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汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)沖洗新方法
發(fā)布日期：2017-03-14 來源：《上海設(shè)備管理》
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發(fā)電機(jī)組中，作為主要設(shè)備的蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)，其安全性和穩(wěn)定性直接影響機(jī)組的安全生產(chǎn)。根據(jù)已投產(chǎn)的發(fā)電機(jī)組在安裝、調(diào)試、生產(chǎn)過程中遇到的一系列技術(shù)問題，其主要難題都圍繞轉(zhuǎn)子軸系，表現(xiàn)為振動(dòng)和瓦溫的異常，而這兩方面都與軸承潤(rùn)滑油相關(guān)。汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)主要用于軸承潤(rùn)滑、冷卻、調(diào)速和發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)密封，在機(jī)組安裝、檢修過程中由于各種原因?qū)е聺?rùn)滑油清潔度下降，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子軸頸磨傷，軸瓦及密封瓦鎢金磨損等現(xiàn)象，因此汽輪機(jī)油清潔度的好壞直接影響機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。
新建機(jī)組或大修機(jī)組應(yīng)進(jìn)行汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)沖洗，以確保潤(rùn)滑油系統(tǒng)的清潔度，而選擇何種油沖洗方式，則決定了油沖洗所需時(shí)間與效果。本文在分析傳統(tǒng)汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)油循環(huán)沖洗方法不足的基礎(chǔ)上，提出了采用蒸汽沖洗的新方法，并對(duì)該方法的工程實(shí)用價(jià)值進(jìn)行了探討。
一、傳統(tǒng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)沖洗方法
汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)管道沖洗通常分兩個(gè)階段，第一階段是潤(rùn)滑油不進(jìn)軸承座的外部管道沖洗；第二階段是所有正式潤(rùn)滑油系統(tǒng)管道內(nèi)循環(huán)沖洗。新建機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)管道沖洗通常需要完成這兩個(gè)階段沖洗，而投運(yùn)機(jī)組大修后或停運(yùn)中沖洗則往往僅需完成第二階段工作即可。第一階段外部管道沖洗，通常不包括潤(rùn)滑油正式系統(tǒng)的油泵設(shè)備，而需采用臨時(shí)的大流量油泵并配套部分臨時(shí)管道。這個(gè)階段的沖洗是機(jī)組安裝調(diào)試過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是被認(rèn)為最不可控制的階段，只有第一階段沖洗油質(zhì)驗(yàn)收合格，才能進(jìn)入第二階段的正式油系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。第二階段是正式油系統(tǒng)全部投運(yùn)，軸承箱進(jìn)油，系統(tǒng)進(jìn)行泵內(nèi)循環(huán)運(yùn)行，對(duì)于所有機(jī)組來說，工作流程基本一致。因此如何提高第一階段的油系統(tǒng)沖洗效果、縮短沖洗時(shí)間，是新建發(fā)電機(jī)組安裝調(diào)試及運(yùn)行管理工作的重點(diǎn)問題。
對(duì)于潤(rùn)滑油系統(tǒng)第一階段外部管道沖洗，研究文獻(xiàn)很多，傳統(tǒng)的方法多是采用油或水作為介質(zhì)沖洗。最為常見的是應(yīng)用潤(rùn)滑油作為沖洗介質(zhì)，采用交替變油溫沖洗工藝，依靠油循環(huán)的連續(xù)沖刷力及溫度變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力帶走系統(tǒng)及管道內(nèi)的遺留雜質(zhì)，但是所有雜質(zhì)依然靠潤(rùn)滑油排油或者濾網(wǎng)清理時(shí)才能去除，工作耗時(shí)耗力，尤其是沖洗初期，雜質(zhì)多，工作量大，且整體沖洗效果欠徹底，圖1為第一階段采用大流量油循環(huán)沖洗的工藝流程。
圖1 潤(rùn)滑油系統(tǒng)第一階段沖洗工藝流程
其次是采用水洗或者酸洗沖洗工藝進(jìn)行油管道沖洗，使用水基液體作為沖洗介質(zhì)，能夠一次性帶走管道內(nèi)的雜質(zhì)，且不需要進(jìn)行反復(fù)的人工清理，沖洗效果能滿足要求，但是酸洗會(huì)帶來額外的二次污染及環(huán)境污染。同時(shí)，臨時(shí)系統(tǒng)也相對(duì)復(fù)雜。
二、潤(rùn)滑油系統(tǒng)沖洗新方法
為了改進(jìn)潤(rùn)滑油沖洗的第一階段工藝，需采用新的沖洗方法。新的沖洗方法需要解決兩個(gè)關(guān)鍵問題：一是能使管道雜質(zhì)能一次性徹底地從管道系統(tǒng)中去除；二是能使管道內(nèi)壁粘附的雜質(zhì)及制造殘留物等快速脫落剝離。解決好這兩個(gè)問題，第一階段的油沖洗時(shí)間將會(huì)大大縮短，沖洗效果也會(huì)大幅改善并能保持長(zhǎng)久穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而確保第一階段的油沖洗過程可控。
針對(duì)第一個(gè)問題，可以通過提高沖洗能量入手；第二個(gè)問題可以通過增大管道冷熱交替變化的工況來實(shí)現(xiàn)。借鑒新建機(jī)組鍋爐及主蒸汽管道的蒸汽吹掃經(jīng)驗(yàn)，采用低壓蒸汽作為沖洗介質(zhì)，對(duì)潤(rùn)滑油管道進(jìn)行沖洗，考慮到潤(rùn)滑油系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)承受壓力和運(yùn)行工況，選定恰當(dāng)?shù)臎_洗蒸汽參數(shù)，制定相應(yīng)的暖管、沖洗、冷卻、再?zèng)_洗的沖洗工藝，提出潤(rùn)滑油管道系統(tǒng)蒸汽沖洗的新方法。
利用該方法，針對(duì)某1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組開展?jié)櫥凸艿老到y(tǒng)蒸汽沖洗新方法的應(yīng)用實(shí)踐。如圖2所示，該1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由潤(rùn)滑油箱、交流潤(rùn)滑油泵、直流潤(rùn)滑油泵、頂軸油泵、排煙風(fēng)機(jī)、電加熱器、冷油器和雙聯(lián)過濾器等設(shè)備組成，從汽輪機(jī)方向看油管路為右側(cè)布置。潤(rùn)滑油泵直接從油箱吸油，潤(rùn)滑油經(jīng)過濾油器、冷油器及節(jié)流閥供至各個(gè)軸承，每個(gè)軸承的潤(rùn)滑油量可通過節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)整。
圖2 某型汽輪發(fā)電機(jī)組的軸系潤(rùn)滑油系統(tǒng)
結(jié)合機(jī)組管道布置形式，設(shè)計(jì)了輔助蒸汽沖洗臨時(shí)管道系統(tǒng)。如圖3所示，采用接臨時(shí)蒸汽管道至潤(rùn)滑油油泵出口供油管道及回油管道，同時(shí)在軸瓦進(jìn)油處及回油處采用管道短接至沖洗排放母管，沖洗完畢的蒸汽對(duì)空安全排放（接一根直徑219mm的臨時(shí)沖洗排放管至17m窗外對(duì)空排放）。就近采用鄰機(jī)或其它輔助系統(tǒng)的低參數(shù)蒸汽，結(jié)合機(jī)組實(shí)際情況，蒸汽參數(shù)選擇控制為壓力0.8～1.0MPa，溫度280～300℃。
圖3 潤(rùn)滑油沖洗系統(tǒng)
具體沖洗操作步驟如下：
（1）臨時(shí)管道系統(tǒng)安裝及檢查驗(yàn)收。
（2）沖洗蒸汽從8.6m平臺(tái)處通過臨時(shí)管道從潤(rùn)滑油泵及頂軸油泵出口處接入潤(rùn)滑油管道系統(tǒng)，進(jìn)入汽輪機(jī)平臺(tái)潤(rùn)滑油母管，然后通過臨時(shí)管道排出，回油管道采用逆向沖洗的方式。
（3）在系統(tǒng)蒸汽沖洗前，應(yīng)進(jìn)行充分疏水、暖管，避免沖洗時(shí)管道發(fā)生劇烈振動(dòng)；同時(shí)檢查整個(gè)沖洗系統(tǒng)是否存在泄漏，若有則需消除后再繼續(xù)。
（4）暖管結(jié)束后，第一次進(jìn)行試吹，緩慢提高沖洗蒸汽壓力至設(shè)定值，同時(shí)檢查系統(tǒng)是否正常。
（5）正式?jīng)_洗。每次蒸汽沖洗時(shí)間為10～15min，沖洗間隔時(shí)間為5～10min，沖洗次數(shù)一般3～5次即可，最終視排放口汽水干凈為止。采用這種反復(fù)間隔沖洗和冷卻的方法，有利于管道雜質(zhì)脫落，通過蒸汽帶走。
（6）沖洗結(jié)束后臨時(shí)管道的恢復(fù)，對(duì)于系統(tǒng)部分死角，采用人工清理即可。
三、沖洗新方法效果及優(yōu)點(diǎn)分析
1、沖洗效果分析
對(duì)機(jī)組實(shí)際沖洗效果進(jìn)行分析，與傳統(tǒng)的沖洗方法相比，蒸汽沖洗在沖洗時(shí)間、沖洗結(jié)果、蒸汽對(duì)管道的影響等方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
（1）沖洗時(shí)間方面，汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)采用輔助蒸汽為汽源的開放式?jīng)_洗工藝，顯著縮短了潤(rùn)滑油管道系統(tǒng)第一階段的沖洗時(shí)間，加快了機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)整體沖洗周期，提升了機(jī)組進(jìn)入整套啟動(dòng)試運(yùn)的時(shí)間，縮短了機(jī)組整體安裝調(diào)試工期，對(duì)比于傳統(tǒng)大流量油循環(huán)沖洗工藝能夠節(jié)省5天時(shí)間。
（2）沖洗結(jié)果方面，對(duì)系統(tǒng)沖洗完畢后充油試運(yùn)后的油質(zhì)進(jìn)行第三方檢測(cè)，表１為檢測(cè)報(bào)告給出的沖洗完畢后100mL油樣中不同粒徑范圍的顆粒數(shù)，按照美國航空航天工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的NAS1638標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)秀，顆粒度標(biāo)準(zhǔn)為NAS4級(jí)，明顯優(yōu)于常規(guī)同類機(jī)組采用油循環(huán)沖洗的NAS7級(jí)結(jié)果。
表1 潤(rùn)滑油油質(zhì)報(bào)告
（3）對(duì)蒸汽沖洗后的管道進(jìn)行金相分析，結(jié)果表明：試驗(yàn)樣品微觀組織未產(chǎn)生變化，不會(huì)對(duì)后期使用產(chǎn)生安全隱患。
2、沖洗優(yōu)點(diǎn)
通過在某臺(tái)1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)管道蒸汽沖洗中的實(shí)際運(yùn)用，與傳統(tǒng)大流量油循環(huán)沖洗方法的效果對(duì)比，該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）管道雜質(zhì)清理徹底，油質(zhì)顆粒度標(biāo)準(zhǔn)高，沖洗效果好。
（2）節(jié)省系統(tǒng)沖洗時(shí)間，縮短了整臺(tái)機(jī)組安裝調(diào)試工期，有助于機(jī)組按期投產(chǎn)。
（3）節(jié)省大量沖洗用油，節(jié)約了耗油量。
（4）規(guī)避了酸液使用，減少了臟污油液的產(chǎn)生，有效緩解了處理污油及酸液的環(huán)境危害壓力，環(huán)保效果好。
四、結(jié)論
本文在分析傳統(tǒng)汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)大流量油循環(huán)沖洗方法不足的基礎(chǔ)上，提出了采用蒸汽沖洗的新方法，闡述了具體的技術(shù)路線和實(shí)施步驟，采用壓力為0.8～1.0MPa，溫度280～300℃的輔助蒸汽作為沖洗介質(zhì)，在某1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組的基建調(diào)試過程中，開展了工程實(shí)踐應(yīng)用，結(jié)果表明蒸汽沖洗新方法具有環(huán)保、省時(shí)、省油、沖洗效果好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)同類新建機(jī)組安裝調(diào)試工作具有很好的借鑒參考作用。
作者：潘克堅(jiān) 單位：上海電力建設(shè)啟動(dòng)調(diào)整試驗(yàn)所
