核电M310机组润滑油系统油冲洗方法实践

吴岩,谷兴龙

成都海光核电技术服务有限公司  四川 成都  610000

摘要：本文提出了一种适合M310汽轮机润滑油系统冲洗的新方法，即水基冲洗方法，水基冲洗以不同的表面活性物质为主要洗涤剂，有很强的润湿，乳化，分散，溶解作用。另外，其快速的反应能力，可以使污染物不再聚集于该体系的内部表面，该方法可在油路冲洗的第一阶段，迅速而有效地将管道中的污物从管道中清除出去，既可保持油路冲洗的效果，又可节约油循环周期，减少冲洗耗油量。通过对M310机组润滑油系统油冲洗方法的实例分析，证明了这种方法对环境保护、节能、省时、省油、冲洗效果良好。

关键词：核电M310机组；润滑油系统；冲洗方法

汽轮机组的润滑油系统是机组系统中轴承润滑、冷却、调速及密封的关键环节。在机组运行及维修中，因多种原因，会使润滑油洁净度下降，造成转子轴颈磨损、轴承及密封件的损耗。因而，润滑油液洁净程度的好坏，将直接关系到设备工作的安全与可靠性。对于新的或大修的机组来说，为了保证机油系统的洁净，必须对机油系统进行冲洗，而冲洗的时间和效果都取决于采用什么样的机组冲洗方法。基于此，本文通过对常规汽轮机润滑系统油液循环式冲洗存在的缺陷进行分析，介绍了采用水基冲洗的新工艺，并讨论了这种新工艺的工程应用优势。

１传统润滑油系统冲洗方法

汽轮机润滑系统的管道冲洗一般分为两步，一步是将油从外管道中排出，使油无法进入轴承座；第二步是对全部正式润滑油系统进行管道的内循环冲洗。在运行期间，对新投入运行的机组，一般需对其管道进行一二阶段的两级冲洗，而对投运机组如大修后或停运中，只需对其进行第二阶段的冲洗[1]。

传统润滑油系统清洗的首要步骤是清洗不包含正式润滑油系统的油泵设备的外部管道。需要用到大流量的油泵和某些临时性的管线。这一段的清洗过程对设备整体来说是一个很关键的环节，同时也是一个很难控制的环节。经这一阶段清洗油品品质达到要求后，方可实施第二阶段清洗。第二步为正式油系统完全投运，向轴承箱供油，整个系统进入带有正式油路的内循环，各单元的工作流程大同小异，因此，在新机组的安装调试和运行管理中，如何在第一阶段内改善油系统的冲洗效果，缩短冲洗时间，是一个非常重要的问题。目前，国内外对润滑油系统外管道的冲洗已有大量的研究，但目前主要以油水两种方式进行。最常用的方法是以润滑油为冲洗剂，采用交替变油温的方法，利用油循环的恒定冲刷力及温度变化所产生的热应力，将残留在系统和管道中的杂质清除掉，但这些杂质都需要在冲洗的过程中依靠润滑油排油或者滤网清理才能被清除掉，这样做既费时又费力。特别是在冲洗的早期，管道内杂质较多，冲洗工作量较大，而且冲洗效果不够好，如图1所示，大流速油循环清洗第一阶段流程。

图１润滑油系统第一阶段冲洗工艺流程

其次，就是用酸洗和水洗来清洗油管，水基冲洗是以水基液体为冲洗介质，可以一次将油管中的杂质清除干净，而且不需要多次的人工冲洗，冲洗效果可以达到预期的目的，但是，酸洗会引起二次污染，并对周围环境产生影响。同时，临时管线的铺设也变得更加复杂[2]。

２润滑油系统冲洗新方法

要改善第一阶段洗油过程，需采用一种新的洗油方法。这种新型冲洗方式需要解决两个问题：一是要能够将管道中的杂质一次完全冲洗干净；二是能迅速地将粘附在管壁上的污垢及加工残渣清理干净。有效地解决上述两个难题，可以使第一阶段油冲洗的周期明显缩短，洗油的效率显著提高，并且能够长期保持一个稳定的状态，保证了洗油工艺在第一阶段的可控。为解决上述第一个问题，应增加油管冲洗能量；第二个问题的解决办法就是增加管路中的冷和热的变化量。在对核电M310机组润滑油系统油冲洗的基础上，提出了采用大流量水基冲洗油管的方法。根据油路管道的设计压力及工作工况，确定了合理的冲洗水基参数，确定了加热、冲洗、冷却及冲洗的工艺流程。本文介绍了一种新的润滑油管道系统的水基冲洗方法。M310汽轮发电机组的轴系润滑油系统见图2。

图２M310轴系润滑油系统

基于机组管路布置，研制出一种临时水基冲洗辅助管路系统。使用一条临时的水基管道连接到润滑油油泵的输油管和回油管道上，并在轴承的进油口和回油口用一条短小的管道连接到冲洗排出母管上，冲洗后的水基可以安全地返回主油箱[3]。

具体的冲刷作业有以下几个步骤： 临时管线的安装和检验、验收。从8.6米平台上经过一条临时管道，与润滑油泵和顶部轴油泵出口相连，回流管道为反向冲洗。润滑油系统的清洗首先要清洗润滑油的贮存、输送和净化系统的管道，主要清洗储罐、净罐、主罐以及它们之间的管道，这一流程与普通电厂的清洗流程相同。在连续8个小时的冲洗之后，润滑油箱回油滤网（120目）称量，总杂质重量小于1克，则这一阶段的冲洗达到标准。在清洗合格后向净油箱中注入润滑油，并对主油箱和储油箱进行清洗。清洁完成后，继续下一道工序。大流量的水基清洗分四个阶段：第一步是对润滑油系统的各油管进行脱盐清洗，这一阶段是要清除系统中的较重较大的杂质；第二步是用除盐溶液（加表面活性剂）来清洗，以周期性地升降媒质的温度，其目标是从管道的内壁上去除附着物。第三阶段和第四阶段以除盐水冲洗，以去除表面活性剂残留为目标。第一步恒温冲洗，液面温度约为45℃；第二，第三，第四阶段，采用高，低温交替冲洗，介质温度在35-60℃范围内，还要频繁地敲击油管，以加快油管附着物的脱落速度。对系统清洁效果进行检验，检查主油箱的循环过滤网，在没有明显污垢的情况下，表面这一阶段的清洗是合格的。经过冲洗化处理后，将清洗过的所有脱盐水排到雨水井中。在冲洗完毕后，将临时的管线重新接回，如果是局部的系统盲区，则可以通过人工方式进行清除。

３冲洗新方法效果及优点分析

3.1冲洗效果分析

从设备的实际清洗效果看，发现水基冲洗在冲洗时间、冲洗效果以及水基对管线的作用上均优于常规冲洗法。a)在冲刷时间上，以水基作为动力的开式冲刷方式，可明显减少油路系统的第一次冲刷时间，提高机组的总冲刷时间，提高机组的整装试运行时间，减少机组的总装调时间，与传统的大流量油循环冲刷方式相比，可节约7个工作日。b)冲洗效果：在冲洗结束后，通过第三方测试，测试了冲洗结束后100毫升汽油样品中的不同粒度粒子数量，根据美国宇航工业联盟颁布的NAS1638标准，各项评价指标都很好，其中粒度等级达到NAS4，比使用润滑油循环冲洗的NAS7要好得多。

表１润滑油油质报告

c)通过对水基冲刷后管道的金相分析，发现试样的显微结构没有发生改变，对以后的使用没有任何影响。

3.2冲洗优点

通过对M310汽轮机润滑系统管路进行水基冲洗的实践，与常规大流量油的循环法相比较，这种冲洗方法的优势在于：1）清除管路中的杂质，提高了油品的粒度标准，提高了冲洗效率；b)节省了系统的冲洗时间，减少了整个装置的安装和调试周期，帮助装置按时投入运行；c)省去了大量的冲洗机油，降低了润滑油消耗；d)避免了酸的应用，降低了污染油水的生成，从而有效地减轻了对污染油水和酸洗所造成的对环境的威胁，具有良好的环境保护作用。

结论

本文针对目前汽轮机润滑系统中常用的大流量油液循环法的缺点，介绍了一种新型的采用水基法的清洗方式，并详细介绍了该方式的技术路线及实现步骤。并将其用于核电M310汽轮发电机组的基本建设调试，并进行了工程实践。实验结果证明，这种新方法具有环保、省时、省油、冲洗效果好等特点，可以为类似的新建机组的安装调试提供良好的借鉴。

参考文献

[1] 华电电力科学研究院有限公司. 一种管壳式润滑油冷油器的冲洗装置及方法:CN202211302909.3[P]. 2023-01-31.

[2] 耿书林,杨洪友,佟坤. 压缩机组润滑油站冲洗方案[J]. 广州化工,2022,50(3):114-115.

[3] 江苏江海润液设备有限公司. 润滑油系统管道冲洗系统及控制方法:CN202210563817.4[P]. 2022-08-12.