關(guān)于汽輪機油污染監(jiān)測問題的探討

關(guān)于汽輪機油污染監(jiān)測問題的探討 摘要：本文論述了汽輪機油污染的危害及油污染監(jiān)測的現(xiàn)狀，對當前汽輪機油污染監(jiān)測中存在的一些問題進行了初步的探討并提出了汽輪機油污染在線監(jiān)測的實施方法。關(guān)鍵詞：油污染監(jiān)測；清潔度；汽輪機汽輪機油質(zhì)的好壞直接影響著汽輪機潤滑油系統(tǒng)、氫氣密封油系統(tǒng)和調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)能否正常工作。汽輪機油系統(tǒng)顆粒度污染超標在電廠是一個普遍存在的問題。油中的污染物包括灰塵、土粒、砂粒、鐵屑、金屬微粒、漆皮、纖維物、空氣及水分等，這些污染物對油系統(tǒng)危害極大。對汽輪機潤滑油系統(tǒng)來說，潤滑油中的固體顆粒在滑動軸承承載表面上會加快軸頸與瓦面磨損，使電廠汽輪機組軸頸拉毛磨損、車削成槽的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。特別是近年來，我國新投產(chǎn)的國產(chǎn)300 MW機組，普遍存在或多或少的磨軸現(xiàn)象。對調(diào)速系統(tǒng)來說，顆粒狀的固體污染物因各種原因侵入系統(tǒng)，隨油流竄流在各原件和管道中，加大閥芯和閥套摩擦，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作遲緩，同時加快噴嘴和節(jié)流口的沖蝕磨損改變形狀尺寸，最終影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能。尤其是目前大容量機組都采用以高壓抗燃油作為工作介質(zhì)的DEH系統(tǒng)，其核心部件電液伺服閥是非常精密的電液轉(zhuǎn)換原件，由油中污染顆粒引起的伺服閥失效的故障更容易發(fā)生。此外，污染的密封油可使壓差閥發(fā)生卡澀，動作不靈，跟蹤性能差，平衡閥靈敏度降低，使得密封瓦氫側(cè)油量增加，向發(fā)電機內(nèi)大量進油。長期以來，電廠對運行中的汽輪機油只能做常規(guī)化驗，清潔度用目測法和放大鏡觀察法。油質(zhì)的檢驗受檢測人員水平的影響，電廠每隔一定時間取油樣到專業(yè)部門進行顆粒度檢測。這些檢驗方式不能滿足對汽輪機油質(zhì)檢測的要求。 一、汽輪機油污染監(jiān)測中存在的問題 隨機組容量的增大及控制精度的提高，由油污染引起的機組故障逐漸增多，直接影響了機組的安全運行，對油污染的控制也越來越引起電廠的重視。目前，電廠在裝機或大修后通過對油系統(tǒng)進行沖洗的辦法，減少殘留在汽輪機油中的殘渣、焊渣等初始污染物，且大多數(shù)電廠都安裝了油凈化和過濾裝置，在機組運行中當污染度超標時對汽輪機油進行過濾。但對汽輪機油污染的監(jiān)測在電廠還是一項相對薄弱的工作，以致近年來由油污染引起的故障仍不斷發(fā)生。筆者認為，目前我國汽輪機油污染的監(jiān)測中仍存在許多問題。 （一）監(jiān)測管理水平不高 相對于以前的小容量機組，大容量機組(200MW及以上機組)軸頸尺寸增大，軸頸表面的線速度增大，象車削一樣，很高的線速度使顆粒與軸頸更容易拉毛磨損；同時轉(zhuǎn)子質(zhì)量大，油膜薄，小容量機組運行中油膜厚度一般約為0.20 mm，而大機組的油膜厚度通過實測只有0.05 mm左右，當機組啟動或惰走時油膜會更薄，使得汽輪機組軸頸更易受潤滑油中更多的微小顆粒的損傷。目前，某些電廠對油質(zhì)的認識仍停留在小機組的水平上，對油污染的危害認識不足，大多數(shù)電力安裝部門，僅把油質(zhì)檢測停留在安裝過程和油循環(huán)上，沒有在油系統(tǒng)的選材、運輸、保管、下料和安裝上實行一套嚴格的、切實可行的監(jiān)測管理制度。由于汽輪機油的清潔度涉及到汽輪機油系統(tǒng)設(shè)備的制造、運輸、儲存、安裝及運行監(jiān)督等各個環(huán)節(jié)，因此要想提高汽輪機油的質(zhì)量必須有一個全系統(tǒng)、全方位的監(jiān)測過程。 （二）缺乏必要的檢測設(shè)備 由于國內(nèi)尚沒有合適的油質(zhì)清潔度檢測儀，而國外的檢測儀價格昂貴且無法應(yīng)用于汽輪機油質(zhì)的在線監(jiān)測，電廠大都沒有自己的顆粒計數(shù)儀。目前的檢驗方式不能及時發(fā)現(xiàn)汽輪機油清潔度超標現(xiàn)象，通常只有在油污染對系統(tǒng)產(chǎn)生危害后才采取措施。沙嶺子機組由于基建階段汽輪機油質(zhì)量檢驗工作是靠人工外觀目測或放大鏡觀察來進行的，未能及時發(fā)現(xiàn)汽輪機油中含大量的固體顆粒污染物，曾發(fā)生過機組軸頸、軸瓦嚴重損傷。因此，使用符合要求的檢測設(shè)備對使用的汽輪機油質(zhì)清潔度進行檢測并對長期運行的機組實行清潔度在線檢測是當前對污染度進行及時控制，減少油污染危害的一個重要途徑。 二、汽輪機油污染監(jiān)測問題的探討 汽輪機油污染是國內(nèi)電廠普遍存在問題，不僅給電廠造成很大的經(jīng)濟損失，也影響了機組的安全運行。影響機組油系統(tǒng)(包括潤滑油系統(tǒng)、調(diào)節(jié)油系統(tǒng)和密封油系統(tǒng))部件性能下降的主要因素是汽輪機油質(zhì)清潔度、油系統(tǒng)部件的污染敏感度以及工作條件。因此，對汽輪機油污染進行有效的監(jiān)測，將污染度控制在油系統(tǒng)部件要求的范圍內(nèi)，須進行如下工作。 （一）安裝油質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備 目前電廠在機組安裝沖洗以及運行中常用的外觀目測法、放大鏡觀察法及稱重法來判斷油質(zhì)清潔度的方式已不能滿足大容量機組對汽輪機油質(zhì)的要求。電廠應(yīng)安裝油質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備，在機組安裝、維修后進行油系統(tǒng)沖洗及在補充新油過程中對汽輪機油質(zhì)進行檢測，以保證汽輪機油質(zhì)符合要求。同時，對運行中的汽輪機油的清潔度進行在線監(jiān)測，在清潔度超標時及時濾油，不僅可以將汽輪機油質(zhì)控制在系統(tǒng)所要求的目標清潔度范圍內(nèi)，還可根據(jù)汽輪機油清潔度的變化情況及時發(fā)現(xiàn)機組運行中出現(xiàn)的異常情況，在故障早期階段采取措施，避免油污染危害的發(fā)生，保證機組安全可靠的運行。 （二）改進目前的油質(zhì)評判方法 若要通過油質(zhì)監(jiān)測有效地控制汽輪機油污染對系統(tǒng)產(chǎn)生的危害，汽輪機油質(zhì)清潔度等級檢測結(jié)果必須能夠反映汽輪機油中固體顆粒對系統(tǒng)的危害程度。由于目前用各尺寸段內(nèi)最大清潔度等級作為最終清潔度等級的評判方法不能真實的反映污染顆粒對系統(tǒng)的危害程度，建議污染度等級評判結(jié)果中保留各尺寸段內(nèi)的污染度等級，相應(yīng)地，汽輪機油系統(tǒng)對汽輪機油質(zhì)清潔度的等級要求也按不同的尺寸段分別規(guī)定。 汽輪機油污染一直是汽輪機油系統(tǒng)最主要的失效根源。加強對汽輪機油的監(jiān)測將汽輪機油污染度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，不僅可以減少油系統(tǒng)故障的發(fā)生，保證機組更加安全可靠地運行，還可以延長油系統(tǒng)的使用壽命，為電廠帶來顯著的經(jīng)濟效益。 參考文獻： 2金紅光. 國家“十五”科技攻關(guān)項目建議書，2000。 3劉澤龍. 改造常規(guī)汽輪機電站聯(lián)合循環(huán)熱力學(xué)分析 工程熱物理學(xué)報, 2001