汽轮机低压缸内油挡甩油原因分析及处理

柳积泉 郭维嘉

摘要：本文针对某电厂汽轮机低压缸的内油挡甩油问题，分析并排查了甩油的所有可能原因，并一一对可能的因素进行验证，找到根本原因并完成消缺工作。

关键词：汽轮机；低压缸；甩油

0引言

汽轮机转子落在多个支撑轴承上旋转做功，在正常运转时为避免转子与轴承发生金属间的干摩擦，需不断地通过轴承的进油囊向轴承与转子之间的接触面供润滑油，从而在轴承与汽轮机转子之间形成一层薄薄的油膜，避免发生转子磨损。由于转子的高速旋转容易在轴承箱内形成油雾及甩油，故在轴承箱两端的轴颈处需设置油挡，避免油的甩出和外界空气的进入。汽轮机低压缸轴承箱内油挡的作用是防止润滑油沿汽轮机转子泄漏。轴承箱内油挡由上下半组成，用六角螺钉固定到汽轮机低压缸轴承箱上。油封片嵌在内油挡上下半内径上加工出的槽里，油封片集中形成一组集油器。由于离心力而没有甩出汽轮机转子的润滑油通过一组通孔向下流到轴承箱油挡下半的小油槽里。小油槽的作用为保持溢出油位在足够的高度上以便封住排油孔，防止油烟溢出。轴承箱油挡应安装在转子运行时的正确位置上，按照设计图纸要求调整油封齿径向间隙。

图1.汽轮机低压缸轴承箱内油挡结构简图

1故障现象及风险

自电厂1、2#机组商运后，汽轮机4-8#轴承箱处甩油现象频发，经现场核实确认油液是从轴承箱的内油挡与转子之间的间隙甩出，甩油导致在汽轮机台板上积聚油液而存在较大的滑倒伤人风险，同时甩出的油液长期积累在低压缸内外缸之间的储槽内也有满溢的风险。

2原因分析

针对此次内油挡甩油现象，维修人员从内油挡的结构及机组运行的状态进行综合分析，整理出可能导致内油挡处油液甩出的原因如下：

1. 内油挡安装时与转子之间的间隙超出设计标准；

2. 内油挡上的梳齿损坏或者变形导致其与转子的局部间隙过大；

3. 内油挡的油槽孔堵塞，油封片上的油液无法回到轴承箱而被甩出；

4. 润滑油系统主油箱的负压不足，导致轴承箱内部的油液回油不畅；

5. 内油挡的设计不合理（内油挡无甩油槽、梳齿片数量较少、油槽排油能力弱等）。

3根本原因排查

根据分析出的5个可能原因逐一制定相应的措施进行验证。检查现有的内油挡维修规程已包含内油挡安装间隙、内油挡梳齿外观检查和油槽孔检查等内容，在机组停机检修窗口时执行维修规程，在对4-8#轴承箱内油挡的修前间隙进行测量时发现只有个别的轴承箱内油挡修前间隙不满足上/下/左/右：0.89mm/0.13mm/0.51mm/0.51mm。解体后检查内油挡上的梳齿只有极少数出现与转子发生轻微碰撞的损伤，且并非是一个内油挡上的4道梳齿同时损伤。检查所有内油挡的油槽孔均未发现有异物堵塞现象。在对内油挡进行清理检修后均按设计的内油挡间隙进行回装，但运行期间的甩油现象仍重复出现，故确认前3个可能原因并非是导致内油挡甩油的根本原因。在机组运行期间尝试将润滑油箱内的负压从-500Pa降低至-1000Pa（下限-1100Pa），观察一个月发现内油挡的甩油现象无明显改善，故可排除主油箱的负压不足导致甩油的可能。经调研同行电厂的同型号内油挡使用情况及函件咨询厂家，确定导致内油挡频繁甩油的根本原因为内油挡的在设计上存在没有甩油槽、梳齿片数量过少、油槽孔开得太小等缺陷。

图2.原内油挡（左）与新内油挡（右）对比图

4制定措施及现场实施

在确定内油挡甩油的根本原因后，维修人员从施工条件和机组运行最大经济性两方面出发，第一时间提出技术改造申请，将内油挡进行升级改造。同时为了防止现场甩油积聚过多，每天对汽轮机台板上的油进行擦油，并每两个月对低压缸下半储槽进行排油。同时密切监视主油箱内部的油位，及时对油箱进行补油。

在新内油挡加工好后现场执行技术改造，现场根据各个内油挡安装处的转子轴颈修配内油挡的梳齿尺寸，然后用压缩空气对内油挡进行吹扫，确认内油挡内部无异物残留、油槽孔通畅。回装时借用行车起吊，将上下半内油挡缓慢落至转子轴颈上，避免梳齿被碰伤。最终内油挡与转子之间的配合间隙如下。

表1.内油挡与转子之间的修后配合间隙

位置	上半			下半
	上部	左侧	右侧	下部	左侧	右侧
设计值	0.89±0.05mm	0.51±0.05mm	0.51±0.05mm	0.13±0.05mm	0.51±0.05mm	0.51±0.05mm
4#内侧挡油环	0.85	0.53	0.50	0.08	0.53	0.50
5#内侧挡油环	0.90	0.50	0.50	0.08	0.50	0.50
6#内侧挡油环	0.94	0.48	0.46	0.08	0.48	0.46
7#内侧挡油环	0.85	0.46	0.48	0.08	0.46	0.48
8#内侧挡油环	0.90	0.55	0.55	0.08	0.55	0.55

5总结

在执行技术改造后，将主油箱内部的负压调至设计值-500Pa，起机验证低压缸内油挡的甩油情况，持续观察3个月未再出现甩油现象，确认缺陷已被消除。

本次内油挡甩油的消缺过程历时较长，因为大部分的检查验证工作只能在机组的停机窗口执行，但通过维修人员的群策群力，最终找到根本原因，制定并实施了相应的处理方案，彻底消除了机组的缺陷，提高了机组运行的稳定性和经济性。

作者简介：

柳积泉（1993-），男，海南省万宁市人，2017年毕业于武汉理工大学，现就职于海南核电有限公司，邮编572733；

郭维嘉（1993-），男，新疆乌鲁木齐人，2017年毕业于大连理工大学，现就职于海南核电有限公司，邮编572733。