汽车润滑油--大型汽轮发电机组润滑油系统现状分析

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1、大型汽轮发电机组润滑油系统现状分析王赤夫 周山平 湖南省电力试验研究所(长沙410007)胡幼平 湘潭电厂(湘潭411100)摘 要 通过汽轮机油系统油质不洁造成汽轮机组大轴磨损的事例,分析了油中污染物 的来源,更新了滤油观念,并对新型油净化装置作了介绍。关键词 汽轮发电机组 汽轮机油 油质 清洁度0 引 言近几年来,汽轮发电机组容量不断增大,蒸汽参数不断提高。国外先进技术的引进,机组的本体 结构及技术性能也有较大的飞跃。300MW及以上 的大容量火电机组相继投产运行,对电网的稳定、 机 组的安全运行提出了更高的要求。对轴承润滑油的 要求亦不断提高,因为它直接关系到机组运行的平稳、可靠和安全。

2、由于对汽轮发电机组润滑油系统 的认识及管理水平没有及时跟上,仍停留在小机组 的层次上,导致润滑油油质清洁度普遍较差,长期 不能满足大容量机组的要求,造成汽轮发电机组轴 颈 频繁拉毛磨损的例子比比皆是。 如某电厂300MW机组第1次大修期间因用火焊切割发电机 后轴承进油管垂直管段后未清理而使金属渣随润滑 油进入轴承内,造成轴瓦和轴颈严重磨损,被迫在 现场对轴颈进行车削处理并更换轴瓦。另有某电厂600MW机组由于油系统不清洁,油路被污染,造成6号、8号瓦磨损严重,相应的轴颈拉毛,顶轴油泵 损坏失压低速时不能建立起正常油膜,使启动调试 时间延长了7个月。据有关资料介绍,从1989年 1994年机组轴

3、颈进行电刷镀的多达12台次。1 油中污染物的来源及其危害1. 1 油中的水 油中水的来源有: a.轴封漏入的蒸汽凝结成水;b.潮湿的空气冷凝时产生的水; c.补油时带入的水;d.因热交换器泄漏浸入的水。油液中含水量超过油液的溶水饱和点(汽轮机 油一般为200750mg?L)后,将出现游离水。研究显示油液中含水将显著增加污染颗粒对元件的磨 损,污染颗粒和水并存比颗粒单独存在对元件的破 坏更为严重。另外,游离水能使油液产生酸性物质腐蚀元件,并生成氧化铁颗粒,加剧磨损和金属脱 落;游离水还能引起油液中添加剂沉淀,形成粘性 化合物,促使油液显酸性,使金属氧化速度加快,加 剧磨损和腐蚀。1. 2 油中的

4、机械杂质油中的机械杂质来源有: a.设备制造安装中遗 留的杂质,如在管道、油泵、油箱、阀门、轴承等 部件中; b.系统运转、流体变质所生成的杂质; c. 油箱及系统在微负压运行时侵入的污染物; d.系统 在检修时或补油的过程中带入的杂质。这些杂质在系统中使得轴承、轴颈、油泵等设备产生磨损,若 不及时过滤,将产生“链式反应”,造成磨损的恶性 循环。1. 3 油中的空气 油中的空气主要是系统在排烟风机作用下负压运行吸入的。系统中的空气使不被油淹没的管道部 分及元件产生氧化腐蚀,且油中溶有空气,会加速 油的氧化,增加了系统中的杂质污染。 同样,汽轮机的油质状况也影响着发电机密封 油系统的安全运行:油

5、中含杂质多,会使密封瓦磨损,造成自对中密封瓦的调整卡涩,使发电机漏氢 量增大;若油中含水分多,窜入发电机内,将使机 内氢气湿度增大,这正是氢冷发电机氢气湿度高的 主要原因之一,也是氢冷发电机护环存在氢致裂纹 的主要原因;密封油油质差,油中含空气量增大,会造成发电机内氢气污染。由于空侧密封油和氢侧密 封油的窜油及氢侧密封油中的气体不断向发电机内93第19卷湖 南 电 力1999年第6期 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.的氢气扩散,油烟和空气等不断进入发电机内,致 使发电机的损耗增加,运行

6、效率下降。更严重的是 造成氢气纯度下降,使机内氢气含氧量增大,危害 发电机组的安全运行,不得已在运行中采取大量补、 排氢的措施来提高机内氢气纯度,增加了排污、补 氢次数和补氢量,影响了机组运行的安全经济性。2 我省油质状况及需采取的措施1998年4月 5月我们对全省高温高压以上发 电机组进行汽轮机油质调查,从调查中了解到,某 些200MW , 125MW , 300MW机组,油中带水现 象较严重,油中含杂质情况也较为普遍。在认识了 油中污染物及危害的基础上,针对汽轮机油油质不 洁对我省机组危害的现状,必须转变油质标准与滤 油的观念。2. 1 转变油质标准的观念 传统的机组安装或检修进行油冲洗时

7、用称重检 验法来检验油的清洁度。这种方法很麻烦,误差也 较大,也无法确切知道合格的油中还存在多大颗粒的杂质,特别是在套装油系统中运用此方法更困难, 在机组运行中就更无法用称重对油质进行监督了。 长期以来机组在运行中对汽轮机油只能做常规化 验,清洁度只能用目测,也没有油质清洁度的标准。 随着进口机组的增加及引进型国产化300MW与600MW机组的投产,才对汽轮机油的颗粒度提 出了要求,特别是抗燃油电液调节系统中伺服阀的 阻塞更加引起了对颗粒度问题的重视。同时国内汽 轮 机 油 系 统 才 有 了 各 种 颗 粒 度 分 析 标 准 如:ISO 4406, NA S1638, SA E749及MO

8、OG标准等。 美 国液压系统清洁度等级规范中规定:发电厂汽轮机 润滑油系统清洁度应达到ISO 4406标准中14?11, 即相当于NA S1638标准的5级。 此标准和目前引进 型机组遵循的标准,100m l汽轮机油中没有大于250m的颗粒, 125250m颗粒不超过5粒相一致。适合作为汽轮机油油质清洁度检验的标准,并 可在机组运行中加以监督。2. 2 转变滤油的观念 长期以来在油系统的过滤上一般采用压榨式滤 油机或真空滤油机。经对比化验分析,滤纸和滤网 的滤比 (X=上游大于Xm的颗粒数? 下游大于Xm的颗粒数),在过滤初期油较脏颗粒度较大时,Y也较大,约100左右。当过滤一段时间后油中多为

9、小颗粒时,其 值就很小了,约为2040,这样 过滤效果就变差,时间也需要得长。要达到好的滤 油效果,必须转变滤油的观念,购置高效、高精密 度的滤油设备以满足大容量机组对油质的要求。 目前在国内电厂运行有各种各样的油净化设 备,它们各有特点。离心式油净化设备是国外电厂 使用最多的一种,已经有几十年的历史,而我国从90年代才开始逐渐使用。 由于它体积小、 精度高、 效 率高、使用寿命长、维护费用低、无渗漏、不需看 护等诸多优点,很快受到众多用户的认可,现在国 内已经有几十家企业应用了这种设备。3 离心式油净化设备滤油原理分析把2种不相溶且不同比重的液体的混合体放在1个容器中,在重力的作用下,经过几

10、小时或几天以 后(时间的长短取决于2种液体比重差及粘度),比 重大的一种液体和杂质逐渐沉落于底部,而较轻的 液体则浮在上部。如果是2种颜色不同的液体,则 可看到1条清晰的分界线。离心分离用的是高速旋转的容器。产生的离心力取代了静止容器中液体的 重力,离心力可能是重力的几千倍或更高。因此只 需几秒钟就完成了靠重力需要几小时或几天才能完 成的分离工作,这就是离心式分离的基本原理。3. 1 重力分离3. 1. 1 前提。在离心式分离机中,被处理的液体应 是2种或多种液体的混合物,其中一种应是连续相 且是液体,而其它相则可以是液态或固态。多相体 之间必须是不能相互溶解,必须有不相同的密度。 固 相的密

11、度应大于连续相。3. 1. 2 沉淀速率。当颗粒(固相或液相)在重力作 用下通过粘性介质时,在一定时间之后它将获得恒 定速度,其速率可通过下面公式算出:Ug=d2(P-1)?18g(1)式中 d(m)为颗粒直径;P(kg?m3)为颗粒密度;1(kg?m3)为连续相密度;g(9. 8m?s2)为重力加速度。 式(1)表明:颗粒的沉淀是由颗粒的物理性质 和连续相决定的。 颗粒直径越大,沉淀速率越大;颗 粒与连续相密度差越大,沉淀速率越大;连续相粘 度越低,沉淀速率越大。3. 2 离心分离 如上所述,重力场中的沉淀速度可由041999年第6期湖 南 电 力第19卷 1995-2003 Tsinghu

12、a Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.想在职场和商战中如鱼得水吗? 想在职场和商战中如鱼得水吗? 超过 12 万笔 超过 12 万笔 管理资料下载管理资料下载 企业管理资料、管理制度、管理表格、推行方案、视频教材、行业报告、创业计划、学习课件、英语教材、商务资源、企业信息化方案(SAP,CRM,ERP.)、培训教材、演示演示文稿、咨询报告、 电子书籍、 企划方案、 投资金融. 提升管理能力的快捷方式 http:/http:/ 大量管理资料下载 您好: 资料搜索网-庆祝突破百万名会员, 加入金牌会员空前优惠, 管理光盘赠送!

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15、心场中比在重力场中的沉淀速度大多少倍。假设我 们选择离心机的转速为n= 8 000 r?m in,回转半径 为r= 0. 2m ,则 =0n?30=08 000?30Z=r2?g= 0. 2028 0002?302?9. 81= 14 312 即离心分离的沉淀速度在上述情况下是重力分 离速度的14 312倍,也就是在重力下分离要4 h达 到的沉淀效果,在离心分离中大约只要1 s即可实 现。一般情况下,离心式油净化设备可以全部去除汽轮机油中游离状态的水,去除杂质的精度可达到NA S1638标准中规定的6级以上。 据了解年初国内某公司从香港买回几台60年 代末70年代初投入使用的、英国GEC公司生

16、产的 汽轮机发电机组,其中有120MW , 200MW容量的机组,我们的技术人员在香港电厂进行机组解体后 惊讶地发现,这些机组运行了2030 a后,其轴径 无半点划痕,轴瓦也光洁如新,经了解才知,每台 机组都配有1台阿法拉伐公司生产的离心式油净化 装置,且香港电厂制定了每天离心式油净化装置运行的要求。此事说明了这种离心式油净化装置的净 化效果以及对汽轮发电机组安全可靠运行的重要作 用。 给水泵汽轮机的轴封进汽由于没有压力自动调 整装置,其透平油油中带水现象比主机严重得多,如长期不采取行之有效的油净化措施,水分对油质的 污染将会非常严重。 湘潭新电厂在机组设备选型时即给4台汽动给 水泵配备了2台由哈尔滨汽轮机有限公司与瑞典阿 法拉伐公司合作生产的阿法拉阀离心式油净化装置并长期坚持投运