淺談汽輪機(jī)油質(zhì)的凈化

淺談汽輪機(jī)油質(zhì)的凈化

吹管質(zhì)量有明顯的提高為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)組的正常運(yùn)行，油質(zhì)凈化非常重要，尤其是新發(fā)動(dòng)機(jī)。新裝汽輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)前的凈化工作主要有兩大項(xiàng):吹管和油循環(huán)。蒸汽管道的吹掃主要是保護(hù)汽輪機(jī)通流部分不受損壞,這項(xiàng)工作已受到重視,吹管的質(zhì)量已有明確的工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其質(zhì)量也有明顯的提高。油系統(tǒng)的油循環(huán)是保護(hù)軸承和調(diào)節(jié)系統(tǒng)不受損壞和正常工作的。但這項(xiàng)工作進(jìn)步不如前者大,工藝要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不夠健全,而且執(zhí)行不嚴(yán),因此,因油臟造成磨軸、燒瓦、拖延工期的問題屢屢發(fā)生。油臟也危害到機(jī)組的安全生產(chǎn),機(jī)組移交生產(chǎn)后,瓦溫高、調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能正常工作,電廠不得不停機(jī)揭瓦,清理油箱重新進(jìn)行油循環(huán)。要想做好油質(zhì)的凈化工作,我們必須提高對(duì)油質(zhì)的認(rèn)識(shí),采用科學(xué)的工藝、加強(qiáng)監(jiān)督驗(yàn)收。1、油中的機(jī)械雜質(zhì)現(xiàn)代大型高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)均采用滑動(dòng)軸承,為了減少摩擦,都用透平油進(jìn)行強(qiáng)迫潤(rùn)滑,透平油在軸頸和軸承表面的楔形間隙中形成一個(gè)油膜,這樣高速旋轉(zhuǎn)的軸就不至于和軸承表面進(jìn)行直接接觸和碰撞,而是通過(guò)油膜進(jìn)行液體摩擦,如果油中混進(jìn)了機(jī)械雜質(zhì),可能使液壓調(diào)節(jié)和保護(hù)部套犯卡,而失去正常的調(diào)節(jié)和保護(hù)功能。軸瓦同軸頸表面的承力間隙中的油膜是很薄的,一般是200微米左右,油中機(jī)械雜質(zhì)顆粒最大尺寸大于油膜厚度時(shí),油中雜質(zhì)擊穿油膜,液體摩擦被破壞,變成顆粒摩擦,摩擦的結(jié)果使軸頸和烏金表面遭到破壞。軸頸和烏金表面的光潔度也不是理想的,也有凹凸不平的粗糙部分,因此油膜厚度不是很均勻的,在高低水平部分油膜有薄有厚,凸出部分的油膜相應(yīng)的減薄,因此尺寸小于油膜厚度的雜質(zhì)也可能將這部分油膜擊穿,產(chǎn)生顆粒摩擦,同樣也可能造成軸頸和烏金表面的破壞。軸頸和烏金表面被破壞的程度與雜質(zhì)顆粒大小和硬度有關(guān)。較大較硬顆粒造成的破壞會(huì)使軸頸和烏金表面拉毛,劃成溝痕,甚至同車刀一樣在軸頸或?yàn)踅鸨砻孳嚦蓤A環(huán)形的溝槽。即使細(xì)小的顆?；爝M(jìn)油中也會(huì)產(chǎn)生不良作用,比如油中的泥土或細(xì)小的金屬顆粒在長(zhǎng)期運(yùn)行的摩擦和擠壓中,這些雜質(zhì)被碾壓在軸頸和烏金的表面中,使該表面呈黑色,甚至使烏金部分表面變得又硬又脆,雖然有些機(jī)組運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng),但從軸承上看卻顯得陳舊。油中的機(jī)械雜質(zhì)損壞軸頸和烏金表面的光滑是好理解的,但對(duì)于在軸承不斷油的情況下,油中的機(jī)械雜質(zhì)怎么使瓦溫升高,甚至造成燒瓦事故的問題,還沒有找到論述這方面的機(jī)理的文章,現(xiàn)作如下探討:1.1烏金和軸頸表被硬顆粒拉毛出劃痕以后,軸頸表面呈凹凸不平的形狀,凸出部分將像微小的葉片一樣同軸一起旋轉(zhuǎn),這種旋轉(zhuǎn)到排泄作用,使得排油量的增加大于進(jìn)油量的增加,造成軸承間隙中油量的減少引起瓦溫升高;凸出和粗糙部分的旋轉(zhuǎn),又要使摩擦耗功增加,這種增加的耗功將變成熱量使油溫升高。1.2烏金表面被劃傷以后,凹下部分會(huì)積存油流,不能正常流動(dòng)形成渦流,雖然這種渦流很小,但它吸收摩擦產(chǎn)生的熱量,使溫度升高變成熾熱的油流積存下來(lái),這也會(huì)使局部瓦溫升高。1.3摩擦使烏金溫度升高以后,烏金也容易變軟,因此也就越容易被劃傷,如果劃痕表面繼續(xù)摩擦,會(huì)使該表面越來(lái)越粗糙,溫度也越來(lái)越高,這種惡性循環(huán)的結(jié)果必須使瓦溫持續(xù)升高。1.4透平油具有揮發(fā)性,這種揮發(fā)隨壓力降低和溫度升高而增加,當(dāng)壓力降低和溫度升高達(dá)到一定條件時(shí),油的揮發(fā)將變成類似于水的汽蝕那樣開始?xì)饣Ｓ偷臍饣谝鹑藗兊淖⒁?。礦物油在常溫下含有6～12%的空氣(而水只含有2%)由于礦物油含空氣量比水大,因此油的氣壓力也比水高,所以油比水更容易氣化,當(dāng)壓力降低和溫升高同時(shí)存在就更加劇了油的揮發(fā)和氣化。在機(jī)械雜質(zhì)引起軸承摩擦的情況下,造成部分油膜的壓力降低和溫度升高也將同時(shí)存在,因?yàn)槟Σ烈环矫媸馆S承間隙內(nèi)缺油,油膜部分的全部的可能被破壞,造成該部分油膜壓力降低;另一方面摩擦產(chǎn)生的熱量也使油溫升高。所以摩擦?xí)斐奢S承油膜個(gè)別部分油的揮發(fā)和氣化,這種揮發(fā)或氣化,首先在軸承間隙中溫度高、壓力低處以小汽泡的形式產(chǎn)生并集聚,因此它是局部的,點(diǎn)狀的,隨著壓力的降低和溫度的升高,集聚的氣泡也會(huì)越來(lái)越多形成氣塞區(qū)。如果壓力和溫度再繼續(xù)降低和升高,氣泡再繼續(xù)增多,那么必然使氣塞區(qū)壓力升高,氣塞區(qū)壓力升高以后,一方面阻止了油流的通過(guò),使氣塞區(qū)斷油,形成干摩擦;另一方面氣塞區(qū)壓力升高以后,使得氣塞區(qū)域面積同點(diǎn)狀逐漸擴(kuò)大,即使干摩擦部分?jǐn)U大。干摩擦使氣塞區(qū)溫度急劇升高造成了摩擦損壞,輕者使被摩擦部分呈點(diǎn)狀,顏色發(fā)藍(lán),且光亮堅(jiān)硬;嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致烏金部分或大面積熔化。2、烏金溶解燒瓦事故上面討論了油質(zhì)清潔和軸承表面光潔度對(duì)瓦溫影響的道理。不管哪種形式因素存在都會(huì)因機(jī)械雜質(zhì)造成摩擦,引起瓦溫升高。這一點(diǎn)還可以用實(shí)踐中的例子證明。在新機(jī)的試運(yùn)中,特別是第一次起動(dòng),經(jīng)常遇上軸承的油流正常,但軸承的溫度很高。在起動(dòng)升速中,中速以前軸承升速并不明顯,2000轉(zhuǎn)/分以上明顯的呈現(xiàn)出隨轉(zhuǎn)速的上升,溫度也呈升高的趨勢(shì),有的機(jī)組定溫時(shí)瓦溫超過(guò)100℃但振動(dòng)不大,有時(shí)懷疑是溫度測(cè)量不準(zhǔn),中心不對(duì),軸承吃力不均等原因造成的;但停機(jī)檢查,除了油臟和軸瓦有些拉毛以外,并未發(fā)現(xiàn)安裝方面的問題。清理軸瓦、刮毛刺、重新開機(jī)瓦溫又正常了,這說(shuō)明瓦溫升高是油臟造成的。油臟不僅在升速中引起瓦溫升高,而且在降速中一旦軸瓦進(jìn)了臟東西,產(chǎn)生摩擦,仍然會(huì)使瓦溫升高,嚴(yán)重時(shí)還可以造成烏金溶化燒瓦事故。有一臺(tái)300MW機(jī)組運(yùn)行中#6瓦溫度是正常的,但在因故停機(jī)惰走的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)#6瓦溫度在1000轉(zhuǎn)/分以下有升高,在560轉(zhuǎn)/分瓦溫92.6℃,在450轉(zhuǎn)/分瓦96.6℃。即機(jī)檢查軸瓦,發(fā)現(xiàn)油質(zhì)很臟,油中的硬顆粒比前幾次起動(dòng)明顯的增多,#4、#5、#6、#7瓦的軸頸均有嚴(yán)重摩擦,摩痕深達(dá)1mm。相應(yīng)軸瓦不僅嚴(yán)重磨損,而且也有烏金溶化燒瓦的問題。有的軸頸損傷嚴(yán)重不能繼續(xù)使用。只好更換發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,汽機(jī)中低壓轉(zhuǎn)子重加工軸頸,相應(yīng)的軸瓦也重新澆鑄,這次燒瓦事故損失是嚴(yán)重的,原因是殘存于油系統(tǒng)中機(jī)械雜質(zhì)沒有清理干凈,在停機(jī)惰走1000轉(zhuǎn)/分以下時(shí),雜質(zhì)涌進(jìn)了軸承造成了燒瓦事故。雖然這次事故發(fā)生在轉(zhuǎn)速下降的時(shí)候,但仍有一個(gè)升溫的過(guò)程,這說(shuō)明軸承一旦被劃痕以后再繼續(xù)摩擦引起瓦溫升高是很快的,往往來(lái)不及處理就會(huì)導(dǎo)致燒瓦事故,同時(shí)也說(shuō)明油臟帶來(lái)的后果是十分嚴(yán)重的,不僅威脅到機(jī)組升速運(yùn)行,也威脅到停機(jī)惰走。3、停機(jī)過(guò)程中觀察通過(guò)以上的教訓(xùn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以得出以下注意事項(xiàng):3.1升速過(guò)程中特別在2000轉(zhuǎn)/分以后,如發(fā)現(xiàn)瓦溫明顯地隨著轉(zhuǎn)速的上升高,那么瓦溫達(dá)100℃要立即停機(jī)。瓦溫達(dá)103℃軸瓦部分可能被研磨,瓦溫達(dá)106℃軸瓦大部分將被研磨。3.2停機(jī)過(guò)程中出要監(jiān)視軸瓦溫度情況,如降