浅谈汽轮机油质的净化

浅谈汽轮机油质的净化

吹管质量有明显的提高为了维持发动机组的正常运行，油质净化非常重要，尤其是新发动机。新装汽轮发电机组投产前的净化工作主要有两大项:吹管和油循环。蒸汽管道的吹扫主要是保护汽轮机通流部分不受损坏,这项工作已受到重视,吹管的质量已有明确的工艺和质量标准。其质量也有明显的提高。油系统的油循环是保护轴承和调节系统不受损坏和正常工作的。但这项工作进步不如前者大,工艺要求和质量标准也不够健全,而且执行不严,因此,因油脏造成磨轴、烧瓦、拖延工期的问题屡屡发生。油脏也危害到机组的安全生产,机组移交生产后,瓦温高、调节系统不能正常工作,电厂不得不停机揭瓦,清理油箱重新进行油循环。要想做好油质的净化工作,我们必须提高对油质的认识,采用科学的工艺、加强监督验收。1、油中的机械杂质现代大型高速旋转的汽轮机均采用滑动轴承,为了减少摩擦,都用透平油进行强迫润滑,透平油在轴颈和轴承表面的楔形间隙中形成一个油膜,这样高速旋转的轴就不至于和轴承表面进行直接接触和碰撞,而是通过油膜进行液体摩擦,如果油中混进了机械杂质,可能使液压调节和保护部套犯卡,而失去正常的调节和保护功能。轴瓦同轴颈表面的承力间隙中的油膜是很薄的,一般是200微米左右,油中机械杂质颗粒最大尺寸大于油膜厚度时,油中杂质击穿油膜,液体摩擦被破坏,变成颗粒摩擦,摩擦的结果使轴颈和乌金表面遭到破坏。轴颈和乌金表面的光洁度也不是理想的,也有凹凸不平的粗糙部分,因此油膜厚度不是很均匀的,在高低水平部分油膜有薄有厚,凸出部分的油膜相应的减薄,因此尺寸小于油膜厚度的杂质也可能将这部分油膜击穿,产生颗粒摩擦,同样也可能造成轴颈和乌金表面的破坏。轴颈和乌金表面被破坏的程度与杂质颗粒大小和硬度有关。较大较硬颗粒造成的破坏会使轴颈和乌金表面拉毛,划成沟痕,甚至同车刀一样在轴颈或乌金表面车成圆环形的沟槽。即使细小的颗粒混进油中也会产生不良作用,比如油中的泥土或细小的金属颗粒在长期运行的摩擦和挤压中,这些杂质被碾压在轴颈和乌金的表面中,使该表面呈黑色,甚至使乌金部分表面变得又硬又脆,虽然有些机组运行时间不长,但从轴承上看却显得陈旧。油中的机械杂质损坏轴颈和乌金表面的光滑是好理解的,但对于在轴承不断油的情况下,油中的机械杂质怎么使瓦温升高,甚至造成烧瓦事故的问题,还没有找到论述这方面的机理的文章,现作如下探讨:1.1乌金和轴颈表被硬颗粒拉毛出划痕以后,轴颈表面呈凹凸不平的形状,凸出部分将像微小的叶片一样同轴一起旋转,这种旋转到排泄作用,使得排油量的增加大于进油量的增加,造成轴承间隙中油量的减少引起瓦温升高;凸出和粗糙部分的旋转,又要使摩擦耗功增加,这种增加的耗功将变成热量使油温升高。1.2乌金表面被划伤以后,凹下部分会积存油流,不能正常流动形成涡流,虽然这种涡流很小,但它吸收摩擦产生的热量,使温度升高变成炽热的油流积存下来,这也会使局部瓦温升高。1.3摩擦使乌金温度升高以后,乌金也容易变软,因此也就越容易被划伤,如果划痕表面继续摩擦,会使该表面越来越粗糙,温度也越来越高,这种恶性循环的结果必须使瓦温持续升高。1.4透平油具有挥发性,这种挥发随压力降低和温度升高而增加,当压力降低和温度升高达到一定条件时,油的挥发将变成类似于水的汽蚀那样开始气化。油的气化正在引起人们的注意。矿物油在常温下含有6～12%的空气(而水只含有2%)由于矿物油含空气量比水大,因此油的气压力也比水高,所以油比水更容易气化,当压力降低和温升高同时存在就更加剧了油的挥发和气化。在机械杂质引起轴承摩擦的情况下,造成部分油膜的压力降低和温度升高也将同时存在,因为摩擦一方面使轴承间隙内缺油,油膜部分的全部的可能被破坏,造成该部分油膜压力降低;另一方面摩擦产生的热量也使油温升高。所以摩擦会造成轴承油膜个别部分油的挥发和气化,这种挥发或气化,首先在轴承间隙中温度高、压力低处以小汽泡的形式产生并集聚,因此它是局部的,点状的,随着压力的降低和温度的升高,集聚的气泡也会越来越多形成气塞区。如果压力和温度再继续降低和升高,气泡再继续增多,那么必然使气塞区压力升高,气塞区压力升高以后,一方面阻止了油流的通过,使气塞区断油,形成干摩擦;另一方面气塞区压力升高以后,使得气塞区域面积同点状逐渐扩大,即使干摩擦部分扩大。干摩擦使气塞区温度急剧升高造成了摩擦损坏,轻者使被摩擦部分呈点状,颜色发蓝,且光亮坚硬;严重时将导致乌金部分或大面积熔化。2、乌金溶解烧瓦事故上面讨论了油质清洁和轴承表面光洁度对瓦温影响的道理。不管哪种形式因素存在都会因机械杂质造成摩擦,引起瓦温升高。这一点还可以用实践中的例子证明。在新机的试运中,特别是第一次起动,经常遇上轴承的油流正常,但轴承的温度很高。在起动升速中,中速以前轴承升速并不明显,2000转/分以上明显的呈现出随转速的上升,温度也呈升高的趋势,有的机组定温时瓦温超过100℃但振动不大,有时怀疑是温度测量不准,中心不对,轴承吃力不均等原因造成的;但停机检查,除了油脏和轴瓦有些拉毛以外,并未发现安装方面的问题。清理轴瓦、刮毛刺、重新开机瓦温又正常了,这说明瓦温升高是油脏造成的。油脏不仅在升速中引起瓦温升高,而且在降速中一旦轴瓦进了脏东西,产生摩擦,仍然会使瓦温升高,严重时还可以造成乌金溶化烧瓦事故。有一台300MW机组运行中#6瓦温度是正常的,但在因故停机惰走的过程中,发现#6瓦温度在1000转/分以下有升高,在560转/分瓦温92.6℃,在450转/分瓦96.6℃。即机检查轴瓦,发现油质很脏,油中的硬颗粒比前几次起动明显的增多,#4、#5、#6、#7瓦的轴颈均有严重摩擦,摩痕深达1mm。相应轴瓦不仅严重磨损,而且也有乌金溶化烧瓦的问题。有的轴颈损伤严重不能继续使用。只好更换发电机转子,汽机中低压转子重加工轴颈,相应的轴瓦也重新浇铸,这次烧瓦事故损失是严重的,原因是残存于油系统中机械杂质没有清理干净,在停机惰走1000转/分以下时,杂质涌进了轴承造成了烧瓦事故。虽然这次事故发生在转速下降的时候,但仍有一个升温的过程,这说明轴承一旦被划痕以后再继续摩擦引起瓦温升高是很快的,往往来不及处理就会导致烧瓦事故,同时也说明油脏带来的后果是十分严重的,不仅威胁到机组升速运行,也威胁到停机惰走。3、停机过程中观察通过以上的教训和实践经验,可以得出以下注意事项:3.1升速过程中特别在2000转/分以后,如发现瓦温明显地随着转速的上升高,那么瓦温达100℃要立即停机。瓦温达103℃轴瓦部分可能被研磨,瓦温达106℃轴瓦大部分将被研磨。3.2停机过程中出要监视轴瓦温度情况,如降