要現(xiàn)場檢查主油箱液位計液位，如發(fā)生漏油可及時發(fā)現(xiàn)異常。（4）在系統(tǒng)發(fā)生上述漏油情況下，可運送桶裝潤滑油至凈油箱、再輸送到主油箱，也可以運送桶裝潤滑油至潤滑油間、使用臨時濾油機輸送到主油箱。（5）如果發(fā)生極端的系統(tǒng)大破口異常事件，補油維持機組運行也不合理，只能停機。
基于上述漏油可能性及風險分析，從常規(guī)的系統(tǒng)漏油情況看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的，但應開發(fā)緊急補油規(guī)程應對漏油工況。3.2 油質裂化可能性及風險分析
潤滑油系統(tǒng)每周取樣分析以確認油質情況，長期運行引起的油質變化趨勢能夠得到有效監(jiān)督，根據需要也有充足時間運輸和補油。
短期引起潤滑油質劣化，主要可能因素為軸封蒸汽泄漏或潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器傳熱管破裂。機組調試期間，出現(xiàn)過因軸封蒸汽泄漏導致的潤滑油進水事件，基于該事件的原因分析，已有如下完善：潤滑油系統(tǒng)及密封油冷油器均安排有3C一次的檢查與清洗、傳熱管泄露檢查；修改運行規(guī)程，在投運軸封、切換冷油器操作后，通知化學取樣分析潤滑油中水分；運行巡檢時記錄主油箱壓力、油位等參數(shù)。同時，基于已有的潤滑油水分異常事件處理經驗來看，只要及時降低水分，水分短時異常并不會立即導致潤滑油發(fā)生不可逆的劣化。
基于上述分析，針對潤滑油油質的監(jiān)督和管控，潤滑油系統(tǒng)及密封油系統(tǒng)已制定了合理的預防性維修策略和運行規(guī)程，可以在油質出現(xiàn)不可接受的劣化情況前發(fā)現(xiàn)并改善。因此，從油質劣化預防角度看，在室外油箱儲存潤滑油以備用不是必須的。4 結論
汽輪機潤滑油系統(tǒng)凈油箱長期儲存適量潤滑油用于備用的設想，從系統(tǒng)功能上分析是可以實現(xiàn)、但不是必須的，而且如長期儲存潤滑油、需要增加泡沫消防設計。因此，維持當前汽輪機潤滑油系統(tǒng)凈油箱、污油箱設計功能不變，油箱用于機組大修時臨時儲存潤滑油、不用于儲存?zhèn)溆糜汀Ｍ瑫r開發(fā)緊急補油運行規(guī)程，在主油箱油位低時及時補油。
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