劉書元,毛義云
(國(guó)家能源集團(tuán)寶慶發(fā)電有限公司,湖南 邵陽(yáng) 422200)
湖南某發(fā)電有限公司兩臺(tái)哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的CLN660-24.2/566/566 型超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)50%B-MCR汽動(dòng)給水泵(以下簡(jiǎn)稱汽泵),給水泵汽輪機(jī)(以下簡(jiǎn)稱小機(jī))為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的G16-1.0型單軸單缸沖動(dòng)式汽輪機(jī),給水泵為上海電力修造總廠有限公司生產(chǎn)的HPT300-340-6S/27A型臥式多級(jí)雙殼芯包式的多級(jí)離心泵,汽動(dòng)給水泵組共用一套潤(rùn)滑油系統(tǒng),由給水泵汽輪機(jī)提供潤(rùn)滑油源[1]。
小機(jī)油站供油泵由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),從油箱抽油供給汽輪機(jī)、給水泵各軸承及盤車裝置。汽輪發(fā)電機(jī)組高負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí),汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)存在油中帶水情況,最嚴(yán)重時(shí)含水量達(dá)到2 000 mg/l以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值100 mg/l[2],油質(zhì)變差不僅影響潤(rùn)滑效果,情況嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致燒瓦,存在較大的安全隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)。
汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油系統(tǒng)有兩臺(tái)冷油器(一用一備),兩臺(tái)冷油器油側(cè)通過(guò)聯(lián)絡(luò)管相連。正常運(yùn)行中油側(cè)壓力均高于水側(cè)(油側(cè)壓力為0.6 MPa,水側(cè)壓力為0.3 MPa),運(yùn)行中冷卻水不可能漏至潤(rùn)滑油中。機(jī)組停運(yùn)后進(jìn)行冷油器查漏均未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn),所以排除了潤(rùn)滑冷油器水側(cè)滲漏至油側(cè)的可能性。
汽泵軸端密封為整體快裝式機(jī)械密封,其內(nèi)套筒采用雙斜面夾箍緊縮環(huán)與泵軸聯(lián)接,泵內(nèi)給水溫度在180 ℃左右,是通過(guò)密封襯套上的螺旋紋逐級(jí)節(jié)流降壓[3],同時(shí)在汽泵軸端密封內(nèi)接有壓力為2.5 MPa 左右、溫度為35 ℃的凝結(jié)水作為密封水實(shí)現(xiàn)密封。密封水起到密封、潤(rùn)滑、冷卻的作用,進(jìn)入軸端密封后沿軸分為相反的兩路,通過(guò)迷宮密封降壓后進(jìn)行回收。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析機(jī)械密封水漏入潤(rùn)滑油中的可能性極小。
針對(duì)2號(hào)機(jī)組汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油中含水量超標(biāo)的問(wèn)題,我們對(duì)2014年10月至2016年10月期間兩臺(tái)機(jī)組A、B小機(jī)潤(rùn)滑油含水情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(油中含水量超標(biāo)時(shí)一直加裝移動(dòng)式真空濾油機(jī)進(jìn)行處理),如表1、表2所示。
表1 1號(hào)機(jī)組小機(jī)高壓軸封壓力與潤(rùn)滑油含水量化驗(yàn)結(jié)果
表2 2號(hào)機(jī)組小機(jī)高壓軸封壓力與潤(rùn)滑油含水量化驗(yàn)結(jié)果
通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)和油質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)在機(jī)組低負(fù)荷期間,汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油中含水量均正常;當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較高,小機(jī)高壓軸封壓力高至95 kPa以上時(shí),潤(rùn)滑油中含水量明顯增大,可以判定軸封蒸汽漏入軸承箱是油中進(jìn)水的主要原因。
原因分析:小機(jī)高壓軸封蒸汽取自主汽輪機(jī)軸封母管,設(shè)計(jì)壓力30~60 kPa,溫度為120~170 ℃,運(yùn)行中小機(jī)軸承箱內(nèi)上部無(wú)油區(qū)為負(fù)壓,小機(jī)高壓軸封母管壓力高時(shí),漏汽量大,蒸汽通過(guò)軸封與前軸承箱間的間隙被負(fù)壓抽至軸承箱,隨潤(rùn)滑油回油攜帶一起進(jìn)入油箱,造成含水量超標(biāo)。當(dāng)機(jī)組帶額定負(fù)荷時(shí),2號(hào)機(jī)組主機(jī)軸封漏汽量偏大,使得主機(jī)高壓軸封母管壓力較高,造成小機(jī)的高壓軸封壓力達(dá)160 kPa,超出設(shè)計(jì)壓力較多,漏出的蒸汽被抽至前軸承箱與油充分混合后進(jìn)入油箱,從而造成潤(rùn)滑油中含水嚴(yán)重超標(biāo)。
在檢修中把小機(jī)軸封由普通梳齒型改為側(cè)齒梳齒型,汽封間隙調(diào)整至設(shè)計(jì)范圍的最小值,改善軸封密封效果,減小了軸封蒸汽的漏出量[4]。
為防止漏出的軸封蒸汽積聚在保溫內(nèi)部腔室無(wú)法散發(fā),導(dǎo)致蒸汽進(jìn)入軸承箱內(nèi)。將小機(jī)前軸承箱與軸封間隙處保溫進(jìn)行整改,同時(shí)在小機(jī)軸承箱與軸封間用壓縮空氣對(duì)吹,把軸封漏汽快速吹走,防止蒸汽進(jìn)入軸承箱內(nèi)。經(jīng)上述處理后,潤(rùn)滑油中含水量超標(biāo)的問(wèn)題有所改善,但有時(shí)仍然高于標(biāo)準(zhǔn)值100 mg/l。
方案1(汽輪機(jī)廠家提供):在小機(jī)高壓軸封一段漏汽管道上增加一路溢流管道至凝汽器(見圖1 中波紋線標(biāo)注),可有效防止管路阻塞、超壓?jiǎn)栴}。溢流控制采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制。
圖1 小機(jī)高壓軸封供汽管道上增加一路溢流管道
方案2(自主創(chuàng)新):原小機(jī)高壓軸封供汽接自主機(jī)高壓軸封供汽母管,在高負(fù)荷時(shí),主機(jī)高中壓軸封處于向外排汽狀態(tài),向低壓軸封供汽方向流動(dòng)提供低壓軸封汽源,形成自密封,多余的蒸汽溢流至凝汽器。但由于主機(jī)高中壓軸封漏汽偏大,高中壓軸封母管管徑較母管要小,經(jīng)測(cè)量,在高壓軸封母管疏水點(diǎn)(小機(jī)高壓軸封接入點(diǎn)附近)的壓力高達(dá)155 kPa左右,遠(yuǎn)高于主機(jī)軸封母管壓力。
若將小機(jī)高壓軸封供汽母管接入點(diǎn)改至主機(jī)軸封供汽母管(見圖2),可減小高負(fù)荷時(shí)主機(jī)高壓軸封漏汽形成的高壓力對(duì)小機(jī)高壓軸封漏汽的影響。運(yùn)行方式調(diào)整為全開軸封母管至小機(jī)高壓軸封供汽手動(dòng)門,由軸封母管直接供小機(jī)高壓軸封,微開主機(jī)高壓軸封至小機(jī)高壓軸封供汽手動(dòng)門,保持高壓軸封至小機(jī)高壓軸封供汽管道熱備用。
圖2 小機(jī)高壓軸封供汽母管接入點(diǎn)改至主機(jī)軸封供汽母管
對(duì)比分析兩種方案,由于溢流管路投資較高,需要運(yùn)行調(diào)節(jié),還可能存在主機(jī)高壓軸封母管通過(guò)小機(jī)高壓軸封管路經(jīng)新裝溢流管路排汽,降低溢流效果的問(wèn)題。最終采取第二種改造方案。
2016年11月17日對(duì)小機(jī)軸封供汽母管系統(tǒng)改造完成。11月22日機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)比對(duì),機(jī)組額定負(fù)荷工況下,小機(jī)高壓軸封母管壓力由改造前的165 kPa 降至68 kPa。連續(xù)跟蹤取樣化驗(yàn),汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油中微水含量一直保持在30 mg/l 以下,至此徹底治理了汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油中含水量超標(biāo)的頑癥。
汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油中含水量超標(biāo)在電廠中經(jīng)常出現(xiàn),含水量超標(biāo)的潤(rùn)滑油無(wú)法處理正常,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化變質(zhì),影響潤(rùn)滑效果,加速設(shè)備損壞,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致軸頸處無(wú)法正常形成油膜,造成燒瓦事件。文中通過(guò)逐步分析,深入研究,勇于創(chuàng)新,自主技術(shù)改造,徹底解決了汽動(dòng)給水泵組潤(rùn)滑油中含水量超標(biāo)的問(wèn)題,潤(rùn)滑油中含水量一直保持在100 mg/l以下的合格范圍內(nèi)。