廖軍林,宋曉輝
某型600 MW機組的發(fā)電機,采用氫氣冷卻。為了防止汽輪發(fā)電機內(nèi)部冷卻氫氣的泄漏,在發(fā)電機的端部由密封油進行密封。密封機構(gòu)的作用是確保發(fā)電機不發(fā)生漏油現(xiàn)象,同時,還可防止潮濕空氣進入發(fā)電機。因此,若不了解密封結(jié)構(gòu)或操作不當,就有可能造成發(fā)電機內(nèi)部進油等事故。特別在發(fā)電機內(nèi)部無壓力的情況下,密封油極易沿軸向進入發(fā)電機內(nèi)部,造成停機事故,應(yīng)引起高度重視?,F(xiàn)根據(jù)發(fā)電機密封油系統(tǒng)調(diào)試過程中存在的問題,對發(fā)電機進油的原因進行分析,并提出了各關(guān)鍵點的控制方法及預(yù)防性措施。
發(fā)電機獨立循環(huán)的密封油系統(tǒng),是由密封瓦建立一個密封油油壓,可防止發(fā)電機內(nèi)具有壓力的氫氣,從電機軸徑處逸出。密封油壓力高于發(fā)電機內(nèi)氣體的壓力,確保密封瓦內(nèi)氫側(cè)與空側(cè)的油壓相等,并將油壓變動限定在允許范圍之內(nèi)。通過換熱器冷卻密封油,從而帶走密封瓦與軸之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量,將瓦溫和油溫控制在適當?shù)姆秶榉乐箽怏w混入發(fā)電機內(nèi)的冷卻氫氣,密封油系統(tǒng)還配備了真空處理裝置,可除去油中的氣體。系統(tǒng)中設(shè)置了濾油網(wǎng),濾除密封油中的雜質(zhì)。通過發(fā)電機消泡箱和氫側(cè)回油控制箱,釋放掉溶于密封油中的飽和氫氣。利用壓力開關(guān)、差壓開關(guān)及差壓變送器等設(shè)備,可自動監(jiān)測密封油系統(tǒng)的運行[1]。
單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中,配備了2臺交流密封油泵、1臺直流密封油泵、1臺密封油真空泵。在系統(tǒng)中,還配置了氫側(cè)回油箱、空側(cè)回油箱、真空油箱及油氫差壓閥、冷卻器、過濾器等部件。
密封油系統(tǒng)運行時,密封油從密封油空側(cè)油箱、真空油箱﹑主密封油泵,經(jīng)冷卻器、密封油濾網(wǎng)﹑差壓閥、注入密封瓦,從空側(cè)回油,流入密封油空側(cè)油箱,再進入真空油箱。氫側(cè)回油經(jīng)消泡箱后,進入氫側(cè)油箱。
如果發(fā)生事故,油泵將直接接受空側(cè)油箱中的油,不再接受真空油箱中的油。密封油系統(tǒng)其它油路的運行,與系統(tǒng)正常運行時相同。
運行密封油系統(tǒng)時,油泵的出口壓力為1.2 MPa,主差壓閥壓力為100 kPa,備用差壓閥壓力為80 kPa,真空油箱內(nèi)的真空壓力為-40 kPa,油的流量為20 dL/min,密封油箱的壓力為-50~150 Pa,發(fā)電機的額定氫氣壓力為0.5 MPa。
密封油系統(tǒng)的布置方式,如圖1所示。
該發(fā)電機密封油系統(tǒng)采用了單流環(huán)式密封瓦。密封瓦的回油,分為空側(cè)回油和氫側(cè)回油??諅?cè)回油同發(fā)電機支持軸承回油一起流入回油擴大槽,空側(cè)回油攜帶的氣體,由排煙風(fēng)機抽出,并從汽機房頂排出。同時,擴大槽保持了一定的微負壓,以保證回油暢通?;赜蛿U大槽內(nèi)的回油,經(jīng)過U型管回至汽輪機主油箱。氫側(cè)回油經(jīng)消泡箱回至氫側(cè)油箱。若氫側(cè)油箱的油位較高,將通過浮球閥補至真空油箱。氫側(cè)回油攜帶的混合氣體,經(jīng)密封油真空泵,也將從汽機房頂排出。
圖1 發(fā)電機密封油系統(tǒng)
沖洗主機潤滑油系統(tǒng)后,將對密封油系統(tǒng)的進回油管道進行沖洗。沖洗前,應(yīng)短接密封瓦的進油管和回油管。然后,啟動交流密封油泵進行沖洗,直至密封油的油質(zhì)檢驗合格,然后拆除短接管道。再對密封瓦的軸承座進行沖洗,直至沖洗合格。
啟動前,確認密封油回油擴大槽的油位正常,汽輪機潤滑油油泵的運行正常。檢查密封油供油溫、排煙風(fēng)機狀態(tài)及油箱的負壓。拆除密封油的浮球固定支架,檢查氫側(cè)油箱的磁翻板液位計,開啟氫側(cè)油箱旁路閥。發(fā)電機運行平臺的汽端勵端密封油壓力表已裝妥,且儀表精度符合要求。在DCS畫面上,檢查密封油系統(tǒng)各設(shè)備、測點是否顯示正常。
檢查并確認系統(tǒng)設(shè)備正常,然后對系統(tǒng)的閥門狀態(tài)進行檢查。關(guān)閉主副差壓閥前后的手動門,檢查油泵出口手動門及開啟再循環(huán)手動門,分別啟動交流密封油泵。按安全閥的技術(shù)要求,對泵出口處的安全閥進行整定。整定結(jié)束后,停運油泵。同樣,對直流密封油泵的出口安全閥進行整定。
整定安全閥后,啟動1臺交流密封油泵,調(diào)整再循環(huán)手動門,控制密封油泵的出口壓力為0.4 MPa。正常運行后,緩慢開啟差壓閥前手動門,利用差壓閥后的手動調(diào)節(jié)門,將發(fā)電機進油壓力控制在0.1 MPa以下。待系統(tǒng)充滿油后,排出差壓閥信號管內(nèi)的空氣,并按差壓閥的技術(shù)要求,對差壓閥進行調(diào)整。同樣,按此方法,調(diào)整備用差壓閥。
觀察調(diào)整后差壓閥的跟蹤情況,待運行正常后,往發(fā)電機內(nèi)部充入壓縮空氣,提升發(fā)電機的內(nèi)部氣壓。當發(fā)電機內(nèi)的壓力為0.05~0.1 MPa時,關(guān)閉浮子油箱的旁路手動門。緩慢提升電機內(nèi)氣壓至額定值,對發(fā)電機進行氣壓試驗。
發(fā)電機氣壓試驗合格后,需進行氣體置換。將發(fā)電機內(nèi)氣體壓力調(diào)整為0.03 MPa,機內(nèi)壓力赿低,氣體置換的速度就越快,可節(jié)省二氧化碳及氫氣的消耗量。氣體置換時,應(yīng)緩慢進行升壓及降壓操作,便于差壓閥的跟蹤調(diào)節(jié),使油與氫氣的壓差保持在允許范圍內(nèi)。
近年來,發(fā)電機進油的事故不斷發(fā)生,特別在新建機組中,發(fā)電機進油原因較為復(fù)雜,現(xiàn)結(jié)合多年調(diào)試經(jīng)驗,并進行歸納后發(fā)現(xiàn),發(fā)生進油現(xiàn)象,主要存在多個方面的原因。
(1)密封油的回油不暢。系統(tǒng)安裝后,軸承座的回油孔堵板未拆除、回油管道法蘭處的堵板未拆除,或是安裝回油管道的坡度較大,不能滿足設(shè)計要求。
(2)供油壓力的波動較大,或機內(nèi)氣壓較低。如果密封油的壓力發(fā)生大幅波動,差壓閥就不能及時跟蹤。機內(nèi)壓力過低,也會導(dǎo)致排油不暢。
(3)密封油的油質(zhì)較差。油中存在顆粒雜物,使差壓閥的跟蹤調(diào)節(jié)失靈。
(4)系統(tǒng)中的自動補排油閥失靈,油位控制不佳。
(5)差壓閥的信號管被接反,在調(diào)試過程中,應(yīng)仔細檢查系統(tǒng)設(shè)備是否安裝正確。
(6)密封瓦被損壞或密封瓦間隙過大,導(dǎo)致密封油的進油量增大。
(1)新建機組調(diào)試前,一定要確認浮球閥的補排油狀態(tài)。有時,容易忘記拆除運輸前安裝的浮球閥固定支架。
(2)置換發(fā)電機氣體時,要密切監(jiān)測差壓閥的跟蹤情況。置換時,發(fā)電機氣體壓力一般維持在30~50 kPa。浮子油箱旁路的手動門應(yīng)全開。氣體置換合格后,提升機內(nèi)壓力的速度不能太快,防止差壓閥的跟蹤不及時。當降低機內(nèi)壓力時,及時調(diào)整再循環(huán)手動門,控制油泵出口壓力。根據(jù)機內(nèi)壓力,及時開啟浮子油箱的旁路門。
(3)運行過程中,應(yīng)不斷觀察主機潤滑油箱的油位和密封液位。確保發(fā)電機漏液監(jiān)測開關(guān)處于正常狀態(tài),并關(guān)注消泡箱的運行情況。
(4)機組正常運行時,如果氫側(cè)油箱油位過高,應(yīng)及時退出浮子油箱。同時,開啟旁路排油,及時檢查浮球閥,恢復(fù)浮球閥的正常運行。
(5)運行時,應(yīng)嚴密監(jiān)測油與氫氣的壓差、發(fā)電機進油壓力及浮動油油量的變化,如有異常,應(yīng)及時調(diào)整。
發(fā)電機密封油為有機溶劑,如有泄漏,將腐蝕發(fā)電機線圈絕緣皮,降低定子線圈的絕緣性能。如果絕緣被擊穿,發(fā)電機可能出現(xiàn)相間短路,將嚴重威脅機組的安全運行。針對單流環(huán)密封油系統(tǒng)的調(diào)試及運行,提出了關(guān)鍵點的控制方式及預(yù)防措施,可為類似系統(tǒng)的調(diào)試及運行,提供參考。
參考文獻:
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