東汽300MW機(jī)組氫密封油系統(tǒng)常見故障分析與處理

摘 要： 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)雖經(jīng)多年運(yùn)行已是一個(gè)非常完善的系統(tǒng)，但如果在安裝、調(diào)試及運(yùn)行過程中操作不當(dāng)，仍然會出現(xiàn)一些問題，譬如漏氫量大、發(fā)電機(jī)進(jìn)油、差壓閥及平衡閥工作失常等。本文針對發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行了全面深入的分析與處理。

關(guān)鍵詞：密封油系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)進(jìn)油 發(fā)電機(jī)漏氫 差壓閥 平衡閥

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0297-02

前言

目前國內(nèi)汽輪發(fā)電機(jī)大都采用水氫氫冷卻方式，氫氣的密封采用雙流環(huán)式氫油密封系統(tǒng)。其系統(tǒng)由雙流環(huán)式密封瓦、密封油泵、冷油器、過濾器、油封箱、氫油壓差閥、油壓平衡閥及連接管道、閥門等構(gòu)成。雖然該系統(tǒng)經(jīng)多年運(yùn)行已是一個(gè)非常完善的系統(tǒng)，但如果在安裝、調(diào)試及運(yùn)行過程中操作不當(dāng)，仍然會出現(xiàn)一些問題，諸如漏氫量大、發(fā)電機(jī)進(jìn)油、差壓閥及平衡閥工作失常等一系列問題。

一、原因分析

1.發(fā)電機(jī)進(jìn)油

1.1 由于發(fā)電機(jī)下空間狹小，管道不便于布置，安裝單位往往將氫側(cè)回油管向油箱的坡度不夠。結(jié)果造成回油不暢，使得消泡箱內(nèi)的油位過高而進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。

1.2 發(fā)電機(jī)端蓋靠近密封瓦處結(jié)合面由于加工精度不夠或螺栓緊力不夠，造成密封油沿發(fā)電機(jī)端蓋進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。

1.3 兩側(cè)油流密封瓦，分為空側(cè)密封油系統(tǒng)與氫側(cè)密封油系統(tǒng)；在這兩個(gè)單獨(dú)的的系統(tǒng)中氫側(cè)密封油箱為氫側(cè)密封油提供壓力用油，在密封油系統(tǒng)正常工作中，保證運(yùn)行油位，防止氫氣進(jìn)入氫側(cè)密封油泵，當(dāng)密封油箱油位上漲時(shí)，排油電磁閥自動動作，將油排至潤滑油管路，所排放的油量與密封油箱內(nèi)的氫氣壓力有關(guān)，但是氫氣壓力偏低，直接影響密封油箱的排油量，如果監(jiān)視不及時(shí)，直接導(dǎo)致密封油通過回油管道進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部，造成發(fā)電機(jī)線圈被油腐蝕，影響發(fā)電機(jī)絕緣性能降低。這種現(xiàn)象大多發(fā)生在啟動初期或盤車狀態(tài)，尤其在調(diào)試階段最容易發(fā)生。因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)電機(jī)不充氫氣。

1.4 密封瓦間隙或密封瓦內(nèi)側(cè)油檔間隙超標(biāo)，極易造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

1.5 正常運(yùn)行時(shí)補(bǔ)、排油電磁閥失靈，當(dāng)氫側(cè)回油箱油位過高時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

2.發(fā)電機(jī)漏氫

發(fā)電機(jī)漏氫量大的原因除與發(fā)電機(jī)本體及其相連接的管道關(guān)聯(lián)外，基本上都是通過密封油系統(tǒng)泄漏出去。其原因主要有以下幾點(diǎn)：

2.1密封瓦與軸徑配合間隙超標(biāo)或由于油質(zhì)不良原因?qū)е旅芊馔邽踅鹉p，這就導(dǎo)致空側(cè)與氫側(cè)出現(xiàn)相互混油現(xiàn)象，在檢修或安裝中，必須符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整好密封瓦徑向和軸向間隙。在機(jī)組運(yùn)行中如果油質(zhì)出現(xiàn)劣化（顆粒度超標(biāo)）時(shí)，造成密封瓦與發(fā)動機(jī)軸徑磨損，出現(xiàn)密封瓦間隙偏大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)氫氣泄漏量增加，系統(tǒng)內(nèi)某電廠出現(xiàn)過這種情況，制氫車間很難滿足氫氣的需要，機(jī)組安全運(yùn)行受到嚴(yán)重影響。

2.2 運(yùn)行期間，絕大多數(shù)電廠往往對密封油系統(tǒng)油質(zhì)的工作不夠重視，運(yùn)行人員對定期檢查的工作項(xiàng)目往往不執(zhí)行也是發(fā)電機(jī)漏氫的一個(gè)原因。如制造廠的說明書要求每八小時(shí)應(yīng)對刮片式濾油器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清理并排污，但往往電廠工作人員做不到這一點(diǎn)。

3.氫油壓差閥跟蹤性能差

密封油系統(tǒng)中壓力調(diào)節(jié)壓差閥殼體內(nèi)部裝設(shè)波紋筒，其外部直接與發(fā)動機(jī)內(nèi)氫氣相同，其信號管相連，感受發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫壓， 波紋筒內(nèi)部與發(fā)電機(jī)密封瓦腔室的空側(cè)密封油相同，到波紋筒內(nèi)外壓差不一致時(shí)，連接下部的滑閥上下運(yùn)動，調(diào)節(jié)空側(cè)密封油進(jìn)入密封瓦的油量，但必須保證空側(cè)油壓高于發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫壓0.09Mpa，根據(jù)壓差閥安裝位置，確定油壓大于氫壓的數(shù)值，這一點(diǎn)也尤為重要。在機(jī)組運(yùn)行過程當(dāng)中，由于機(jī)組工況不斷發(fā)生變化，壓差閥由于多種原因出現(xiàn)異常情況，也就是所調(diào)節(jié)失靈，主要因素有以下：

3.1 壓差閥制造廠家出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，安裝質(zhì)量不符合技術(shù)要求，出現(xiàn)彈簧性能偏低，滑閥與套筒配合精度差，出現(xiàn)調(diào)節(jié)遲緩現(xiàn)象，在氫壓波動是調(diào)節(jié)性能差，所以在機(jī)組運(yùn)行中必須監(jiān)視儀表顯示數(shù)值，必要時(shí)人為加以調(diào)節(jié)。

3.2 波紋筒由于檢修或制造等原因，再加上投運(yùn)操作不當(dāng)，直接出現(xiàn)波紋筒開裂，使其失效。

3.3 壓差閥波紋筒在檢修完畢或安裝過程中，內(nèi)部積存有空氣，未進(jìn)行排放，造成油壓波動，影響差壓閥調(diào)節(jié)性能。

3.4 壓差閥由于檢修質(zhì)量工藝差，未清理內(nèi)部腔室，存有一些雜質(zhì)，造成壓差閥卡澀，尤其在檢修中機(jī)組易發(fā)生此類現(xiàn)象。

4.平衡閥工作失常

平衡閥分汽端和勵端二只，其信號分別取之于各自密封瓦處的空、氫側(cè)油壓，通過空、氫側(cè)油壓的變化自動調(diào)節(jié)平衡閥開度的大小，從而使空、氫側(cè)在密封瓦處的油壓差始終保持在±50mmH2O柱之內(nèi)。平衡閥工作失常首先表現(xiàn)在空氫側(cè)微差壓計(jì)上，其值偏差較大的原因有以下幾點(diǎn)：

4.1 油質(zhì)不良，平衡滑閥發(fā)生卡澀。

4.2 傳壓管較細(xì)，平衡閥接受到的信號較弱，降低了平衡閥的工作靈敏度和平衡精度。

4.3 平衡閥桿間隙、活塞間隙過大或墊片老化，密封效果不佳，導(dǎo)致出現(xiàn)泄漏情況，因此氫側(cè)工作油將進(jìn)入到氫側(cè)信號油室，使氫側(cè)信號油壓力升高，造成氫側(cè)油壓高于空側(cè)油壓，使微差壓計(jì)的允許值發(fā)生變化。變化過程是由平衡閥到密封瓦連接的油管中的沿程阻力損失以及平衡閥閥套漏流和氫氣側(cè)信號油管的通流面積等。

4.4 平衡閥的調(diào)節(jié)工作程度是受限的，如果出現(xiàn)調(diào)節(jié)遲緩或有偏差時(shí)，采取打開氫側(cè)密封油泵出口管的再循環(huán)調(diào)整門，進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足氫密封油系統(tǒng)的汽側(cè)、勵側(cè)空側(cè)密封油與氫氣的壓差接近相等，其次再調(diào)整兩端的平衡閥，使空、氫側(cè)在密封瓦處的油壓差始終保持在±50mmH2O柱之內(nèi)。

5.空、氫側(cè)油泵出口濾網(wǎng)堵塞

機(jī)組長期運(yùn)行，由于油質(zhì)劣化，油質(zhì)顆粒度超標(biāo)，導(dǎo)致空側(cè)或氫測出口濾網(wǎng)堵塞，使空氫側(cè)密封油壓發(fā)生變化，直接影響密封油壓差閥的調(diào)節(jié)性能。

二、處理措施

1.發(fā)電機(jī)進(jìn)油

1.1 對氫側(cè)回油管進(jìn)行改造，保證氫側(cè)回油管向氫側(cè)密封油箱傾斜，坡度不小于5/1000，有條件的以30/1000～50/1000為好。

1.2 如時(shí)間允許，可將發(fā)電機(jī)端蓋結(jié)合面重新加工，直至精度滿足要求。如時(shí)間不允許，可在下結(jié)合面處均勻涂抹一層5012硅膠，涼2分鐘左右，合上上蓋，將螺栓緊到位，可有效防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

1.3 在機(jī)組調(diào)試階段，發(fā)電機(jī)內(nèi)最好能充入0.15～0.3 Mpa的氮?dú)饣驂嚎s空氣，保證密封油系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1.4 嚴(yán)格執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)，一般將發(fā)電機(jī)密封瓦徑向間隙調(diào)整至0.15～025mm，引進(jìn)型機(jī)組為0.23～0.28mm，軸向間隙調(diào)整至0.13～0.20mm，引進(jìn)型機(jī)組為0.19～0.23mm即可。內(nèi)側(cè)油檔一般采用聚四氟乙烯，在安裝時(shí)要注意檢查油檔有無缺損的地方，然后將油檔間隙按規(guī)程上要求安裝即可有效避免發(fā)電機(jī)進(jìn)油

1.5 運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氫側(cè)回油箱油位開啟時(shí)，強(qiáng)制進(jìn)行排油。

2.發(fā)電機(jī)漏氫

2.1 除對密封瓦間隙進(jìn)行調(diào)整外，可在空側(cè)密封油的來油母管上安裝真空濾油裝置，可對密封油進(jìn)行在線濾油，提高密封油的精度。避免造成密封瓦磨損，而造成發(fā)電機(jī)漏氫。

2.2 運(yùn)行人員加強(qiáng)巡檢，每8小時(shí)對刮片式濾油器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清理并排污。

3.氫油壓差閥跟蹤性能差

針對氫油壓差閥跟蹤性能差的原因分析，具體處理措施有如下幾種：

3.1 選用正規(guī)廠家產(chǎn)的氫油壓差閥，備好氫油壓差閥，以便波紋套筒破裂時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換。

3.2 放凈波紋筒內(nèi)的空氣。

3.3 安裝前對傳壓管仔細(xì)清理以保證油質(zhì)的清潔。

4.差壓閥投入方法不當(dāng)

如運(yùn)行人員操作不當(dāng)，則有可能造成壓差閥內(nèi)部膜片單面過壓（即油壓高于0.15MPA以上），從而引起保護(hù)螺帽脫落或主閥芯墊片破損，致使壓差閥傷失調(diào)壓能力。為此，提請運(yùn)行人員注意如下事項(xiàng)：

4.1 油循環(huán)階段不投用壓差閥

4.2 只要壓差閥不投入或退出運(yùn)行，就必須關(guān)閉壓差閥前后及引壓管路的截止閥（如下圖示的J1-J4號閥門）

4.3 投運(yùn)：先使用旁路門手動調(diào)節(jié)密封油系統(tǒng)的油-氫壓差（△P），將△P值調(diào)至0.056MPA左右。（在顯示表觀察△P值）

然后開J1，緊接著開J2直至全開，然后全開閥門J3；逐步關(guān)閉旁路門，同時(shí)逐步打開閥門J4，直至旁路門全關(guān)、J4全開，則壓差閥投入運(yùn)行。

4.4 退出：先關(guān)小J4，直至△P值有下降顯示，再慢慢開啟旁路門，直至△P值有回升顯示，如此反復(fù)操作，直至J4全關(guān)（旁路門開度適當(dāng)）；然后關(guān)閉J1 J2 J3，則壓差閥退出運(yùn)行。

5.平衡閥工作失常

針對以上平衡閥工作失常的原因分析，可采取如下的處理措施進(jìn)行防范：

5.1 用濾油機(jī)對氫側(cè)密封油箱的油進(jìn)行在線濾油，保證油質(zhì)的清潔度。

5.2 將傳壓管加大到Φ18×1.5mm左右，以提高其平衡精度及調(diào)節(jié)能力。

5.3對平衡閥閥桿間隙過大，可采用更換閥桿或平衡閥的措施來解決。

6.空、氫側(cè)油泵出口濾網(wǎng)堵塞

針對空、氫側(cè)密封油泵出口濾網(wǎng)堵塞情況，在正常運(yùn)行中，嚴(yán)密監(jiān)視油泵出入口油壓變化情況，發(fā)現(xiàn)壓差超標(biāo)，及時(shí)旋轉(zhuǎn)刮片濾油器手輪并排污（對于實(shí)施改造的濾網(wǎng)來講，更換濾芯）保證壓差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

四、結(jié)束語

密封油系統(tǒng)是向發(fā)電機(jī)軸封裝置連續(xù)不斷地提供密封油，其密封油壓力高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力，從而防止了氫氣從發(fā)電機(jī)中漏出。由此可見，密封油系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行與否，直接關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行。應(yīng)引起電廠及相關(guān)單位的高度重視。只有把好選材、制造、安裝和運(yùn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)，才能使其始終保持在安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。才能把密封油系統(tǒng)發(fā)生的故障率減少到最低。

參考文獻(xiàn)

[1]《300MW火力發(fā)電機(jī)組叢書》第三分冊《汽輪發(fā)電機(jī)及電氣設(shè)備》中國電力出版社

[2]《東汽密封油調(diào)節(jié)、安裝使用說明》東方汽輪機(jī)廠

作者簡介：張永斌，男，（1969-），調(diào)速系統(tǒng)高級技師、工程師，張家口發(fā)電廠設(shè)備部汽機(jī)高級點(diǎn)檢員。