摘要：針對某電廠1號汽輪機運行中潤滑油箱液位緩慢下降問題，采用魚骨分析法從液位計、系統內閥門、環境溫度、回油濾網、潤滑油箱壓力等方面進行排查，zui終確定潤滑油箱液位下降的原因為潤滑油箱內真空過高。調整排油煙風機出、入口擋板及各軸承箱抽空氣風門開度后，潤滑油箱液位下降問題得到解決，并提出更換真空壓力表、增加潤滑油箱液位測量裝置等建議。

 

引言

        汽輪機潤滑油箱在潤滑油系統中起著儲存潤滑油，分離油中空氣、水分和雜質的作用。為了確保向汽輪機各軸承正常供油，防止汽輪機軸承斷油燒損等事故，必須保證潤滑油箱內存儲一定量的潤滑油。潤滑油箱液位也是機組運行安全的重要監視參數之一。大型機組更要求設置“潤滑油箱液位低停機”保護，保證機組在事故情況下安全停運。然而，在實際生產中，經常遇到潤滑油箱液位下降的情況。由于潤滑油箱液位下降原因較多，加之系統復雜，且大部分設備都集裝在潤滑油箱內，解決起來比較困難，給生產運行帶來較大困擾。本文針對某電廠汽輪機運行中潤滑油箱液位下降問題進行分析，并提出解決方案，為類似故障的解決提供參考。

 

1 設備概況

        某電廠汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司制造的NZK100-9.32/535型直接空冷凝汽式汽輪機。潤滑油系統由汽輪機主軸驅動的主油泵、冷油器、射油器、溢油閥、頂軸裝置、盤車裝置、排煙系統、油箱、啟動油泵、交流潤滑油泵、直流事故油泵、液位指示器、油壓降低保護裝置、油凈化系統以及連接管道、閥門及各種監測儀表等構成。其中潤滑油箱采用集裝方式，將潤滑油系統中的大量設備集中布置在油箱內，以便于運行及監視。潤滑油供油系統為密閉系統，回油回到組合油箱后，通過濾網及其他凈化系統后再供給潤滑油系統。

 

2 潤滑油箱液位下降情況

        該電廠自2017年3月以來，1號汽輪機潤滑油箱液位出現無規律持續下降現象，且在油箱液位變化過程中，遠傳液位與就地液位完全一致。液位變化數據如表1所示。

3 原因分析

        針對上述問題，決定利用魚骨分析法對潤滑油箱液位下降的原因進行分析，相應的的魚骨圖如圖1所示。按照圖1對可能造成潤滑油箱液位下降的原因逐一進行排查。

3.1 液位計故障

        汽輪機潤滑油箱上只安裝1個頂裝式磁翻板液位計。該液位計由本體（由上、下導管組成）、翻板箱（由紅、白雙色磁性小翻板組成）、浮子（由磁體、頂桿、浮球組成）及液位變送器等組成，其結構如圖2所示。其工作原理為：容器內的浮球在下導管內隨油面高度的變化而上下浮動，磁體通過頂桿在上導管內移動，利用磁力使翻板翻動。液位變送器將液位信號傳送至控制中心進行遠傳液位指示。

        遠傳液位信號來自就地液位計，遠傳液位與就地液位來源于同1套測量裝置，因此，當液位計出現問題，則2個液位顯示值都不準確，兩個液位無對比價值。

 

        因遠傳液位與就地液位一致，且數值呈連續變化趨勢，所以排除液位計本體、翻板箱、液位變送器故障及浮球和磁體在導管中卡澀坐死的可能。如果浮球破裂，潤滑油會進入浮球內部，浮球完全沉入潤滑油中，直至液位計上導管中的磁體下行至限位標牌處，而且不會因向潤滑油箱內補充潤滑油而重新浮起來。因此，浮球破裂的可能性也被排除。

 

3.2 系統泄漏

        汽輪機潤滑油系統供、回油管道采用套管形式，即在供油管道外部套裝回油管道。經過查找，回油管道上未發現漏點；取樣化驗冷油器冷卻水回水，未發現潤滑油成分。切換冷油器運行，發現潤滑油箱液位仍然下降；檢查機房負零米管溝內潤滑油非壓力油管道，未發現泄漏點；檢查機組各軸承油擋漏油情況，也未發現有潤滑油外漏現象。

 

3.3 系統內閥門內漏

        檢查潤滑油箱取樣閥、放水閥，兩閥門開關靈活，關閉嚴密；解開潤滑油箱事故放油閥后法蘭查看，油閥關閉嚴密，不存在任何內漏現象。

 

3.4 環境溫度及潤滑油溫變化

        環境溫度的變化會對潤滑油密度產生一定的影響，從而引起潤滑油箱液位的變化。但潤滑油箱液位應隨環境溫度或潤滑油溫的變化交替出現升高和下降現象，而非實際表現的一直呈下降趨勢。機組運行期間，潤滑油溫保持在38~40 ℃，未發生油溫大幅波動現象；且環境溫度對潤滑油密度的影響極其有限，不可能引起潤滑油箱液位的持續下降。

 

3.5 潤滑油外排

        機組正常運行中，潤滑油外排的操作有：主油箱定期底部放水、油質化驗定期取樣和通過排煙風機外排。在油箱液位下降期間，潤滑油水分維持在26~40 mg/L，并未對潤滑油箱進行放水操作；每周安排1次潤滑油油質分析，取潤滑油量為200 mL/次，不足以引起油箱液位的持續下降。因潤滑油水分含量在合格范圍內，在此期間油凈化裝置采取間斷方式運行，每天只運行2 h，且裝置運行平穩，并未發生油凈化裝置漏油的現象。排油煙管道上升段冷凝后的潤滑油經回流管回至潤滑油箱內，且排油煙量并不大，因此也不存在潤滑油外排現象。

 

3.6 回油管道及回油濾網堵塞

        潤滑油系統回油套管直徑zui小處為133 mm，zui大處達762 mm，回油管道堵塞的可能性較小，且從各軸承箱回油窗口觀察，回油狀態良好，未發現有回油停滯的現象。回油濾網安裝在潤滑油箱上部靠近油箱人孔處，與回油管相連接。通過潤滑油箱人孔可以清楚看到回油濾網回油通暢，不存在堵塞現象。

 

3.7 潤滑油箱內部壓力變化

        在查看回油濾網堵塞情況時，打開潤滑油箱人孔，發現潤滑油箱液位快速上升，由-170 mm快速上升至100 mm；封上人孔后，油箱液位由100 mm快速下降至-60 mm。據此現象推斷，是潤滑油箱內部壓力變化引起潤滑油箱液位的變化。

 

        按照運行規程要求，要及時調整各軸承箱抽空氣風門及排油煙風機出、入口擋板，使機組各軸承箱及潤滑油箱內形成98~196 Pa的真空，目的是排除機組運行時因軸承摩擦耗功和轉動部件的鼓風作用而使潤滑油受熱分解所產生的油煙及油擋環等處漏入的空氣和水蒸氣。該電廠1號汽輪機潤滑油箱頂部安裝了1塊量程為-0.1~0.3 MPa、精度等級為1.6的雙向壓力表。該壓力表無法精確顯示潤滑油箱及各軸承箱內的真空值，在開關軸承箱各風門及排油煙風機出、入口擋板時，潤滑油箱上的壓力表幾乎沒有變化。

 

        如果各軸承箱抽空氣風門開度過大，則經油擋環漏入軸承箱的空氣量就會增加。漏入的空氣溶解到潤滑油中，經回油管道進入潤滑油箱。潤滑油箱內呈負壓狀態，潤滑油表面的空氣分壓力較低，溶解在潤滑油內的空氣會從潤滑油中析出，在潤滑油表面形成大量的油煙氣泡，消耗了部分潤滑油。因油煙氣泡無法將液位計浮球浮起來，所以測量顯示的油箱液位出現下降現象。另外，排油煙風機的出、入口擋板開度越大，潤滑油箱內的空氣壓力越低，潤滑油表面的空氣分壓力就越低，形成的油煙氣泡的數量越多，消耗的潤滑油量也越多，這樣油箱液位也會表現為逐漸下降的現象 [5] 。但在打開潤滑油箱人孔時，油箱內空氣壓力增加，油煙氣泡會瞬間破裂，導致潤滑油表面的空氣分壓力也增加，從潤滑油中析出的空氣量減少，形成油煙氣泡的數量和速度開始放緩，因此油箱液位開始上升。通過以上原因排查，zui終確定潤滑油箱液位下降是潤滑油箱內真空過高所致。

 

4 解決措施

        基于上述分析，檢查汽輪機排油煙風機出、入口擋板開度及各軸承箱抽空氣風門開度情況并進行處理，具體如下。

        （1）檢查發現機組1號、2號軸承箱抽空氣風門全開，3號軸承箱抽空氣風門開度在2/3處，立即將各軸承箱抽空氣風門開至1/3處；

        （2） 檢查發現排油煙風機入口擋板開至 2/3處，出口擋板開度在4/5處，將排油煙風機出、入口擋板開至1/3處。

 

        在上述操作過程中，發現潤滑油箱液位逐漸由-130 mm緩慢上升至10 mm。經72 h運行觀察，潤滑油箱液位再未出現下降現象，且液位指示平穩。至此，潤滑油箱液位下降的問題得以解決。

 

5 建議

        為杜絕此類潤滑油箱液位下降問題再次發生，建議做好以下幾點：

        （1）更換潤滑油箱頂部安裝的真空壓力表，以精確顯示潤滑油箱內的真空值。建議采用0.1級以上數字絕壓真空表。

        （2）增加潤滑油箱液位測量裝置，使遠傳與就地液位測量裝置相互獨立。出現液位變化時，及時排查液位計故障。建議采用測量準確度較高的雷達液位計或超聲波液位計。