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淺析汽輪機油顆粒度檢測的重要性

[摘 要]汽輪機組油系統在電廠系統中主要起到潤滑、冷卻、控制、調速及密封等作用,在液壓潤滑系統中,油液的污染程度直接影響著液壓系統的性能和可靠性。這就要求我們必須將油液的污染程度等級控制在系統許可的范圍內,油質指標的好壞直接影響到機組運行的穩定和安全。
  1 概述 
  汽輪機油質的好壞直接影響著汽輪機潤滑油系統、氫氣密封油系統和調節保安系統能否正常工作。汽輪機油系統顆粒度污染超標在電廠是一個普遍存在的問題。對汽輪機潤滑油系統來說,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、車削成槽的現象頻繁發生。近年來,我國新投產的國產300MW機組,普遍存在或多或少的磨軸現象。對調速系統來說,顆粒狀的固體污染物因各種原因侵入系統,隨油流竄流在各原件和管道中,加大閥芯和閥套摩擦,調節系統動作遲緩,同時加快噴嘴和節流口的沖蝕磨損改變形狀尺寸,最終影響調節系統的性能,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的DEH系統,其核心部件電液伺服閥是非常精密的電液轉換原件,由油中污染顆粒引起的伺服閥失效的故障更容易發生。調查資料表明,在所有伺服閥的故障中因油污染主要是固體顆粒污染引起的堵塞、卡死、沖蝕等失效故障約占90%。此外,污染的密封油可使壓差閥發生卡澀、動作不靈、跟蹤性能差、平衡閥靈敏度降低,使得密封瓦氫側油量增加,向發電機內大量進油。據調查,在國內運行的一百三十多臺200MW汽輪發電機組中,都不同程度地存在著上述問題。氫密封系統向發電機內漏油是電廠普遍存在的一種現象,汽輪機油的污染使得油系統故障頻繁發生,不僅嚴重影響了生產,也給電廠帶來了很大的經濟損失。長期以來,電廠對運行中的汽輪機油只能做常規化驗,清潔度用目測法和放大鏡觀察法油質,檢驗受檢測人員水平的影響,這些檢驗方式并不能滿足對汽輪機油質檢測的要求, 
  現就汽輪機油污染監測工作的重點談談粗淺看法 
  2 汽輪機油污染監測工作中存在的問題 
  2.1 提高監測管理水平 
  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;同時轉子質量大,油膜薄,小容量機組運行中油膜厚度一般約為0.20mm,而大機組的油膜厚度通過實測只有0.05mm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,大多數電力建設安裝部門,僅把油質檢測停留在安裝過程和油循環上,沒有在油系統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測管理制度。由于汽輪機油的清潔度涉及到汽輪機油系統設備的制造運輸儲存安裝及運行監督等各個環節,因此要想提高汽輪機油的質量必須有一個全系統全方位的監測過程。 
  2.2 更新必要的檢測設備 
  傳統的油質化驗由于沒有專門的顆粒計數儀,而昂貴的在線檢測儀價格昂貴且無法應用于汽輪機油質的在線監測,目前的目測或放大鏡檢驗方式不能及時發現汽輪機油清潔度超標現象,未能及時發現汽輪機油中含大量的固體顆粒污染物,通常只有在油顆粒度污染對系統產生危害后才采取措施,曾發生過機組軸頸軸瓦嚴重損傷。因此,使用符合要求的檢測設備對使用的汽輪機油質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。 
  2.3 優化評判方法,規范操作 
  以光阻法原理工作的液體自動顆粒計數器已成為廣為人們接受的一種測定油液污染度的主要工具。目前電廠大都沿用美國汽車工程協會的SA749D標準及美國航天協會的NASl638標準,它們有一個共同特點,即建立在一個固定的尺寸分布的基礎上,以電廠使用較多的NASl638標準為例,該標準按100ml油液中515μm1525μm2550μm50100μm和大于100μm5個尺寸范圍內最大允許顆粒數劃分為12個污染等級。電廠目前清潔度等級的評判方法是,根據檢測結果,確定污染顆粒在各尺寸范圍內的清潔度等級并取其中的最大值作為最終的清潔度等級評判結果。用該方法確定的評判結果存在如下問題:實際汽輪機油中顆粒尺寸分布難以同時滿足,5個尺寸范圍的規定,使得NASl638標準在應用過程中往往出現大小尺寸范圍內汽輪機油的清潔度等級相差很大。因此,按當前油質評定方法確定的評判結果不能很好地反映汽輪機油質對油系統的危害程度。而且顆粒計數的準確性在很大程度上依賴顆粒檢測設備的正確操作技術,必須保證所用傳感器以及相連管路的清潔度,樣液分析系統必須先用事先過濾好的溶劑來清洗。同時最后使用超聲浴池來代替傳統的手工搖動,避免手工帶來的氣泡。樣液在超聲浴池中停留的時間不應超過30S,否則瓶壁上的顆粒會脫落到樣液中,這對清潔度高的樣液有一定影響。只有正確使用顆粒計數器,才能減小計數誤差,提高數據的重復精度,從而有利于正確分析系統的污染度等級,有助于提高系統的性能及可靠性,延長系統的工作壽命。 
  3 汽輪機油污染監測工作的重點 
  3.1 安裝油質在線監測設備 
  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清潔度的方式已不能滿足大容量機組對汽輪機油質的要求。電廠應安裝油質在線監測設備,在機組安裝維修后進行油系統沖洗及在補充新油過程中對汽輪機油質進行檢測,以保證汽輪機油質符合要求同時,對運行中的汽輪機油的清潔度進行在線監測,在清潔度超標時及時濾油,不僅可以將汽輪機油質控制在系統所要求的目標清潔度范圍內,還可根據汽輪機油清潔度的變化情況及時發現機組運行中出現的異常情況,在故障早期階段采取措施,避免油污染危害的發生,保證機組安全可靠的運行。 
  3.2 消除微水含量的影響 
  由于現場運行的汽輪機油中含有微小氣泡,影響了檢測精度同時為消除汽輪機油中水對污染度檢測結果的影響,建議安裝除氣裝置及汽輪機油微水含量檢測裝置對污染度檢測結果進行修正,以提高檢測精度。 
  3.3 改進油質評判方法 
  若要通過油質監測有效地控制汽輪機油污染對系統產生的危害,汽輪機油質清潔度等級檢測結果必須能夠反映汽輪機油中固體顆粒對系統的危害程度.由于目前用各尺寸段內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的危害程度,建議污染度等級評判結果中保留各尺寸段內的污染度等級,相應地,汽輪機油系統對汽輪機油質清潔度的等級要求也按不同的尺寸段分別規定。 
  4 結論 
  綜上所述,汽輪機油污染是國內電廠普遍存在問題,不僅給電廠造成很大的經濟損失,也影響了機組的安全運行因此,我們應積極加強對汽輪機油的監測工作,將汽輪機油污染度控制在規定范圍內,保證機組更加安全可靠地運行。
日期:2018-9-29 閱讀:2574次
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