600MW机组汽动给水泵汽轮机油系统化学冲洗的应用探讨

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【摘 要】本文介绍了汽轮机油系统油质劣化的原因分析，对汽轮机油系统传统油循环方式与化学冲洗进行了探讨，最后介绍了汽轮机油系统化学冲洗的原则、方法步骤及注意事项。

【关键词】汽轮机；油系统；化学冲洗

1.前言

东汽600mw机组汽动给水泵由杭州汽轮机股份有限公司生产的NK63/71型汽轮机驱动，汽轮机的额定功率6.293MW，最大功率10MW，控制系统采用电液调节系统，通过电液转换器实现对液压系统的控制，小机油系统供油装置的型号为：YG063010，油流量：450L/min；油压力：0.25MPa；事故油流量：300L/min。油系统配有2台100YL-120-T型主油泵、1台2CY 18/3.6-5型直流油泵、主油箱（公称容积6.3 m3）、LY-40型冷油器、滤油器等。

托电公司二期二台600MW机组的小汽轮机油系统在2011年期间，化学化验汽轮机油发现运动粘度指标逐渐降低，且油液颜色呈深褐色，查找原因发现小机油净化装置加热棒表面积蓄着碳化附着物，碳化物厚度达 50mm，造成汽轮机油运动粘度偏低，且在小机的轴瓦、系统管路、调节部套及在线油净化装置等部位沉积大量黑色碳化物，影响了机组的安全可靠运行。

2.托电公司小汽轮机油系统的现状调查

托克托电厂3号机组小汽轮机油系统在2004年7月14日投产后，经过近7年的长周期连续运行，2011年在化验汽轮机油时发现运动粘度指标偏低，且油液颜色呈深褐色，在此期间更换小机油净化装置的加热棒时，发现加热棒表面积蓄着碳化附着物，碳化物厚度达 50mm，分析汽轮机油运动粘度偏低的原因应为碳化物逐渐渗透混合至油液中，碳化物分解后在设备管道表面形成一层黑色附着物，小机轴瓦、系统管路、调节部套及在线油净化装置等部位沉积大量黑色碳化物，以及油油质发黑、运动粘度超标等异常，成立了公关小组，经过分析研究，确定采用现场化学冲洗的方案取代传统的油循环方案，即根据现场路由，安装现场化学冲洗临时系统，进行水冲洗模拟循环、碱洗、还原、渡膜、系统还原、传统油循环的方式，彻底清除油系统中的沉积物及碳化附着物，保证机组的安全可靠运行。

3.汽轮机油系统油质劣化的原因分析

汽轮机油系统油质劣化的主要原因有以下几种：

⑴油系统负压运行，大气中的悬浮物通过轴承箱油挡等部位进入油系统，这些固体颗粒杂质沉积在油箱底部及设备、管道等淤回死角部位；

⑵汽轮机轴端汽封磨损后蒸汽外漏，通过轴承箱油挡进入油系统，这部分蒸汽附着在金属表面速迅氧化并形成三氧化二铁（Fe2O3），造成油质劣化；

⑶汽轮机轴承与转子、调速系统油动机、滑阀等转动或滑动摩擦副磨损产物，污染油系统；

⑷油系统与高温部件接触或相邻部位表面产生过热碳化物，造成油质劣化。

托电公司二期两台600MW机组小汽轮机油系统在2004年投产后，由于小机油净化装置的加热棒存在过热现象，产生了过热碳化物，造成汽轮机油运动粘度偏低，且在小机的轴瓦、系统管路、调节部套及在线油净化装置等部位沉积大量黑色碳化物，影响了机组的安全可靠运行。

4.汽轮机油系统污染治理方案的分析对比

4.1传统汽轮机油系统大修后的油循环一般采用以下方法：油系统退油，清理主油箱及回油滤网，油系统加装临时滤网，启动交流油泵对油系统进行大流量循环冲洗，油循环期间定期清扫临时滤网，同时油循环期间外置滤油机连续滤油，直至油质化验合格，传统的汽轮机油系统大流量循环冲洗存在以下缺点：

⑴大修后油系统脏污，油循环时间长

机组大修时期间，一方面由于检修工艺不良，设备内部清理不干净，造成油系统污染；另一方面，由于大修工期长，油系统设备长期曝露在大气中，造成油系统污染；再则、部分管道设备无法拆解清扫，只能靠油流循环冲洗，造成油循环时间长。

⑵油循环工序简单、工艺单一，冲洗不彻底

传统油循环是系统倒油后，主油箱及回油滤网清扫，系统回油后加装临时滤网，同时外置滤油机循环滤油，依靠冲洗油流将系统中的固体颗粒杂质带回油箱，依靠滤油机清除，但油系统中部分油质劣化附着物无法彻底清除。

4.2汽轮机油系统现场化学冲洗同比传统油循环具有以下技术创新点：

⑴传统油循环不对汽轮机调速系统进行循环冲洗，而油系统现场化学冲洗对部分调速系统管道强制参与循环冲洗，不参与循环冲洗的调速系统管道先碱液浸泡后人工冲洗，彻底清除影响调速系统可靠性的不安全因素；

⑵传统油循环是靠油流循环过滤杂质，无法清除积聚在设备管道表面上的附着物，而油系统化学冲洗使用NaOH+Na3PO4+工业除油王，按比例配制碱液加热后进行强制循环冲洗，利用碱液中和、分解设备管道上的氧化锈蚀物、碳化附着物等其它不易清除的杂质，彻底清除油系统中的有害杂质，保证系统的清洁可靠。

5.汽轮机油系统化学冲洗的方法步骤及注意事项

5.1汽轮机油系统现场化学冲洗的范围：汽轮机的油及调速油系统。

5.2汽轮机油系统现场化学冲洗的工艺流程：

5.3汽轮机油系统现场化学冲洗步骤：

5.3.1 油系统化学冲洗的准备

包括：冲洗耗材准备，连接冲洗电源配电柜，安装现场冲洗临时管路，安装凝结水充水管路，连接蒸汽加热管路。

5.3.2 系统充水后的模拟循环及水压试验

包括：系统充水后模拟循环，水循环期间检查冲洗系统布置是否合理、检查循环冲洗压力和流量等是否合适，必要时调整；同时检查系统漏泄点并及时消除。

5.3.3 油系统第一次碱洗

包括：油系统冲水后，比例配制冲洗液，按注入的除盐水质量配比：10%NaOH+10%Na3PO4+18%工业除油王，投入蒸汽加热将冲洗碱液加热至不大于80℃，启动冲洗泵进行系统循环冲洗。

5.3.4 冲洗效果检查

包括：油箱内部、设备分解及部分管道的分解检查，如不合格则重复第3.3步骤进行第2次碱洗。

5.3.5 水冲洗还原

包括：油系统充水后循环冲洗，冲洗水化学检验合格，要求冲洗还原水的PH值≤9。

5.3.6 系统充油循环渡膜

包括：水冲洗合格后，立即系统充油并进行油循环，对油系统设备及管道进行渡油膜保护，防止系统设备管道氧化腐蚀。

5.3.7 油系统还原

包括：拆除临时冲洗管路，油系统恢复。

5.3.8 系统油循环

系统还原后充油完毕，启动油泵进行大流量油循环，同时外置滤油机滤油至油质化验合格。

5.4油系统现场化学冲洗安装要点

5.4.1清洗系统主要是由各类管线组成，系统设置时应先大管后小管，先总管后支管。

5.4.2关闭油系统所有压力、温度等测量及远传表计前一、二次门，必要时拆除。54.4.3合理选配冲洗泵，保证冲洗效果。

5.4.4冲洗管路布置应下进上出、管径由大至小的工艺流程，防止冲洗时管道内产生气阻现象，保证冲洗效果。

5.4.5安装好冲洗管路后，现场检查系统严密性，特别注意临时安装管道接口的严密性，防止冲洗时发生冲洗液外漏现象。

5.4.6正式冲洗前要先模拟循环一次，现场检查冲洗系统布置是否合理、检查循环冲洗压力和流量等是否合适，必要时调整，同时系统泄漏点发现问题立即处理。

5.5冲洗的过程控制

5.5.1 油系统化学碱液循环冲洗的目的是：洗去汽轮机油系统设备及管道上的氧化物及碳化附着物，碱液循环冲洗时流速一般要大于0.15m/s，碱洗结束后，水冲洗还原直到冲洗水PH≤9为止，为了提高清洗效果，应尽量提高循环冲洗的流速。

5.5.2 化学冲洗结束后的渡油膜防护：油系统碱洗还原后，为防止油系统设备表面氧化腐蚀，在水冲洗还原后必须立即系统充油并进行油循环，对系统进行镀油膜保护，防止金属表面氧化锈蚀。

5.5.3 大流量油循环滤油

油系统冲洗结束后，系统还原进行油系统大流量油循环，同时外置滤油机滤油至油质化验合格。

6.结论

托电公司3号机大修期对小汽轮机油系统经过化学冲洗后，小机油油质颜色正常，运动粘度指标优良，并相继在4号机组大修期间成功实施和应用。实践证明，该方案可以有效解决汽轮机油在设备管道上的碳化附着物、油质发黑、运动粘度超标等问题，保证了机组的安全可靠边运行。

参考文献：

[1] 于萍，电厂化学，武汉大学出版社，2009-01

作者简介：

原振东：1975年11月21日，男，东北电力学院毕业，技师，工程师职称，现任内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司设备部高级点检员。