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1、 1000MW超超临界机组给水泵组油中含水分析与措施 许振锋 上海上电漕泾发电有限公司 上海 201507；Analysis and Countermeasures on the problem of the Water Contained in Lube Oil of Feedwater Pump Turbine for 1000MW Power Ultra-supercritical UnitXuZhenfeng(Shanghai Shangdian-Caojing Power Generation CO.,LTD)4摘要 本文介绍上海漕泾电厂21000MW超超临界机组给水泵组了润滑油、密
2、封水等系统的结构及流程，针对在整套启动调试阶段发生的油系统含水问题，深入分析了油中带水的种种现象及原因，结合各种试验提出解决措施，最终通过改进密封水回水腔室与轴承室之间的隔离腔室成功解决了油中带水的问题，消除了机组安全运行的重大隐患，为火电机组同类问题的解决提供了宝贵经验。关键词 给水泵汽轮机；油中含水 Abstract:The lube oil and seal water system of feedwater pump turbine for 1000MW power ultra-supercritical unit in Caojing Power Generation CO.,LTD
3、 is introduced.Against the problem of the water contained in lube oil of feedwater pump turbine in the period of unit debugging,all kinds of phenomenon and reason on the problem of the water contained in lube oil is analysised, countermeasures is put forward by means of test.Finally the problem of t
4、he water contained in lube oil is resolved by reforming Isolation chamber to solve equipment trouble.KEY WORD: feedwater pump turbine water contained in lube oil1 概述 上海漕泾电厂21000MW机组配置配置250%容量汽动给水泵和140%电动给水泵，汽动给水泵系上海电力修造厂引进英国苏尔寿产品，型号为HPT400-390-6S，给水泵汽轮机系东方汽轮机厂自行开发的单轴、单缸、双汽源外切换、冷凝式变速汽轮机，型号为G22-1.0。给水
5、泵组润滑油系统由2台交流润滑油泵和1台直流润滑油泵及润滑油箱、排烟风机、板式冷油器等部件组成（如图1-1）；密封水系统由密封水滤器、密封水调门、泄荷水阀、回水U型管等组成（如图1-2）。图1-1 给水泵组润滑油系统图图1-2 给水泵密封水系统图上海漕泾电厂21000MW机组自2009年11月整套启动以来出现润滑油中大量进水（最大时4000PPM），油质恶化，给设备安全稳定运行带来严重威胁，一方面润滑油乳化使之氧化加速，酸值升高，产生氧化沉淀物将延迟润滑油破乳化时间，另一方乳化液沉积于油循环系统中，影响散热，造成供油不足，容易造成轴承烧瓦。项目压力MPa温度汽泵前置泵进口1.26182.1汽泵前
6、置泵出口2.72182.1汽泵出口31.6182.1密封水调阀前后3.5/125闭式冷却水（换热器调阀前）0.50.737润滑油（调阀后）/轴承进口0.42/0.2545表1-1 给水泵组相关参数2 原因分析 2.1 板式换热器泄漏 润滑油系统油中带水，首先考虑的就是板式换热器泄漏，致使闭式水逃入润滑油系统中，所以分别将板式换热器A、B水侧进行隔绝，油侧正常运行，未发现水侧进出水管有油花漏出，可以肯定板式换热器没有泄漏。再者，闭冷水系统母管运行参数一般控制在0.50.7Mpa之间，经过板式换热器前调门的减压闭冷水压力要低于润滑油压力，理论上闭冷水也不会进入润滑油系统。2.2 轴封汽窜入轴承室
7、东方汽轮机厂生产的G22-1.0型汽轮机前、后轴端汽封采用可更换式迷宫式汽封，前、后轴端汽封的第一段漏汽接至SSR接口，第二段漏汽导入汽封加热器（CF）。给水泵汽轮机调试初期，小机前轴封漏汽较大，首先怀疑轴封汽窜入轴承室，致使油质恶化，但从运行经验以及水进入润滑油的速率上分析来看，轴封汽窜入轴承室不可能是造成油中带水的主因。为消除轴封汽外漏以排除轴封漏气造成润滑油系统油中带水的可能，故对A、B两台给水泵汽轮机开缸检查，发现前汽缸进汽管上下中分面密封垫片没有压紧，中分面确有漏汽痕迹，致使部分进汽通过中分面漏入轴封体回汽腔室，增加了轴封汽回汽量，从而造成轴封漏气，因此对低压调门进汽管结合面密封垫片
8、进行更换。待泵组重新投运后，轴封汽外漏有明显改观，但油中带水现象没有消除，因此，基本上排除了轴封汽外漏是造成润滑油油中带水的可能。2.3 润滑油系统主动吸水 如图1-1所示，润滑油系统边界与外空间通过油档隔离，油档与旋转轴之间的动静部分保留一定间隙，油箱由风机抽成微负压（约-7.6Kpa）。本工程将汽泵布置于17m运转层，润滑油箱布置于0m层，回油管17m高度的落差对回油也有一定的抽吸作用。这种设计虽然可防止油系统中油烟和油外溢，但同时也造成轴封漏气经过油档间隙、或密封水经过挡水环及油档间隙进入回油室使油质恶化。另外给水泵回油室呼吸器对回油室的负压具有一定的平衡作用。为了排除回油室负压过高而将
9、轴封汽或密封水吸入润滑油中的可能，通过调整排烟风机进口挡板调整油箱负压和去除呼吸器滤网的办法进行试验，试验发现调小负压可以改善润滑油系统油中带水的现象，但无法彻底解决问题。2.4 密封水回水不畅 密封水系统如图2-1所示，汽泵两端装有固定衬套，采用向其注入密封水的泻荷型迷宫式螺旋密封系统，主要原理是通过间隙控制泄漏的方式进行汽泵的密封工作。凝结水泵出口母管来水经调压后形成汽泵密封水，注入密封轴套中部，与汽泵外漏的给水相遇形成泄荷水经管道送入前置泵入口，从而阻止给水的外泄。密封水回水分为两路，一路经过回水母管去地沟，一路经过母管、多级U型管至凝汽器。按照苏尔寿给水泵厂家的要求，密封水量最小为81
10、 L/min，最大为216 L/min，密封水流量通过密封水调节阀开度（即进水压力）进行控制，密封水调节阀的操作信号来自注入水与回水(入凝汽器)温差，温差控制在2530。在调试过程，将密封水回水切至凝泵坑地沟，暂不回收，手动调整密封水调节阀，将温差调整在2055进行试验，未见油质有明显改善。经过解体轴承室对润滑油及密封水系统的仔细检查，以及与给水泵厂家的共同分析讨论，最终将疑点确定在密封水回水腔室与轴承室之间的隔离腔室下部呼吸孔太小（210mm），在润滑油回油室负压的抽吸下隔离腔室内形成负压（通过蜡烛发现该呼吸孔有抽吸现象），使得密封水不会从该呼吸孔流出直接窜入润滑油回油室内，造成润滑油系统油
11、中带水。因此，将轴承室拆下对隔离腔室上下两端重新开孔，将下部呼吸口扩大至520mm，上部重新加工出一同样大小呼吸口，这样就可以平衡隔离腔室与大气压力，不致密封水窜入润滑油回油室。经过改造后给水泵组重新启动，润滑油质有明显改善，但仍有油中带水现象。便怀疑只是隔离腔室开孔仍不能打破润滑油回油室负压对密封水的抽吸，而在如此狭小的隔离腔室内加装挡水环难度很大，于是提出向隔离腔室内加一股压缩空气，即平衡了该腔室的负压也可在密封水与回油室形成一道屏障，用气流充塞挡水环、挡油环与转轴之间隙，可阻止回水室中的水流越过挡水环进入隔离腔室并进而窜入轴承室中，从而避免了小机油中进水，进入回水箱、轴承室的空气可经各自
12、的呼吸器向空排出。压缩空气来自厂用仪表压缩空气系统，压力为0.65Mpa左右，通过加装不锈钢管及隔离阀，将压缩空气接至给水泵前后隔离腔室上部呼吸孔。经过系统改造，润滑油系统油中带水问题彻底解决，从而不再需要外加滤油机进行24h滤油。另外，机组正常运行后，密封水回水切向U型管多级水封排向凝汽器进行回收，考虑到U型管受到凝汽器真空影响比较大，对密封水会造成回水不畅的后果，因此考虑今后将密封水回收接至清洁水疏水箱，但机组启停时密封水回水仍需排向大气。图2-1 给水泵结构示意图3 防范措施 3.1 正常运行中防止油中进水措施 3.1.1 密封水调节阀投入“自动”，调节应正常稳定，密封水进排水温差在控制
13、在2530，回水室呼吸器不冒汽水，水腔室排水管不排水（或有微量滴水）。 3.1.2 发现汽动给水泵两端密封水漏水，应立即结合进排水温差与漏水情况调节密封水进水调节阀。 3.1.3 汽动给水泵密封水回水至凝汽器水封注水正常后水封放气阀应开启，以便回水畅通，注意放气阀开启后应不影响真空。 3.1.4 正常运行中凝结水泵切换及凝结水压力不稳定时注意汽动给水泵密封水的监视及调整。 3.1.5 调节小汽轮机轴封压力适当，不向外冒汽。 3.1.6 调节小汽轮机油箱排烟风机入口挡板，维持油箱内负压，而不致使汽动给水泵轴承润滑油室内的负压过高。 3.2 小机跳闸后防止油中进水措施 3.2.1 迅速派人到就地将
14、汽动给水泵密封水回水切换至地沟，此时注意监视大机真空变化。 3.2.2 将汽动给水泵密封水调整切手动，并立即派人到就地检查该汽动给水泵两端冒汽水情况，及时调整密封进水调门。 3.2.3 若汽动给水泵密封水水源失去（凝结水压力低于除氧器压力），应将汽动给水泵组水侧隔离。 3.3泵组投运时，防止油中进水措施3.3.1 先投入汽动给水泵密封水，再对系统进行注水。 3.3.2 启动汽动给水泵前置泵前，打开密封水回水至汽动给水泵前置泵入口的卸荷阀。启动时派人到就地检查汽动给水泵两端不冒水。 3.3.3 小汽轮机冲转时，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水，否则及时调整密封进水调门。 3.3.4 汽动给
15、水泵组运行正常后，将密封水回水由地沟切换凝汽器，确认汽动给水泵两端不冒汽水，此时注意监视大机真空变化。4 结束语 汽动给水泵组油中带水是很多电厂均出现过的问题，而本工程采用的苏尔寿HPT400-390-6S型给水泵系国内外为数不多、配置在1000MW超超临界机组上给水泵设备，在其他超超临界机组上也不同程度上遇到此问题，但是，只要本着系统的思路，从轴封汽系统、密封水系统、润滑油系统逐一分析、认真检查、仔细试验，定能完满解决问题并制定完善防范措施的。参 考 文 献 1 G22-1.0型锅炉给水泵汽轮机安装使用说明书. 东方汽轮机厂.2 HPT400-390-6S 运行、安装说明书. 上海电力修造总厂有限公司.3 毛万红.防止汽动给水泵组油系统进水.贵州电力技术，2008，（8）4 关应元.珠江电厂300MW机组给水泵小汽机润滑油含水改造.电站辅机，2005，（4）5 辛凌源.汽轮机的油系统中带水的主要原因分析.中国高新技术企业，2009，（19）6 王东昕.600MW超临界给水泵油中带水问题的分析和处理.科技信息，2007，（29）作者简介：许振锋（1976-），男，山东泰安，硕士，汽机专工，从事汽机专业设
