处理汽轮机前箱和中轴承箱喷油烟

汽轮机前箱和中轴承箱喷油烟的原因分析及处理

1、3号汽轮机组油系统概况：

焦作电厂3号机系东方汽轮机厂生产的N200-130/535/535型汽轮机，于1999年进行了通流部分改造和调节系统DEH改造。原设计的油系 统采用传统的主轴直流驱动的主油泵-射油器系统，调节保安系统用油由主油泵直接提供，轴承用油由射油器供给，射油器的动力油也直接来自主油泵。主油泵出油 分成两路，一路通向调节保安系统，一路通向射油器，两只射油器并联，一只向润滑系统供油，一只向主油泵进口供油。DEH改造后，主油泵通向调节保安系统的 一路仅供机械危急遮断保安部分用油，主汽阀及调速汽阀的控制用油由单独的高压抗燃油系统供给。在各个轴承的进油口设有节流孔板控制轴承的润滑油量。各轴承 和原调节部套的回油通过轴承箱和回油母管流回主油箱。前中箱回油共用一支回油母管，其余轴承回油共用一支回油母管。回油管道朝油箱方向有一个逐步下降的坡 度，使管内回油呈半充满状态，以利于各轴承箱内的油烟通过油面上的空间流到油箱，再经排烟风机排走。本机油系统配置两台排烟风机，排烟系统要求轴承箱内维 持-10～-20 mm水柱的负压为佳。

2、前箱及中轴承箱内正压冒油烟：

焦作电厂3号机前箱及中轴承箱内正压冒油烟严重，由于前箱和中轴承箱位于汽轮机的高温区，冒出的油烟浸入汽缸接近轴承箱位置的保温内，积油一多，遇运行工况变化时，极

易发生火灾。实际生产中中轴承箱两端已多次起火。

另外在机组的正常运行过程中，油气经常无规律地、间歇性地从中轴承箱自动排油烟孔突然喷出，有时由于温度较高等其它原因，喷出的油气燃烧成为火龙，对 巡视人员人身安全及设备运行安全构成威胁。经调查，从2002年下半年至2003年5月，3号机小修数月期

间，喷火次数达数十次之多。

3、前箱及中轴承箱内较高正压形成的原因分析：

前箱及中轴承箱内排烟不畅是正压形成的根本原因，而对3号机形成排烟不畅的主要因

素分析如下：

(1)主油箱油位高，使润滑油回油口挡板方箱内积聚空气，导致回油排烟不畅。我们经过调查并和其它机组进行比较，实际运行中，本机主油箱油位控制在 50～330 mm，习惯控制在160 mm左右，和运行指导书的设计规定相符。但在调试该机组主油箱的油位时，却发现降低主油箱油位可以有效地减低前箱内较高的正压。当主油箱油位降至前箱及中 轴承箱回油口挡板方箱(除泡沫板)的下沿时，前箱内为负压运行，但此时主油箱油位(40 mm)已低于主油箱油位的低报警值。可以断定，在正常运行中，因要保持主油箱油位，使主油箱内润滑油淹没前箱及中轴承箱回油口挡板方箱的下沿，加之回油口 挡板方箱上排汽孔过小易堵塞，从而造成回油口挡板方箱内积聚的空气无法排出，使前箱及中轴承箱的回油不能顺利排

至油箱。

(2)中轴承箱内油位过高，淹没中轴承箱回油：

管导致回油排烟不畅。中轴承箱排油烟管管口设计置于2号轴承后侧、中轴承箱中压侧，中轴承箱中压侧内空间较小，高压侧内空间较大。2号轴承两侧的排烟 抽吸空间靠轴瓦下侧的回油通孔相连接，一旦中轴承箱内油位升高，淹没回油通孔时，2号轴承两侧的排烟抽吸空间将互不相通，中轴承箱高压侧的油烟将无法排 出，从而导致中轴承箱高压侧正压，压力积聚到一定值时将不可避免地向外喷油。在机组运行时，检查了中轴承箱内的油位，发现运行油位已淹没了2号轴承下方高 中侧的回油通孔和中轴承箱的回油孔。所以可以认为

中轴承箱内油位过高是中轴承箱正压喷油的直接原因。

(3)随着机组运行工况的变化，汽轮机轴端漏汽漏入轴承箱导致轴承箱内正压，成为3

号机间歇性喷油的主要诱因。

4采取的措施：

针对以上分析出的3号机前箱及中轴承箱内正压冒油烟严重的主要原因，采取了如下措

施：

(1)在主油箱内前箱及中轴承箱回油口的挡板方箱上沿，开一个100 mm×300 mm的方

孔，以解决前箱及中轴承箱回油口的挡板方箱内存在空气致使回油不畅的问题。

(2)在中轴承箱左侧位于中轴承箱高压侧的窥视窗上加装一排烟管路接至排烟风机系统

母管上，用阀门控制，靠排烟风机系统调整中轴承箱保持微负压。

经过改造后，运行至今，再未发生一起中轴承箱的喷油事件，前箱及中轴承箱按设计要

求保持了微负压，消除了威胁人身生命安全和机组设备运行安全的重大事故隐患。

程力教你如何处理汽轮机前箱和中轴承箱喷油烟

导读：经调查，从2002年下半年至2003年5月，3号机小修数月期间，喷火次数达数十次之多，2、前箱及中轴承箱内正压冒油烟焦作电厂3号机前箱及中轴承箱内正压冒油烟严重，„

经调查，从2002年下半年至2003年5月，3号机小 修数月期间，喷火次数达数十次之多 ，2、 前箱及中轴承箱内正压冒油烟 焦作电厂3号机前箱及中轴承箱内正压冒油烟严重，由于前箱和中轴承箱位于汽轮机的高温区，冒出的油烟浸入汽缸接近轴承箱位置的保温内，积油一多，遇运行工 况变化时，极易发生火灾 ，所以可以认为中轴承箱内油位过高是中轴承箱正压喷油的直接原因 ，回油管道朝油箱方向有一个逐步下降的坡度，使管内回油呈半充满状态，以利于各轴承箱内的油烟通过油面上的空间流到油箱，再经排烟风机排走 ，我们经过调查并和其它机组进行比较，实际运行中，本机主油箱油位控制在50～330 mm，习惯控制在160 mm左右，和运行指导书的设计规定相符。

4 采取的措施，针对以上分析出的3号机前箱及中轴承箱内正压冒油烟严重的主要原因，采取了如下措施： (1) 在主油箱内前箱及中轴承箱回油口的挡

板方箱上沿，开一个100 mm×300 mm的方孔，以解决前箱及中轴承箱回油口的挡板方箱内存在空气致使回油不畅的问题 ，哐共嗄诳占浣洗?，前中箱回油共用一支回油母管，其余轴承回油共用一支回油母管 ，可以断定，在正常运行中，因要保持主油箱油位，使主油箱内润滑油淹没前箱及中轴承箱回油口挡板方箱的下沿，加之回油口挡板方箱上排汽孔过小易堵塞，从而 造成回油口挡板方箱内积聚的空气无法排出，使前箱及中轴承箱的回油不能顺利排至油箱 ， (2) 中轴承箱内油位过高，淹没中轴承箱回油管导致回油排烟不畅。

在各个轴承的进油口设有节流孔板控制轴承的润滑油量 ，2号轴承两侧的排烟抽吸空间靠轴瓦下侧的回油通孔相连接，一旦中轴承箱内油位升高，淹没回油通孔时，

2号轴承两侧的排烟抽吸空间将互不相通，中轴承箱高压侧的油烟将无法排出，从而导致中轴承箱高压侧正压，压力积聚到一定值时将不可避免地向外喷油 ， 3、 前箱及中轴承箱内较高正压形成的原因分析 前箱及中轴承箱内排烟不畅是正压形成的根本原因，而对3号机形成排烟不畅的主要因素分析如下： (1) 主油箱油位高，使润滑油回油口挡板方箱内积聚空气，导致回油排烟不畅 ，在机组运行时，检查了平板运输车中轴承箱内的油位，发现运行油位已淹没了2号轴承下方高中侧的回油通孔和中轴承箱的回油孔 ，

(2) 在中轴承箱左侧位于中轴承箱高压侧的窥视窗上加装一排烟管路接至排烟风机系统母管上，用阀门控制，靠排烟风机系统调整中轴承箱保持微负压 ，当主油箱油位降至前箱及中轴承箱回油口挡板方箱(除泡沫板)的下沿时，前箱内为负压运行，但此时主油箱油位(40 mm)已低于主油箱油位的低报警值 。 (3) 随着机组运行工况的变化，汽轮机轴端漏汽漏入轴承箱导致轴承箱内正压，成为3号机间歇性喷油的主要诱因 ，中轴承箱排油烟管管口设计置于2号轴承后侧、中轴承箱中压侧，中轴承箱中压侧内空间较，经过改造后，运行至今，再未发生一起中轴承箱的喷油事件，前箱及 中轴承箱按设计要求保持了微负压，消除了威胁人身生命安全和机组设备运行安全的重大事故隐患，另外在机组的正常运行过程中，油气经常无规律地、间歇性地从 中轴承箱自动排油烟孔突然喷出，有时由于温度较高等其它原因，喷出的油气燃烧成为火龙，对巡视人员人身安全及设备运行安全构成威胁。

实际生 产中中轴承箱两端已多次起火 ，但在调试该机组主油箱的油位时，却发现降低主油箱油位可以有效地减低前箱内较高的正压，各轴承和原调节部套的回油通过轴承箱和回油母管流回主油箱 ，本机油系统配置两台排烟风机，排烟系统要求轴承箱内维持-10～-20 mm水柱的负压为佳。

汽轮机火灾的特点

1．主要火灾危险在于油系统漏油汽轮机组的油系统具有较大的火灾危险性。国内外发电厂的火灾统计证明，汽轮机油系统的火灾主要是漏油 引起的，占90％以上。中温中压以上的汽轮机是在435～550℃的高温下进行工作的，在运转时产生大量的辐射热。汽轮机车肚下面有许多粗细不同的蒸汽管 道和加热器，而汽轮机又是用汽轮机油(透平油)来自动调节和润滑的，油管的敷设往往纵横交错在蒸汽管道之间。每个机组还设有主油箱，总的贮油量可高达数万 公斤。这种油的自燃温度低，在运行中一旦发生漏油、喷油，油接触到没有保温层或保温层

不良的蒸汽管道和部件，很容易着火。 2．火势猛烈，蔓延迅速汽轮机油着火后，火势猛烈，火焰温度可高达1700℃，火焰可窜到30m以上的高度。一台汽轮机组喷油起火，火势将迅速扩大到整个厂房，原因如下。

(1)由于高温作用，油系统的其他管道法兰等烧坏，又增加新的油口，形成火上加油。

(2)由于油在燃烧的最初阶段，温度不够高，没有完全燃烧，浓烟四滚。浓烟中含有许多细小的油粒，受热分解出碳氢化合物和一氧化碳等易燃物质，扩散到氧气充足的地方，立即再次燃烧，使火势扩大到其他机组。

(3)油系统发生火灾，带火的油流人电缆沟，或火焰烧着外露的电缆，引起电缆着火，火沿着电缆线路蔓延到电气系统。

3．容易发生火灾的部位汽轮机组容易发生火灾的部位，主要如下。

(1)机头下方。这里有大量的油管道与高温蒸汽管道交错排列，是最容易发生漏油、喷油并溅落到热体上面。

(2)油压表管。油压表管在运行中剧烈振动，油管之间、油管与固定附件之间相互摩擦，造成表管断裂接头松动而漏油、喷油，遇高温或明火起火。

(3)机组各主轴承。尤其是车头前轴承，或多缸高压机组中高压缸前后轴承，或发电机后轴承、励瓷机前后轴承的挡油板发生大量漏油，遇到汽封漏油严重或滑环电刷冒火，也易引起火灾。

(4)凸轮下面的接油盘。凸轮下的接油盘里，如不定期清理，回油孔就会被堵塞，使油溢出起火

汽轮机油系统防火

1.汽轮机油系统防火方面存在的问题

（1）机组润滑油系统管道法兰在安装中仍有使用胶皮垫、塑料垫的，在查评中发现还未全部更换。70年代初期，国内多次发生汽轮机油系统火灾事故，有 的甚至造成机毁人亡。引起油系统火灾的主要原因之一是油系统法兰采用了胶皮垫或塑料垫，这些垫料厚度大，在遇到油系统着火时，会迅速烧熔失效，管内压力

油 从较宽的法兰缝隙喷出，使火势迅速扩大成灾。为此，原水电部在总结事故教训的基础上于1974年颁发了《关于汽轮机油系统防火技术措施》，其中明确规定不 准在油管路上用胶皮垫、塑料垫。此外有的机组润滑油系统部分管道使用塑料王作垫片，这种材料在250℃以下性能稳定，但在油系统发生火灾温度升高时，能否 保证丕软化和泄漏还缺乏依据。

（2）机组轴瓦和机头下部漏油严重，容易引发火灾，有的油漏入保温层，运行中冒烟起火，造成机组被迫停运。

（3）机组抗燃油油箱下面积存大量油污，若附近着火时，可能使抗燃油油污的温度超过燃点而着火，同时抗燃油燃烧产生的有害气体将会造成人员中毒。 （4）机组（国产200MW）调节系统油管道多、接头多，有的小管径高压油管管壁厚度小于1.5mm，由于管道振动、磨损等因素引起油管断裂的机率较高，曾经多次发生过高压油管断裂喷油起火使机组被迫停运的事故。

（5）引进机组在安装设计中只对主油箱和油系统采取了比较完善的喷水灭火系统，而未设置主油箱的事故排油系统。其中有的机组虽未设置地下事故储油 坑，但设置了事故排油管道，必要时可将主油箱的油排到厂房外的检修用油罐内。部颁反事故技术措施要求机组主油箱应有事故排油管道和事故排油坑，以便火势危 及主油箱时将油排人事故排油坑，对此国产机组和许多引进机组都设置了事故排油系统，但近年来引进的大型机组（600MW）却未设置事故排油系统。 （6）有的机组的事故排门装设位置与主油箱求保持5m以上距离，且未设醒目的标志，排油门操作把手装设位置没有两个及以上可以到达的通道，不符合部 颁《关于汽轮机油系统防火技术措施》的要求；有的600MW机组给水泵小汽轮机油箱底部排油门装在给水泵室内油箱下部，发生火灾事故时难以进行操作。 （7）有的机组的事故排油坑内已积满了水，在事故需要排油时，油的密度小于水的密度，打开事故排油门后，将使油溢流到地面，并可能导致扩大火灾范围。 （8）有的机组运行规程有关油系统火灾事故处理的规定中，对于油系统着火后火势发展时停机条件的规定不够准确，规定在火势危及机组和人员安全时才作停机处理，不符合《关于汽轮机油系统防火技术措施》的要求。 2.对汽轮机油系统防火存在问题的改进建议

（1）油系统管道应使用隔电纸、青壳纸、厚度1.5mm的耐油石棉橡胶板等作为法兰结合面的垫料。一是垫料在附近着火时不会熔化泄漏，二是垫料厚度 小，即使发生泄漏也不致大量喷油。对于油系统管道上使用塑料作势料的，对其材料性能应有技术资料证明可以满足油系统防火的要求，或者在高温状态下进行试 验，取得可靠数据再继续使用，对于油系统管道中尚未更换的胶皮垫、塑料垫应尽快更换为合格的垫料。

（2）对于存在轴瓦、机头下部漏油缺陷的机组，要安排尽快消除漏油缺陷。在漏油缺陷消除以前，要对漏到平台、地面上的油污及时进行清理，防止漏出的油发生着火扩大火势。对于油漏入高温管道保温层的，要打掉进油的保温层重新保温，以防止运行中冒烟着火。

（3）对机组机燃油油箱下面积存大量抗燃油和油污的机组，建议彻底清理下部积油和油污，并经常保持油箱下部清洁无油污。

（4）机组压力油系统使用的小口径油管管壁厚度不应小于1.5mm，并应采取防止振动磨损减薄的措施。对于小口径压力油管与箱体、设备连接部位，宜 在箱体或设备上加一段厚度厚一些的管座，然后再将小口径压力油管与管座焊接，以增加油管与箱体连接部位的强度，防止运行中在强度簿弱部位疲劳断裂。 （5）对有些引进机组未设置事故排油系统的问题。鉴于汽轮机油系统火灾事故发展的迅猛性和消防系统存在电源、水源的可靠性以及消防设施本身发生故障 的可能性，对于不设事故排油系统是否能保证万无一失，需要慎重对待。为此建议邀请消防部门和电力科学研究机构的专家对是否需要增设事故排油系统进行论证， 根据论证结果，由电厂主管上级确定。

（6）典型消防规程规定事故排油门装设位置与生油箱应保持5m以上的距离，事故排油门的标志应醒目，其操作把手应有两个及以上通道可以到达，以便于 在发生火灾需要进行排油时，能迅速到达操作把手位置进行操作。对于事故排油门装设不符合上述要求的机组，应安排尽快加以改进完善；给水泵汽轮机油箱的事故 排油门应移装在给水泵室外操作方便的位置。

（7）对于事故排油坑积水的应尽快将积水排除并采取防渗措施，防止地下水渗入事故排油坑，并保持事故排油坑顶部井盖部位高出周围地面，防止雨水流入事故排油坑。要做到无积水、无杂物，确保事故时能可靠地将油排入事故排油坑。 （8）对于汽轮机油系统着火时的停机条件，鉴于当油系统设备或压力管道法兰结合面等损坏喷油起火时，一是故障部位不停机无法进行处理，二是机组停运 后油压降低，将会减少喷出的油量，有利于防止火灾扩大和扑灭火灾，因此建议按部颁《关于汽轮机油系统防火技术措施》的要求，将运行规程有关规定修订为： “汽轮机油系统着火如属于（或根据情况判断可能属于）设备或法兰结合面等损坏喷油引起着火时，应立即破坏真空停机，同时进行灭火。”这样规定提高了判断处 理的科学性和可操作性，有利于及早停运机组，防止火灾扩大。

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