汽轮机油系统故障引发机组异常运行原因分析及处理办法剖析.doc
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1、论文题目:汽轮机油系统故障引发机组异常运行原因分析及处理办法学科(专业):热能与动力工程申请人: 指导教师: 摘要汽轮机是电力系统中重要的组成部分,汽轮机组的安全运行对保证电力系统的正常工作起着决定性的作用。随着电力行业的发展,装机容量越来越高,在国内,单机600 MW以上的机组已不再少见,大型机组的安全运行,对电力系统具有举足轻重的影响。汽轮机设备损坏,是电力系统五大恶性事故(即全厂停电,大面积停电,主要设备损坏,火灾,人身伤亡)之一。汽轮机设备一旦发生重大损坏事故,就需要相当长的检修时间才能恢复发电,所以要尽可能避免汽轮机组的异常导致的事故。本篇论文就是从汽轮机油的性质出发,根据汽轮机油不
2、同的性质找出汽轮机运行中因油质不良导致的各类问题,并加强对汽轮机油的油务监督,以及汽轮机油的维护,特别是油质、环境、安装工艺等方面,通过具体的油系统引发的故障,且根据汽轮机油的性质找出造成机组异常运行的原因,究其症结,对症实施,确保了汽轮机油系统的安全可靠运行,为大机组的安全健康运转提供保障。关 键 词:汽轮机;汽轮机油系统;调节保安系统;实际应用论文类型:应用研究目 录摘要I目 录II1.绪 论11.1选题的目的和意义11.2论文综述12.汽轮机油系统22.1润滑油系统22.2 顶轴油系统22.3 调节/安全油系统23.汽轮机油的性质33.1黏度33.2闪点33.3水分33.4破乳化时间43
3、.5酸值43.6氧化安定性43.7水溶性酸53.8机械杂质53.9腐蚀53.10泡沫性和空气释放性54.汽轮机油油务监督和维护64.1运行中汽轮机油的质量标准要符合下表的规定:64.2汽轮机油的常规检验周期和检验项目75.运行中汽轮机油的维护85.1补充油和混油规定85.2添加抗氧化剂85.3添加防锈剂85.4添加破乳化剂95.5运行油的连续再生95.6废油再生96.具体事故具体分析具体对策116.1故障现象及原因116.1.1油质不良造成的故障116.1.2 设备质量不良造成故障116.1.3设计时存在一定的缺陷116.1.4周围环境对油系统产生一定的影响116.1.5安装工艺不精,技术措施
4、不完善126.1.6油系统失火127.对策和措施137.1对策137.1.1 严把设备质量关,确保设备安全运行137.1.2提高工艺水平,保证设备安装质量137.1.3完善技术措施,加强油务监督137.2防止油系统失火防火措施137.2.1管道的安装与设计137.2.2避离高温部分热源148.总结168.1结论168.2 收获16致 谢17参考文献181、绪 论1.1 选题的目的和意义汽轮机是电力系统中重要的组成部分,汽轮机组的安全运行对保证电力系统的正常工作起着决定性的作用。随着电力行业的发展,装机容量越来越高,在国内,单机600 MW以上的机组已不再少见,大型机组的安全运行,对电力系统具有
5、举足轻重的影响。汽轮机设备损坏,是电力系统五大恶性事故(即全厂停电,大面积停电,主要设备损坏,火灾,人身伤亡)之一。汽轮机设备一旦发生重大损坏事故,只有通过长时间的检修才能恢复发电。所以要尽可能避免汽轮机组的异常导致的事故。本篇论文就是从油系统引发的故障,来分析解决导致汽轮机事故的原因。油系统一旦发生事故且处理不当,往往扩大成灾难性的事故,油中进水、油质劣化使调节保安系统锈蚀阻涩;供油中断或油质不洁造成轴承及轴颈磨损、轴承乌金融化;机组漏油导致火灾事故等等。汽轮机的调节保安系统是汽轮机运行中的指挥控制中枢,亦是确保机组安全的重要设备,都是以油作为工质;汽轮机的轴承是确定转子在汽缸中的辐向及轴向
6、位置,用油作为润滑介质并带走热量;油的质量的好坏是调节保安系统和轴承工作好坏的基本条件,因此油系统的好坏,对汽轮机安全性有决定性作用,对大机组的安全保证更为重要。1.2 论文综述首先了解导致油质劣化的理化性质,其密切相关点有黏度、闪点、水分、酸值、机械杂质等,从中找到影响油质的关键所在和解决方法,同时应该加强汽轮机油油务监督,和运行中的油质维护。最后通过具体电厂中常见的事故,内因,如油质不良;外因,设备质量不良、设计时存在缺陷、安装工艺不精等方面来论证分析和做出具体的事故处理,进而确保汽轮机油系统的安全可靠运行。2.汽轮机油系统汽轮机油系统主要是指汽轮发电机组油系统的润滑油系统、顶轴油系统、调
7、节/安全油系统。2.1 润滑油系统 润滑油系统的任务是可靠的向汽轮发电机组的各轴承(包括支承轴承和推力轴承)、 盘车装置提供合格的润滑/冷却油。由于不同制造厂的汽轮发电机组整体布置各不相同,所以相应的润滑油系统的具体设置也有所不同。但从必不可少的要求来看,润滑油系统主要由润滑油箱(及其回油滤网、排烟风机、加热装置、测温元件、油位计)、主油泵、交流电动(备用)油泵、直流电动(事故)油泵、冷油器、油温调节装置(或油温调节阀)、轴承进油调节阀(或可调节流孔板)、滤油装置(或滤网)、油温/油压监测装置以及管道、阀门等部件组成。2.2 顶轴油系统 设置汽轮发电机组的顶轴油系统,是为了避免盘车时发生干摩擦
8、,防止轴颈与轴瓦相互损伤。2.3 调节/安全油系统 汽轮机液压油系统用于向汽轮机调节系统的压力控制机构提供动力油源,还向汽轮机的保安系统提供安全油源。而在这些油系统中,造成事故的原因,无非其一是系统中用油的劣化,导致设备腐蚀或直接、间接的损伤;其二则是设备的质量或安装工艺不当,造成漏油的失火事故。在这里,我们首先就从了解汽轮机用油的理化性质和导致油质劣化的原因,开始了解。3.汽轮机油的性质汽轮机油又称透平油,是电厂用油量最大的润滑油。汽轮机油主要用于汽轮发电机组的润滑、冷却散热、调速和密封作用。汽轮机油的理化性质和使用性能,不仅取决于石油的化学组成和加工方法,而且也受储油、使用时外界因素的影响
9、。要正确使用、监督、维护和管理好油品,就应对汽轮机油的性质进行深入的、系统的了解。3.1 黏度油在外力作用下,作相对层流运动时,油分子间就存在内摩擦阻力,油的黏度就是这种内摩擦力的量度。内摩擦阻力越大,油的流动越困难,黏度也就越大。黏度的种类分为运动黏度、动力黏度、恩式黏度。运动黏度。运动黏度是在某一恒定的温度下,测定一定体积的油在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管黏度计的时间。黏度计毛细管常数与流动时间的乘积,即为该温度t时运动黏度用符号V表示。运动黏度在国际上(包括我国)常用作进行油品的仲裁、校核试验。油品的黏度受温度影响较大,油温升高、黏度减小,油温降低、黏度增大。各种油在相同温度条件下随
10、温度变化的程度各不相同。油品随温度变化的程度称为油品的黏油性。选用黏度要适当的油品,过大虽保证了润滑作用,但功率损失大,散热也慢;黏度过小,不能保证形成足够的油膜,已造成轴颈和轴瓦的干摩擦,导致机件损伤。3.2 闪点在规定的条件下加热油品,产生的油蒸汽与空气混合油气接触火焰发生瞬时闪火时的最低温度称为闪点。闪点是油品贮运和使用的安全指标,保证了在某一温度下,不至于发生火灾或爆炸。闪点是油品的质量指标之一,规定运行中汽轮机油的闪点不应低于新油闪点的8C以上。否则应查明原因,对油进行处理和换油。3.3 水分汽轮油有水分,油易乳化。乳化的油不能形成良好的油膜,失去了油的润滑作用,威胁设备的安全运行。
11、乳化油还可能沉积于调速系统中,起不良好的调速作用。汽轮机油中水分来源于机组的漏水和漏汽。油中有水分还会加速油品的劣化,使油品的酸值增大,对金属设备产生腐蚀和油泥沉淀物增多。因此,无论是新油,还是运行中油,决不允许有水分存在。3.4 破乳化时间在规定试验条件下,同体积的试油和蒸馏水通过搅拌形成乳浊液,测定其达到分离(即油、水分界面乳浊液层的体积等于或小于3mL时)所需要的时间(min)。在运行中,汽轮机油不可避免的要混入水分或水蒸气形成乳状液,从而降低了油的润滑性能,增大设备的磨损。为保证汽轮机油的润滑作用,要求乳化油在油箱内能迅速地自动破乳,使油水完全分离,然后定期从油箱中将水排掉。新油破乳化
12、时间不得超过8min。破乳化时间越短,油的抗乳化性能越强。造成油品乳化的主要原因是水分,激烈的搅拌和油品老化产生的环烷酸皂等类乳化剂的作用,造成油品的乳化。为了保证乳化液完全分离,油在油箱中要有足够的停留时间,通常要求油的循环倍率k不得大于8。油的循化倍率计算公式如:k=q/m3.5 酸值中和1g油试样中含有的酸性组分所需氢氧化钾(KOH)毫克数称为油的酸值。油品酸值的测定,一般在非水溶剂中进行。油中酸性组分包括能溶于水和非水溶剂的酸性组分,如无机酸、石油酸及部分酸性添加剂等。油品的氧化产生酸性物质,这些酸性物质直接或间接的腐蚀设备的金属部件,加速油品自身氧化,酸性物质增加。同时还会导致油泥的
13、生成,增加机械磨损和降低油品的抗乳化能力。因此,油品的酸值是判断油品氧化程度的指标之一。酸值超过一定标准时,应对运行中油及时处理或更换。3.6 氧化安定性油品抵抗氧化作用而保持油品性质不发生永久变化的能力,称为油品的氧化安定性。氧化安定性是在特定条件下,用油被氧化生成的沉积物的量和酸值的大小表示。它是汽轮机油使用寿命的一项重要指标。如果油品被氧化后酸值不很高,所生成的沉积物也很少,说明油品很安定,不易氧化变质,可长期使用。目前,使用的汽轮机油中都加入一定量的抗氧化剂,目的是提高油品的抗氧化安定性,延长油的使用寿命。3.7 水溶性酸水溶性酸实质油中能溶于水中的无机酸和低分子有机酸。它来自油的氧化
14、和外界的污染,新油炼制和废油的再生不当而残存与油中的酸,油中残存皂化物水解也可产生酸。运行中汽轮机油不存有水溶性碱,多存有水溶性酸。运行中油超过一定标准(PH4.2)时,应及时处理和换油。3.8 机械杂质一定量油品在规定的溶剂(汽油、苯等)中的不溶物的含量为油品的机械杂质,用质量百分数表示。在运行中,汽轮机油内杂质主要来源于系统外污染物,如灰尘等,其次是系统内产生的,如金属磨损物和腐蚀产物。机械杂质会加速油品的劣化变质,在机组的油系统中将破坏油膜,磨损设备部件,并有可能导致调速器部件卡涩、失灵。在电器设备中,特别是有水分存在时,机械杂质急剧地降低油和设备的电气性能,直接威胁设备的安全运行,因此
15、,运行中的电力用油,规定不能含有机械杂质。如有,则应及时过滤出去。3.9 腐蚀腐蚀表示绝缘油和汽轮机油对铜的腐蚀程度。它是将油试样在一定温度下与铜片相接触,经过一定时间作用后取出,目视观察试样锈蚀程度,用于评价乳化油防止金属腐蚀的能力,同时也是评定防锈剂抗锈性能。锈蚀程度的分级:轻微锈蚀的锈点不超过6个,每个锈点直径不大于1mm;中等锈蚀为锈点超过了6个,但小于试验钢棒表面面积的5%;严重锈蚀为锈蚀面积超过了试样钢棒表面积的5%。运行中的汽轮机油不可避免的含有一定量水分,长期与油接触的金属部件会被腐蚀,危害极大。为了防止金属表面腐蚀,在运行中往油中加入防锈剂。3.10 泡沫性和空气释放性泡沫特
16、性是指在规定条件下测定润滑油的泡沫倾向性和泡沫稳定性。空气释放性是测定润滑油分离雾沫空气的能力。泡沫性和空气释放性是汽轮机油的重要质量指标,泡沫会破坏润滑油的油膜,使摩擦面发生烧结或增大磨损,并促进油品的氧化变质,还会使润滑油系统产生空穴现象和润滑剂的溢流损失导致机械故障。更严重的是造成液压不稳,影响自动控制和操作的准确性。4.汽轮机油油务监督和维护油品质量直接影响到油设备的安全、经济运行,尤其对大容量高参数机组,高电压大容量输变电线路,加强油品在使用中的监督、维护和管理是十分重要的。4.1运行中汽轮机油的质量标准要符合下表的规定:表4-1 汽轮机油的质量标准序号项目设备范围质量指标检验方法1
17、外状透明外观目视2运动黏度(40C,mm/s)与新油原始测定值偏高20%GB/T2653闪点(开口杯),C与新油原始测定值相比不低于15GB/T2674机械杂质无外观目视5颗粒度250MW及以上报告SD/T133或DL/T4326酸值未加防锈剂油0.2GB/T264或加防锈剂油0.3GB/T75997液相锈蚀无锈GB/T111438破乳化度(min)60GB/T76059水分(mg/L)200MW及以上100GB/T7600或GB/T7601200MW及以下20010起泡沫试验(ml)250MW及以上报告GB/T1257911空气释放性(min)250MW及以上报告SH/T0308 a 参考国
18、外标准控制极限值NAS1638规定和9级MOOG规定6级见附录A(提示的附录);有的300MW汽轮机润滑系统和调速系统共用一个油箱,也用矿物汽轮机油,此时油中颗粒度指标应按制造厂提供的指标b 参考外国标准极限值为600/痕迹mlc 参考外国标准控制极限值为10mind 在冷油器处取样,对200MW及以上的水轮机油中水分质量指标为小于或等于200mg/le 对200MW机组油中颗粒度测定,应创造条件,开展检验。4.2汽轮机油的常规检验周期和检验项目设备名称设备规范检验周期检验项目汽轮机250MW及以上新设备投运前或机组大修后111每天或每周至少1次1、4每1个月,第3个月以后每6个月2、3每月、
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