1、 燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案目录1 绪论 .11.1 课题背景 .11.1.1 汽轮机润滑油系统概述 .11.1.2 汽轮机润滑油系统清洗方法 .21.1.3 方案选择 .41.2 设计依据 .41.2.1 设计采用的标准、规范 .41.2.2 模拟 300MW 机组汽轮机润滑油系统 .41.3 清洗工艺概述 .51.3.1 清洗范围 .51.3.2 清洗前准备 .51.3.3 清洗工艺 .61.3.4 结果验收 .121.3.5 系统恢复 .132 物料衡算 .132.1 计算依据 .132.2 清洗液用量计算 .132.3 清洗时间计算 .142.4 清洗流速选择 .1
2、42.5 清洗液配制计算 .143 热量衡算 .153.1 设计依据 .153.2 乏汽用量 .154 设备 .165 初步技术经济分析 .175.1 依据和说明 .175.2 成本估算 .176 公用工程 .196.1 给排水 .196.1.1 本设计遵循以下标准、规范 .196.1.2 设计原则 .206.1.3 清洗用水 .206.2 供电 .206.2.1 设计采用的标准规范 .206.2.2 动力配电 .207 三废处理 .217.1 设计依据 .217.2 大气污染的控制 .217.3 废水排放的污染控制 .22燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案7.4 噪音控制 .22
3、8 结论 .23参考文献 .24致谢 .27燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案燃煤电厂 300MW 机组润滑油系统清洗初步方案摘要燃煤电厂汽轮机润滑油系统的主要作用是给汽轮机的轴承（包括支撑轴承和推力轴承） 、盘车装置提供合格的润滑、冷却用油，该系统在汽轮机运行过程中，发挥着至关重要的作用，是汽轮机安全、经济和稳定运行的保障。然而，如果汽轮机润滑油系统存在油泥、腐蚀产物以及其他颗粒状物质，则很可能会导致汽轮机烧瓦、大轴弯曲、转子动静摩擦等，甚至发生整机损坏的恶性事故，严重威胁着机组的安全、经济和稳定运行。若润滑油系统在运行年限很长而且未经过化学清洗，则很难达到规定的清洁度要求，就会
4、存在油泥、腐蚀产物以及其他颗粒状物质。本设计拟对某 300MW 机组大修后汽轮机润滑油系统进行化学清洗的初步方案设计。本方案提出了汽轮机油系统清洗的工艺流程；讨论了整个清洗过程的工艺条件；分析了整个流程的物料衡算和热量恒算；初步估算了本清洗工艺所需的经济成本。关键词：润滑油系统；化学清洗；工艺设计燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案PRELIMINARY CLEANING SOLUTION OF LUBRICATING OIL SYSTEM IN 300 MW COL-FIRED POWER PLANT ABSTRACTCoal-fired power plant is the ma
5、in purpose of steam turbine lubricating oil system for steam turbine bearing (including supporting bearing and thrust bearing) and rolling gear provide qualified lubricating and cooling oil, the system in the process of steam turbine operation, play a crucial role, is the guarantee of secure, econom
6、ic and stable operation of the steam turbine. However, if the existing sludge steam turbine lubricating oil system, corrosion products and other granular material, it is likely to lead to the steam turbine tile burning rotor, shaft bending, static friction, etc., even the machine damaged malignant a
7、ccidents, serious threat to the safe, economic and stable operation of the unit.If the lubricating oil system has a long operating life and not after chemical cleaning, it is hard to meet the cleanliness requirement, will exist sludge, corrosion products and other granular material. This design plan
8、 to after heavy repair of a 300 mw steam turbine lubricating oil system carries on the preliminary design of chemical cleaning. This solution cleaning process flow of the turbine oil system is proposed; Discussed the technological conditions of the whole process of cleaning; Analyzes the whole proce
9、ss of material balance and heat is constant; Preliminary estimates the economic costs required for this cleaning process.Key words：The lubricating oil system; Chemical cleaning; Process design.燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案第 0 页 共 33 页1 绪论1.1 课题背景1.1.1 汽轮机润滑油系统概述汽轮机油系统在汽轮机中主要担任着润滑、冷却
10、、控制和密封的作用。我国300MW、600MW 等大型火力机组将汽轮机油系统将润滑油系统和调节油系统分开，润滑油系统采用主油泵-射油器供油系统，使用的介质为普通的透平油；而控制系统则采用电液调节系统并由独立的高压抗燃油系统供油，使用的介质为高压抗燃油 1。1.1.1.1 汽轮机润滑油系统构成润滑油系统为汽轮机和发电机各轴承，推力轴承和盘车提供润滑油外，还为发电机密封油系统提供高压和低压两路备用密封油。该系统由油箱、主油泵、高压备用密封油泵、盘车油泵、直流油泵、交流油泵、冷油器、顶轴油泵、滤油机等部件组成。润滑油系统全部需油量由主油泵提供。主油泵出口油管道入油箱内，分成两路，一路通过固定节流孔供
11、发电机高压备用密封油和汽轮机危急保安装置，另一路油供射油器作为动力油。射油器排油供三路使用：主油泵进口油； 发电机低压备用密封油； 主机冷油器。在开机和停机的过程中，主油泵不能为润滑油系统提供足够的油压和油量时，由交流油泵和高压密备油泵提供油源。交流油泵提供低压密封油和各种轴承润滑油的全部用油，高压备用密封油泵提供高压备用密封油和危急保安装置的用油。另外，该系统设有直流油泵作为事故状态下的交流油泵的备用泵，在交流油泵出现故障时确保汽轮机轴承润滑油供油正常。系统中装有两个冷油器，冷油器的作用是在润滑油进入汽轮机轴承之前使油温从60以上降低到 3545。射油器出口和交流油泵出口供轴承润滑油经冷油器
12、送至汽轮发电机的各轴承。正常情况下，冷油器一台投用，另一台保持备用状态；在需要时亦可两台并联运行。冷油器的冷却水量根据冷油器出口油温来调节，两台冷油器间装有三通切换阀，可以在运行中切换。但在切换前，检查备用一台应充满油，以免切换过程中造成轴承断油事故。1.1.1.2 汽轮机润滑油系统的污染燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案第 1 页 共 33 页汽轮机润滑油系统在汽机运行过程中，发挥着至关重要的作用，是汽轮机安全、经济稳定运行的重要保障。然而，在运行年限较长的汽轮机润滑油系统中，主油箱底部有油泥，回油滤网上分布着细小的铁锈，润滑油系统管道壁也有油泥状附着物。特别是在润滑油系统主管路
13、的底部，由于油循环时油速较慢，沉积着大量的油泥、油垢、铁锈等杂质。这些杂质主要由油泥、水、腐蚀产物、分解产物等组成，它们的存在会导致油质下降，从而影响油系统的功能 2。润滑油与汽轮机轴承接触时，会产生局部高温，从而引起润滑油中长碳链的断裂或炭化以及某些添加剂的失水或脱羧。另外，油中本身溶解有 CO2、O 2 和微量水分，会发生电化学腐蚀。在金属表面不均一的情况下，形成了许多的腐蚀微电池：阳极区: FeFe 2+2e阴极区:1/2O 2+H2O+2e2OH -油中: Fe 2+Fe( OH) 2总反应: 2Fe+O 2+ H2O 2Fe( OH) 22Fe(OH)3 Fe 2O3+ H2O该腐蚀
14、微电池产生的 Fe2O3 结构比较疏松。而且，该反应会使腐蚀微电池阳极区的金属不断溶解。油中溶解 CO2 反应如下：H2O + CO2 H 2CO3Fe + 2H2CO3 Fe(HCO 3)2+ H22Fe(HCO3)2 + 1/2O2 Fe 2O3 + 4CO2+ 2H2O3Fe(HCO3)2 + 1/2O2 Fe 3O4 + 6CO2+ 3H2O腐蚀产物铁锈和氧一样，可作为腐蚀反应的去极化剂，其总反应如下:Fe + Fe2O3 + 1/2O2 Fe 3O4润滑油系统的清洁与否直接关系到机组的安全运行。在运行中，如果汽轮机的润滑油系统工作异常，极易导致汽轮机烧瓦、大轴弯曲、转子动静摩擦，甚至
15、发生整机损坏的恶性事故。如果系统中有有害杂物，不仅影响轴承润滑，降低机组自动化投入率，还将影响调节系统的功能，易造成机组运行中发生事故。1.1.2 汽轮机润滑油系统清洗方法汽轮机运行年限较长或者污染较为严重，润滑油系统内存在大量油泥杂质和腐蚀产物，需要在机组大修期间进行清洗，以大大改善油品质量，提高油质合格率，确保机组安全运行。目前，国内外润滑油系统清洗方法主要有：冷热油交替冲洗法、大流量循环冲洗法、燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案第 2 页 共 33 页化学清洗法等。1.1.2.1 大流量循环冲洗法汽轮机油系统大流量循环冲洗主要清洗系统内的机械杂质、泥沙、粉尘及透平油为载体而形
16、成的油泥、油垢和表面浮锈。该冲洗技术使用以油、结合专用表面活性剂为主体的清洗制剂，该清洗剂利用分子元素表面张力的特性与油垢充分接触反应，将油泥在清洗液中分解为细小微粒而从管壁上脱落。冲洗过程中采用外置大流量冲洗装置，该冲洗装置结合旋流冲洗原理使清洗液在油管内形成强而有力的液体刷子，从而加速了油泥分解和剥离，最终达到清除油泥、杂质的效果 3。当冲洗油温发生交替变换时，也称为“冷热油交替冲洗法”，该方法有效地提高了冲洗效率。大流量循环冲洗法和冷热油交替冲洗法适用于机组润滑油系统安装工作结束后或者机组大修后，以保证机组能正常投运。1.1.2.2 化学清洗法化学清洗法是指：在机组停运期间，排空润滑油系
17、统中的润滑油，完成汽轮机油箱清理检修或汽轮机轴瓦检修后，将润滑油系统从汽轮机系统中独立出来，形成一个循环封闭的系统，然后采用适当的化学药剂在合适的条件下，通过循环清洗或者开路清洗的方式对系统进行清洗。化学清洗系统根据机组润滑油系统的流程和机组清洗方案的需要增加临时管、水箱等构成系统回路。我国大型机组汽轮机润滑油化学清洗系统示意图如下：图1.1 化学清洗系统示意图1 主油箱； 2 配药箱；3 监视管；4 1号冷油器；5 2号冷油器；6 3号冷油器；7 排油漏斗；8 滤网；9 润滑油泵；10 配药箱；11 温度计燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案第 3 页 共 33 页1.1.3 方案
18、选择大流量循环冲洗法或冷热油交替冲洗法适用于机组润滑油系统安装工作结束后或者机组大修后，该方法难以达到规定的清洁度要求，化学清洗能彻底清除污染系统中的油泥、腐蚀性产物和其他颗粒状物质，并且采用钝化-镀油膜的方式有效恢复系统的清洁度，因此采用化学清洗法是解决汽轮机润滑油系统中污染的最佳办法。因此本方案选择化学清洗法对大修后机组润滑油系统进行清洗。1.2 设计依据1.2.1 设计采用的标准、规范本方案是根据工艺管道化学清洗技术要求、大量中英文文献资料以及电厂实际考察得到的资料而编写的，同时还参考了以下标准、规范：（1）水电部 SD135-1986火力发电厂锅炉化学清洗导则 ；（2）化工部 HG/T
19、2387-1992工业设备化学清洗质量标准 ；（3）电力部 DL/52042005火力发电厂油气管道设计规程 ；（4）国家标准 GB501842011工业金属管道工程施工质量验收规范 ；（5）国家标准 GB50253输油管道工程设计规范 （6）中华人民共和国环境保护法（1989 年） ；（7）中华人民共和国水污染防治法实施细则（2000 年 3 月） ；1.2.2 模拟300MW机组汽轮机润滑油系统本方案以运行年限较长且严重污染的某燃煤电厂300MW机组汽轮机润滑油系统作为原型进行化学清洗。系统的管道材料为不锈钢（0Cr18Ni9)材料，管道内部有积渣、油泥等沉积物附着。润滑油油质如表1-1，
20、从表中知该机组润滑油酸值、水分、颗粒度、运动粘度都严重超标，证明油质已经严重老化变质。综上，该润滑油系统的管道已经受污染和严重锈蚀，需要进行化学清洗。表1-1 润滑油油质分析（牌号： ISO VG 32 透平油）性质 现状 标准要求 检测方法外观颜色浑浊变暗手摸有颗粒感透明，无机械杂质 目测酸值 0.420.46mg/L 0.3（加防锈剂） GB/T264水分 500800mg/L 100 mg/L GB/T7600 或燃煤电厂300MW 机组润滑油系统清洗初步方案第 4 页 共 33 页GB/T7601运动粘度 38.3 mm2/s 28.835.2 mm2/s (40） GB/T2651.
21、3 清洗工艺概述1.3.1 清洗范围本方案设计的清洗范围包括润滑油系统和顶轴油系统。该方案清洗的设备主要包括：主油箱、冷油器、滤油器、润滑油泵、排油漏斗、顶轴油排等。1.3.2 清洗前准备1.3.2.1 循环管路连接化学清洗主要是在原机组汽轮机润滑油系统基础上，进行增加临时管、水箱或者盲管堵截等方法将需要清洗的设备和管道连接构成系统回路。连接清洗系统管道时，循环主管路尽量选择直径比较大、比较长的管道，让清洗液在其内部循环，以保证清洗效果。系统中其余的短接也采用肓板堵死的方法，定时排放清洗液，以维持短接内清洗液量。清洗过程中遵循低进高出的原则，将回液管架高，尽量排空管路中的余气，以免形成死角。本
22、方案中汽轮机润滑油清洗系统主要包括以下关键点：（1）清洗箱选用：主油箱。（2）清洗泵选用：交流润滑油泵（必要时开启直流润滑油泵） 。（3）配药：设临时配药箱，药液从配药箱通过药液输送泵送到主油箱。（4）除盐水水源：从水处理部门除盐水箱引临时管到主油箱作为水源。（5）工业水水源：从主油箱处工业补水母管接临时管到主油箱作为工业水源。（6）加热源：再热蒸汽管道，设临时接管，作为加热源。（7）气源：从最近的压缩空气管路引临时管道清洗泵入口作为气源。要求气体干燥、无油，压力在0.50.7MPa间。（8）高压油泵和直流油泵进出口阀门彻底关死；高压泵出口管与润滑油泵出口管连接阀关死，高压调速油进出口用堵板堵死；顶轴油泵进出口阀门关死 4。（9）汽轮机轴承进出油管路用临时管短接。轴瓦和励磁机拆除后，进出口连接。（10）为保证各回油管路内充满清洗液，将回主油箱的各回油管路分别加装孔板，各拆除部套处加联箱，联箱加装排放空气门。（11）在润滑油系统回油母管接临时管到至废水池或中和池。
