论 文
125MW 机组给水泵工作冷油器改进
包头第一热电厂:张明辉
二零一零年十一月二十五日
125MW 机组给水泵工作冷油器改进
张明辉
（包头第一热电厂，内蒙古，包头，014010）
[摘要] 125MW机组工作冷油器存在的主要问题是工作冷油器铜管腐蚀渗漏，工作冷油器无法找漏，工作冷油器冷却效果差。通过分析发生这些问题的原因进而提出改进方案，解决上述问题。
[关键词] 工作冷油器；问题分析；改进方案；实施；效果
包头第一热电厂#8、#9机是四川东方汽轮机制造厂生产的CC125-8.83/4.122/0.196型汽轮机。分别于2005年5月和8月投运，每台汽轮机配臵有两台电动给水泵，一台供锅给水，一台备用，其给水泵工作冷油器是DILY54型冷油器。
1 125MW机组工作冷油器存在的主要问题
通过对2008年3月——2009年3月份《#8、9机缺陷记录本》和《#8、9机运行记录》的分析，查出有关#8、9机甲、乙给水泵油系统的主要缺陷，统计表如下：
从上表中可以看出， #8、#9机甲、乙给水泵工作冷油器连续多次发生铜管腐蚀渗漏，导致油中进水，油质恶化，使给水泵不能正常工作，严重影响机组的稳定运行。
在机组正常运行中如果给水泵工作冷油器铜管泄漏，停大泵时无法找漏，而转大泵找漏由于冷油器停运会导致油温过快升高，影响设备安全运行，当工作冷油器铜管渗漏时，导致油中不断进水，油质恶化，又不能及时找出漏管进行处理，只能不断滤油和换油。这样，不但大大增加了检修的工作量，而且还造成了极大的浪费。
另外，自投运以来工作冷油器的冷却效果一直不太好，工作油油温经常在许可油温的上线附近，特别是夏季最热的时候必须外接喷淋管冷却。油温过高会导致润滑油加速恶化，缩短润滑油的使用寿命，并且不利于设备的安全运行。
125MW 机组工作冷油器存在的主要问题是：（1）工作冷油器铜管腐蚀渗漏；（2）工作冷油器无法找漏；（3）工作冷油器冷却效果差。
2 原因分析
2.1 工作冷油器铜管腐蚀渗漏的原因分析
机组投产一年后，给水泵工作冷油器连续多次发生铜管渗漏现象，导致油中进水。
给水泵工作冷油器铜管材质设计为H68，规格尺寸为Φ
12mm ×1mm ×2350mm 。对给水泵工作冷油器泄露管段割管试验分析：
2.1.1 宏观检查
铜管表面呈正常黄铜色、无污物，显示油侧运行较清洁。局部有褐色斑点、斑块，体视镜观察有表面脱锌，在铜管表面分布无规律性。
经体视镜观察，有裂纹、裂斑2种情况，并非仅仅是目视所见周向裂纹。裂纹、裂斑多集中于一侧分布，对应的另一侧很少。裂纹方向以接近周向者居多，长度在4mm 以下。试验观察的约80cm 长的管样上，裂纹裂斑数量有20—30处之多。
裂纹的方向和变化呈多样性，且不仅仅是目视检查所见的周向。
可见，铜管腐蚀失效的形式比简单的目视观察所见明显复杂。
内壁宏观检查未见粘泥附着物，主要有明显的浅色沉积物不规则分布，已覆盖大部分内表面，沉积物中白色的较疏松，淡绿色的稍致密，半透明。
铜管表面呈正常黄铜色，干净，显示油侧运行较清洁，经对腐蚀后的铜管外表面体视镜观察照片，局部有褐色斑点、斑块，并有表面脱锌现象，腐蚀铜管割开后未见黏泥附着，但有明显的浅色沉积物，虽不规则分布，已覆盖大部分
内表面，沉淀物中白色的较疏松，淡绿色的稍致密，半透明。
2.1.2 内壁沉积物分析
内壁沉积物组成成分见表五，锌在其中占很大份额，在所有金属氧化物中，氧化锌含量高达92.87%，氧化铜仅0.96%，而氧化钙仅3.59%，分析证明，沉淀物确实主要是铜管脱锌腐蚀产物，而非结垢层；同时也表明铜管脱锌腐蚀期间，循环水无明显结垢趋势。
2.1.3金相检查
取典型裂纹部位进行金相检查，结论如下：
（1） 观察冷油器铜管纵截面显微组织，内壁脱锌严重；
（2） 脱锌层发展深入，有的区域脱锌已由内壁到达外壁；
（3） 外壁的宏观横向裂纹分布在脱锌区域，裂纹起始于外壁向内壁扩展，显示脱锌始于内壁，发展至外壁后，在丧失机械强度脱锌区域，由应于较大的外壁首先开裂向内壁发展。
通过铜管的宏观检查、内壁沉积物分析、金相检查可以
得出导致铜管腐蚀、破裂的主要原因是由铜管脱锌造成的。
2.2 工作冷油器无法找漏的原因分析
当工作冷油器铜管发生渗漏后，常规的找漏方法是退工作冷油器水侧，打开水侧端盖找漏。但是如果这样找漏，没有冷却的工作油油温会在几分钟内急剧升高，导致液力耦合器超温报警甚至触发保护动作给水泵跳泵。所以，常规的找漏方法不可行。
2.3 工作冷油器冷却效果差的原因分析
原给水泵工作冷油器铜管规格尺寸为Φ12mm ×1mm ×2350mm ，共610根。冷却面积：∏D ×L ×N ﹦3.14×0.012×
2.35×610﹦54.02㎡。查阅《火力发电厂冷油器选型规范》125MW 机组给水泵冷油器推荐冷却面积为60㎡，原冷油器设计冷却面积偏小。
原冷油器冷却水出、入口管管径是Φ108，由于管径偏小，使冷却水流量不能满足冷却需要。
所以，工作冷油器冷却面积偏小、水侧出入口管径偏小是其冷却效果差的主要原因。
3 改进方案及实施
3.1改进方案
（1） 将工作冷油器冷却管的管材由H68黄铜管改成更为耐腐蚀的SUS304不锈钢管；
（2）将工作冷油器的冷却面积由54㎡放大至60㎡，增加换热面积；
（3）将冷却水管由Φ108改为Φ133 ，增加冷却水流量；
（4）润滑冷油器入口油管至工作冷油器入口油管加装联络门；工作冷油器在新装的联络门前加装入口门；工作冷油器加装出口门。
3.2 实施
根据制定的改进方案，在2009年5—6月#8机中修和2010年9—6月#9机中修期间分别对#8、9机甲、乙给水泵的工作冷油器进行了改进。
（一）由于原冷油器铜管材质是H68黄铜管，这种材料氯离子耐受上限低，抑制脱锌能力很差，在SD116-84《火力发电厂凝汽器管选材导则》中已不推荐使用。而H68黄铜管也仅用于溶解固形物﹤300mg ／L ，氯离子﹤50mg ／L 的清洁水中。而我们厂冷油器的冷却水水质远远超标，因此在冷却水水源不能改变的情况下，必须改变冷油器铜管材质。
经过反复的研究论证，我们决定采用导热系数与黄铜 管差不多的不锈钢管SUS304，规格尺寸为Φ19mm ×1mm ×2350mm ，这种材料的特点是：传热性能好能，强化传热；不易结垢；强度高，寿命长。符合作为冷油器的要求。
（二）冷油器的选型及设计：国内外冷油器生产厂家所
设计的汽轮机给水泵配套的冷油器型式繁多，在广泛收集资料及计算的基础上汇总了各式冷油器的选型方案，决定选用W —GL60型冷油器。
设计性能规范如下：
根据设计规范冷却面积的要求计算铜管数量：
原给水泵工作冷油器铜管规格尺寸为Φ12mm ×1mm ×2350mm ，共610根。冷却面积：∏D ×L ×N ﹦3.14×0.012×
2.35×610﹦54.02㎡。由于设计冷却面积偏小，使工作油油温长期处于高位，加快了冷油器铜管的腐蚀速度。
现采用Φ19mm ×1mm ×2350mm 的不锈钢管，将冷却面积增加到60㎡。需要的根数：N ﹦M ÷∏D ÷L ﹦60÷（3.14×0.019）÷2.35﹦427.96。我们将不锈钢管的根数定为430根。
根据设计规范设计水量的要求计算冷却水管直径：
在2009年5月和2010年9月在#8、#9机中修期间分别对各工作冷油器实施了改造。
原冷油器冷却水出、入口管管径是Φ108，在中修中我们将其改为管径为Φ133的，大大增加了进入冷油器的冷却水流量，提高了换热效率，降低了油温，从而也减缓了冷油器不锈钢管内壁的结垢和腐蚀速度，增加了冷油器的使用寿
原给水泵工作冷油器铜管规格尺寸为Φ12mm ×1mm ×2350mm ，共610根。冷却面积：∏D ×L ×N ﹦3.14×0.012×
2.35×610﹦54.02㎡。由于设计冷却面积偏小，使工作油油温长期处于高位，加快了冷油器铜管的腐蚀速度。
现采用Φ19mm ×1mm ×2350mm 的不锈钢管，将冷却面积增加到60㎡。需要的根数：N ﹦M ÷∏D ÷L ﹦60÷（3.14×0.019）÷2.35﹦427.96。故将不锈钢管的根数定为430根。
在#9
机中修期间我们对乙给水泵工作冷油器实施了改
（三）为了解决125MW 机组给水泵工作冷油器不能找漏的问题，我们在#8、#9机中修时对各给水泵油系统做了以下改进：
1、润滑冷油器入口油管至工作冷油器入口油管加装联络门。
工作冷油器找漏时，大泵停运，转辅助油泵并打开联络门可将润滑油引至工作冷油器。
2、工作冷油器在新装的联络门前加装入口门。
在工作冷油器找漏时，打开新装的联络门并关上工作冷
油器入口门以防止润滑油回流。
3、工作冷油器加装出口门。
工作冷油器找漏时，关上工作冷油器出口门，以建立工作冷油器油压。
改造前后对比如下：
改造后
4 改进效果
4.1安全性方面：
#8、9机给水泵工作冷油器采取上述改造措施后，从改
造完成至今，#8、9机乙给水泵未发生不锈钢管渗漏的缺陷，油温高的现象没有了，由于大大减少了油中进水，油质一直合格，没有换过油。使给水泵稳定运行得到保证，安全经济运行水平大大提高，达到了预定的目标。
改造后，如果给水泵工作冷油器发生渗漏，可以不转大泵，只转辅助油泵就可以对工作冷油器铜管找漏、堵漏。这样既能及时找到冷油器的漏点并迅速处理，又能保证设备的安全运行。
4.2经济效益方面：
（1）由于减少了油中进水，从而减少了给水泵换油和加油的次数，跟以往同期对比，共节约透平油9.6吨，按2009年透平油均价11000元/吨，价值10.54万元；
（2）由于减少了油中进水，使油质大大提高，减少更换润滑油滤芯3次共6个，节约费用1.8万元；
（3）由于减少了油中进水，减少了滤油机运行时间，共节约电费和滤油纸共计3000元；
（4）由于发生缺陷的次数大大减少，节约了人工费用：6900元
（5）总经济效益：10.54+1.8+0.3+0.69=13.33(万元) 。
5 结束语
通过对125MW 机组给水泵工作冷油器的改进，解决了工
作冷油器铜管腐蚀渗漏、冷却效果差以及无法找漏的问题，大大减少了给水泵油系统缺陷的发生，使给水泵的安全性和经济性得到了很大的提高。
[参考文献]
[1]《火电厂汽机设备及运行》 中国电力出版社 2007
[2]《火力发电厂金属材料手册》 中国电力出版社 2001
[作者简介]
张明辉：（1969—），男，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学电力学院，从事汽机检修工作。
张明辉
2010年11月25日
论 文
125MW 机组给水泵工作冷油器改进
包头第一热电厂:张明辉
二零一零年十一月二十五日
125MW 机组给水泵工作冷油器改进
张明辉
（包头第一热电厂，内蒙古，包头，014010）
[摘要] 125MW机组工作冷油器存在的主要问题是工作冷油器铜管腐蚀渗漏，工作冷油器无法找漏，工作冷油器冷却效果差。通过分析发生这些问题的原因进而提出改进方案，解决上述问题。
[关键词] 工作冷油器；问题分析；改进方案；实施；效果
包头第一热电厂#8、#9机是四川东方汽轮机制造厂生产的CC125-8.83/4.122/0.196型汽轮机。分别于2005年5月和8月投运，每台汽轮机配臵有两台电动给水泵，一台供锅给水，一台备用，其给水泵工作冷油器是DILY54型冷油器。
1 125MW机组工作冷油器存在的主要问题
通过对2008年3月——2009年3月份《#8、9机缺陷记录本》和《#8、9机运行记录》的分析，查出有关#8、9机甲、乙给水泵油系统的主要缺陷，统计表如下：
从上表中可以看出， #8、#9机甲、乙给水泵工作冷油器连续多次发生铜管腐蚀渗漏，导致油中进水，油质恶化，使给水泵不能正常工作，严重影响机组的稳定运行。
在机组正常运行中如果给水泵工作冷油器铜管泄漏，停大泵时无法找漏，而转大泵找漏由于冷油器停运会导致油温过快升高，影响设备安全运行，当工作冷油器铜管渗漏时，导致油中不断进水，油质恶化，又不能及时找出漏管进行处理，只能不断滤油和换油。这样，不但大大增加了检修的工作量，而且还造成了极大的浪费。
另外，自投运以来工作冷油器的冷却效果一直不太好，工作油油温经常在许可油温的上线附近，特别是夏季最热的时候必须外接喷淋管冷却。油温过高会导致润滑油加速恶化，缩短润滑油的使用寿命，并且不利于设备的安全运行。
125MW 机组工作冷油器存在的主要问题是：（1）工作冷油器铜管腐蚀渗漏；（2）工作冷油器无法找漏；（3）工作冷油器冷却效果差。
2 原因分析
2.1 工作冷油器铜管腐蚀渗漏的原因分析
机组投产一年后，给水泵工作冷油器连续多次发生铜管渗漏现象，导致油中进水。
给水泵工作冷油器铜管材质设计为H68，规格尺寸为Φ
12mm ×1mm ×2350mm 。对给水泵工作冷油器泄露管段割管试验分析：
2.1.1 宏观检查
铜管表面呈正常黄铜色、无污物，显示油侧运行较清洁。局部有褐色斑点、斑块，体视镜观察有表面脱锌，在铜管表面分布无规律性。
经体视镜观察，有裂纹、裂斑2种情况，并非仅仅是目视所见周向裂纹。裂纹、裂斑多集中于一侧分布，对应的另一侧很少。裂纹方向以接近周向者居多，长度在4mm 以下。试验观察的约80cm 长的管样上，裂纹裂斑数量有20—30处之多。
裂纹的方向和变化呈多样性，且不仅仅是目视检查所见的周向。
可见，铜管腐蚀失效的形式比简单的目视观察所见明显复杂。
内壁宏观检查未见粘泥附着物，主要有明显的浅色沉积物不规则分布，已覆盖大部分内表面，沉积物中白色的较疏松，淡绿色的稍致密，半透明。
铜管表面呈正常黄铜色，干净，显示油侧运行较清洁，经对腐蚀后的铜管外表面体视镜观察照片，局部有褐色斑点、斑块，并有表面脱锌现象，腐蚀铜管割开后未见黏泥附着，但有明显的浅色沉积物，虽不规则分布，已覆盖大部分
内表面，沉淀物中白色的较疏松，淡绿色的稍致密，半透明。
2.1.2 内壁沉积物分析
内壁沉积物组成成分见表五，锌在其中占很大份额，在所有金属氧化物中，氧化锌含量高达92.87%，氧化铜仅0.96%，而氧化钙仅3.59%，分析证明，沉淀物确实主要是铜管脱锌腐蚀产物，而非结垢层；同时也表明铜管脱锌腐蚀期间，循环水无明显结垢趋势。
2.1.3金相检查
取典型裂纹部位进行金相检查，结论如下：
（1） 观察冷油器铜管纵截面显微组织，内壁脱锌严重；
（2） 脱锌层发展深入，有的区域脱锌已由内壁到达外壁；
（3） 外壁的宏观横向裂纹分布在脱锌区域，裂纹起始于外壁向内壁扩展，显示脱锌始于内壁，发展至外壁后，在丧失机械强度脱锌区域，由应于较大的外壁首先开裂向内壁发展。
通过铜管的宏观检查、内壁沉积物分析、金相检查可以
得出导致铜管腐蚀、破裂的主要原因是由铜管脱锌造成的。
2.2 工作冷油器无法找漏的原因分析
当工作冷油器铜管发生渗漏后，常规的找漏方法是退工作冷油器水侧，打开水侧端盖找漏。但是如果这样找漏，没有冷却的工作油油温会在几分钟内急剧升高，导致液力耦合器超温报警甚至触发保护动作给水泵跳泵。所以，常规的找漏方法不可行。
2.3 工作冷油器冷却效果差的原因分析
原给水泵工作冷油器铜管规格尺寸为Φ12mm ×1mm ×2350mm ，共610根。冷却面积：∏D ×L ×N ﹦3.14×0.012×
2.35×610﹦54.02㎡。查阅《火力发电厂冷油器选型规范》125MW 机组给水泵冷油器推荐冷却面积为60㎡，原冷油器设计冷却面积偏小。
原冷油器冷却水出、入口管管径是Φ108，由于管径偏小，使冷却水流量不能满足冷却需要。
所以，工作冷油器冷却面积偏小、水侧出入口管径偏小是其冷却效果差的主要原因。
3 改进方案及实施
3.1改进方案
（1） 将工作冷油器冷却管的管材由H68黄铜管改成更为耐腐蚀的SUS304不锈钢管；
（2）将工作冷油器的冷却面积由54㎡放大至60㎡，增加换热面积；
（3）将冷却水管由Φ108改为Φ133 ，增加冷却水流量；
（4）润滑冷油器入口油管至工作冷油器入口油管加装联络门；工作冷油器在新装的联络门前加装入口门；工作冷油器加装出口门。
3.2 实施
根据制定的改进方案，在2009年5—6月#8机中修和2010年9—6月#9机中修期间分别对#8、9机甲、乙给水泵的工作冷油器进行了改进。
（一）由于原冷油器铜管材质是H68黄铜管，这种材料氯离子耐受上限低，抑制脱锌能力很差，在SD116-84《火力发电厂凝汽器管选材导则》中已不推荐使用。而H68黄铜管也仅用于溶解固形物﹤300mg ／L ，氯离子﹤50mg ／L 的清洁水中。而我们厂冷油器的冷却水水质远远超标，因此在冷却水水源不能改变的情况下，必须改变冷油器铜管材质。
经过反复的研究论证，我们决定采用导热系数与黄铜 管差不多的不锈钢管SUS304，规格尺寸为Φ19mm ×1mm ×2350mm ，这种材料的特点是：传热性能好能，强化传热；不易结垢；强度高，寿命长。符合作为冷油器的要求。
（二）冷油器的选型及设计：国内外冷油器生产厂家所
设计的汽轮机给水泵配套的冷油器型式繁多，在广泛收集资料及计算的基础上汇总了各式冷油器的选型方案，决定选用W —GL60型冷油器。
设计性能规范如下：
根据设计规范冷却面积的要求计算铜管数量：
原给水泵工作冷油器铜管规格尺寸为Φ12mm ×1mm ×2350mm ，共610根。冷却面积：∏D ×L ×N ﹦3.14×0.012×
2.35×610﹦54.02㎡。由于设计冷却面积偏小，使工作油油温长期处于高位，加快了冷油器铜管的腐蚀速度。
现采用Φ19mm ×1mm ×2350mm 的不锈钢管，将冷却面积增加到60㎡。需要的根数：N ﹦M ÷∏D ÷L ﹦60÷（3.14×0.019）÷2.35﹦427.96。我们将不锈钢管的根数定为430根。
根据设计规范设计水量的要求计算冷却水管直径：
在2009年5月和2010年9月在#8、#9机中修期间分别对各工作冷油器实施了改造。
原冷油器冷却水出、入口管管径是Φ108，在中修中我们将其改为管径为Φ133的，大大增加了进入冷油器的冷却水流量，提高了换热效率，降低了油温，从而也减缓了冷油器不锈钢管内壁的结垢和腐蚀速度，增加了冷油器的使用寿
原给水泵工作冷油器铜管规格尺寸为Φ12mm ×1mm ×2350mm ，共610根。冷却面积：∏D ×L ×N ﹦3.14×0.012×
2.35×610﹦54.02㎡。由于设计冷却面积偏小，使工作油油温长期处于高位，加快了冷油器铜管的腐蚀速度。
现采用Φ19mm ×1mm ×2350mm 的不锈钢管，将冷却面积增加到60㎡。需要的根数：N ﹦M ÷∏D ÷L ﹦60÷（3.14×0.019）÷2.35﹦427.96。故将不锈钢管的根数定为430根。
在#9
机中修期间我们对乙给水泵工作冷油器实施了改
（三）为了解决125MW 机组给水泵工作冷油器不能找漏的问题，我们在#8、#9机中修时对各给水泵油系统做了以下改进：
1、润滑冷油器入口油管至工作冷油器入口油管加装联络门。
工作冷油器找漏时，大泵停运，转辅助油泵并打开联络门可将润滑油引至工作冷油器。
2、工作冷油器在新装的联络门前加装入口门。
在工作冷油器找漏时，打开新装的联络门并关上工作冷
油器入口门以防止润滑油回流。
3、工作冷油器加装出口门。
工作冷油器找漏时，关上工作冷油器出口门，以建立工作冷油器油压。
改造前后对比如下：
改造后
4 改进效果
4.1安全性方面：
#8、9机给水泵工作冷油器采取上述改造措施后，从改
造完成至今，#8、9机乙给水泵未发生不锈钢管渗漏的缺陷，油温高的现象没有了，由于大大减少了油中进水，油质一直合格，没有换过油。使给水泵稳定运行得到保证，安全经济运行水平大大提高，达到了预定的目标。
改造后，如果给水泵工作冷油器发生渗漏，可以不转大泵，只转辅助油泵就可以对工作冷油器铜管找漏、堵漏。这样既能及时找到冷油器的漏点并迅速处理，又能保证设备的安全运行。
4.2经济效益方面：
（1）由于减少了油中进水，从而减少了给水泵换油和加油的次数，跟以往同期对比，共节约透平油9.6吨，按2009年透平油均价11000元/吨，价值10.54万元；
（2）由于减少了油中进水，使油质大大提高，减少更换润滑油滤芯3次共6个，节约费用1.8万元；
（3）由于减少了油中进水，减少了滤油机运行时间，共节约电费和滤油纸共计3000元；
（4）由于发生缺陷的次数大大减少，节约了人工费用：6900元
（5）总经济效益：10.54+1.8+0.3+0.69=13.33(万元) 。
5 结束语
通过对125MW 机组给水泵工作冷油器的改进，解决了工
作冷油器铜管腐蚀渗漏、冷却效果差以及无法找漏的问题，大大减少了给水泵油系统缺陷的发生，使给水泵的安全性和经济性得到了很大的提高。
[参考文献]
[1]《火电厂汽机设备及运行》 中国电力出版社 2007
[2]《火力发电厂金属材料手册》 中国电力出版社 2001
[作者简介]
张明辉：（1969—），男，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学电力学院，从事汽机检修工作。
张明辉
2010年11月25日