汽轮机润滑油室外油箱储存备用油可行性分析

    陈建

    摘 要：介绍了某核电三代机组汽轮机润滑油系统配置；在发生润滑油裂化或泄露事件，为避免汽轮机停机需及时补充备用润滑油，为此对在空置的室外油箱内储存一定量润滑油的可行性进行分析。关键词：汽轮机润滑油；室外油箱；储存备用油源；措施DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1690 引言

    新建的大型汽轮机组在调试和功率试验期间，常常会发生润滑油泄露或者润滑油进水的事件，在日常运行期间，如果润滑油进水严重含水量大会导致润滑油乳化，润滑油失去润滑作用将导致机组停机。为增加系统可靠性，减少机组因润滑油液位低或油品质量问题而停机的概率，本论文从增加储存备用润滑油必要性方面为着入点，分析漏油和油品裂化及应对措施，并优化相应规程。1 室外油箱设计说明

    汽轮机润滑油系统在室外布置1台净油箱、1台污油箱，用于为主油箱提供初装油和后续补油。单台油箱全容积123m?、有效容积115m?，而主油箱正常液位容积为65m?、加上系统内流动的润滑油共计115m?。当前室外油箱设计满足《GBT 50958-2013 核电厂常规岛设计规范》要求，“润滑油贮存和净化系统宜2台机组共用1套。系统应分设一个净油箱和一个污油箱。”2 室外油箱储存备用润滑油可行性评估

    在发生润滑油裂化趋势或泄漏事件时，为避免汽轮机停机需及时补充备用润滑油，为此对在空置的室外油箱内储存一定量润滑油的可行性进行评估。2.1 系统设计是否可行

    两台室外油箱功能上可互为替换，正常运行期间如果在净油箱储存一定量的润滑油，大修时主油箱润滑油可输送到污油箱。此时，如果净油箱储油较少，仍然可以在两台油箱之间倒油、净化；如果净油箱储油较多，可在污油箱内净化、净化速度可能受到影响。因此，基于当前系统设备设计，可以实现一台室外油箱储存一定量润滑油。2.2 设计方及其他核电厂调研情况

    （1）日本国内电厂没有在室外油箱储存润滑油的做法，因为室外油箱难以控制水分，油质可能劣化；当需要补油时通常有油罐车临时输送润滑油到室外油箱、再输送到主油箱。（2）净污油箱功能上可以互为替换，但初始设计在大修期间使用，不建议正常运行期间油箱内存油；如需要在正常运行期间存油，需要考虑消防设计。

    同时，也调研了国内核电室外油箱设置情况：

    （1）江苏核电一期主汽轮机未设计备用油箱，二期设计有两个油箱，但只在大修时用于倒油，平时没有存油。（2）广核净油箱、污油箱放置在厂房内，日常存放一定量润滑油，同时配置有滤油机。2.3 室外油箱存储备用润滑油潜在问题及措施分析

    室外油箱储存备用润滑油存在如下潜在问题：

    （1）润滑油长时间储存在室外油箱，可能出现劣化，油质难以长期保持合格状态，需要定期取样分析和净化。（2）当前室外油箱区域消防设计没有考虑长期储油工况，因此消防设计需要重新评估设计。

    针对上述潜在问题，可行措施分析如下：

    （1）为避免油质裂化，需开发预维项目，对室外油箱储存的润滑油，定期取样化验外观、粘度、酸值、水分、颗粒度等参数，保障油质可用性。（2）关于消防设计，根据《GB50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范》和《GB50016-2014建筑设计防火规范》规定，罐壁高度小于7m或容量不大于200m?的储罐可采用移动式泡沫灭火系统，当前室外油箱并没有设计移动式灭火系统，且消防队的移动式灭火车离现场较远、且运送比较费时，不能满足紧急情况下的及时灭火。3 室外油箱储存备用润滑油必要性分析3.1 漏油可能性及风险分析

    润滑油系统对外漏油的可能位置，主要包括小口径阀门以及管道法兰连接处。正常运行期间，这些位置漏油可能性小，而由于阀门在线错误、或者设备检修后法兰未紧固等原因导致润滑油系统启动时漏油可能性较大。

    （1）如在润滑油系统启动时漏油，可及时发现处理、不会造成汽轮机运行风险。（2）如正常运行期间漏油，主油箱设置有液位低报警，主控可及时发现并安排检查、处理；且小口径阀门忘关或误开、法兰渗漏等原因导致的漏油，不会产生类似于系统大破口的极端影响。（3）运行巡检方案中要求每个值都要现场检查主油箱液位计液位，如发生漏油可及时发现异常。（4）在系统发生上述漏油情况下，可运送桶装润滑油至净油箱、再输送到主油箱，也可以运送桶装润滑油至润滑油间、使用临时滤油机输送到主油箱。（5）如果发生极端的系统大破口异常事件，补油维持机组运行也不合理，只能停机。

    基于上述漏油可能性及风险分析，从常规的系统漏油情况看，在室外油箱储存润滑油以备用不是必须的，但应开发紧急补油规程应对漏油工况。3.2 油质裂化可能性及风险分析

    润滑油系统每周取样分析以确认油质情况，长期运行引起的油质变化趋势能够得到有效监督，根据需要也有充足时间运输和补油。

    短期引起润滑油质劣化，主要可能因素为轴封蒸汽泄漏或润滑油系统及密封油冷油器传热管破裂。机组调试期间，出现过因轴封蒸汽泄漏导致的润滑油进水事件，基于该事件的原因分析，已有如下完善：润滑油系统及密封油冷油器均安排有3C一次的检查与清洗、传热管泄露检查；修改运行规程，在投运轴封、切换冷油器操作后，通知化学取样分析润滑油中水分；运行巡检时记录主油箱压力、油位等参数。同时，基于已有的润滑油水分异常事件处理经验来看，只要及时降低水分，水分短時异常并不会立即导致润滑油发生不可逆的劣化。

    基于上述分析，针对润滑油油质的监督和管控，润滑油系统及密封油系统已制定了合理的预防性维修策略和运行规程，可以在油质出现不可接受的劣化情况前发现并改善。因此，从油质劣化预防角度看，在室外油箱储存润滑油以备用不是必须的。4 结论

    汽轮机润滑油系统净油箱长期储存适量润滑油用于备用的设想，从系统功能上分析是可以实现、但不是必须的，而且如长期储存润滑油、需要增加泡沫消防设计。因此，维持当前汽轮机润滑油系统净油箱、污油箱设计功能不变，油箱用于机组大修时临时储存润滑油、不用于储存备用油。同时开发紧急补油运行规程，在主油箱油位低时及时补油。