單流環(huán)式密封油系統(tǒng)運行異常分析與處理

引言

密封油系統(tǒng)為發(fā)電機密封瓦提供連續(xù)不斷的油流,以防氫冷發(fā)電機中的氫氣泄漏:同時潤滑和冷卻密封瓦,防止密封瓦和大軸直接接觸發(fā)生摩擦。按照形成的油環(huán)數(shù)目不同可分為單流環(huán)式和雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)。某大型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組發(fā)電機密封油系統(tǒng)采用單流環(huán)式真空凈油型系統(tǒng)。

1單流環(huán)式密封油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點

單流環(huán)式真空凈油型系統(tǒng)與雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)相比,主要有以下特點:

1.1密封瓦供油油路結(jié)構(gòu)簡單

單流環(huán)式密封油系統(tǒng)滑環(huán)端和汽機端分別有一個密封瓦。設(shè)置一路供油,回油分為氫側(cè)回油和空側(cè)回油。氫側(cè)回油回到排氫調(diào)節(jié)油箱進行油氫分離。排氫調(diào)節(jié)油箱設(shè)置浮球閥,油位高打開向外供油,油位低關(guān)閉,以防氫氣泄漏。空側(cè)回油與軸承潤滑油回到循環(huán)密封油箱。排氫調(diào)節(jié)油箱和循環(huán)密封油箱共同為真空油箱和事故密封油泵供油。

雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)滑環(huán)端和汽機端各有兩個密封瓦。兩路密封油分別為氫側(cè)密封瓦和空側(cè)密封瓦供油,分別由氫側(cè)密封油泵和空側(cè)密封油泵供油?？諅?cè)密封油油壓由油氫壓差閥調(diào)節(jié),氫側(cè)密封油壓力由平衡閥調(diào)節(jié)。兩路密封油獨立循環(huán),又互有聯(lián)系。

1.2設(shè)置油凈化裝置

單流環(huán)式密封油系統(tǒng)的氫測回油和空側(cè)回油共同為真空油箱供油,使得溶解了空氣和水分的密封油有機會污染發(fā)電機內(nèi)氫氣。故設(shè)置了油凈化裝置,包括以下設(shè)備:真空油箱、真空泵、再循環(huán)油路、進油噴嘴和再循環(huán)噴嘴。運行時真空泵維持真空油箱負壓,油中溶解的氣體等會在負壓作用下不斷逸出,并被真空泵抽走,從而保證密封油油質(zhì)良好。缺點是溶解在油中的少量氫氣也被分離出去,這樣密封油與氫氣接觸時油中氫氣濃度始終處于不飽和狀態(tài),油會不斷溶解氫氣,氫氣又不斷在真空油箱被析出,這是發(fā)電機氫氣外漏的一個因素。運行時要關(guān)注發(fā)電機氫壓,必要時及時補氫。

雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)氫側(cè)密封油和空側(cè)密封油各自獨立循環(huán),從而避免了溶解空氣的密封油與發(fā)電機內(nèi)氫氣接觸。氫側(cè)密封油供油管路設(shè)置平衡閥,通過平衡閥調(diào)節(jié)氫側(cè)和空側(cè)密封瓦處油壓相等,從而保證氫側(cè)密封瓦處和空側(cè)密封瓦處運行時不發(fā)生串油。只要調(diào)節(jié)得好,不發(fā)生串油,氫側(cè)和空側(cè)密封油獨立循環(huán)良好,就可保證發(fā)電機內(nèi)氫氣不受污染。

2運行異常分析與處理

如圖1所示,某燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組采用單流環(huán)式密封油系統(tǒng)。

投運以來發(fā)生了以下幾例運行異常情況:

2.1真空油箱油位持續(xù)下降

事件經(jīng)過:在機組停運、工業(yè)水系統(tǒng)停運以及密封油真空泵停運的情況下,#3發(fā)電機密封油真空油箱油位持續(xù)下降。運行人員檢查系統(tǒng)無漏點,檢查密封油氫側(cè)回油液位探測器和發(fā)電機底部漏液探測器均無積油排出,檢查確認真空油箱補油油路閥門狀態(tài)正確,打開真空油箱補油旁路門,但密封油真空油箱油位仍持續(xù)下降。后打開真空油箱真空破壞門,發(fā)現(xiàn)排氣口有大量氣體排出,同時真空油箱油位開始緩慢上升。關(guān)閉真空油箱補油旁路門,觀察真空油箱油位能穩(wěn)定在正常值。

事件分析:真空泵停運后,真空油箱油中溶解的各種氣體不斷逸出,同時工業(yè)水系統(tǒng)停運使得油溫上升加劇了這一過程,最終導(dǎo)致真空油箱由負壓變?yōu)檎龎骸．?dāng)正壓足夠大時,即使真空油箱浮球閥在油位低時打開,排氫調(diào)節(jié)油箱和循環(huán)密封油箱也無法為真空油箱補油,造成真空油箱油位低。因此,由于真空泵故障或工業(yè)水系統(tǒng)停運等原因需要停運真空泵時,應(yīng)及時打開真空破壞門,并監(jiān)視好氫氣純度,必要時排補氫氣。

在機組并網(wǎng)運行工況下,操作員站發(fā)密封油真空油箱油位低報警,運行人員立即去現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)真空油箱實際油位偏低,退出AGC,設(shè)定負荷至低負荷240Mw,并就地打開真空油箱補油旁路門,油位由最低點263mm逐漸上升,初步判斷真空油箱浮球閥故障。待真空油箱油位補至正常油位(518mm左右)且穩(wěn)定后,關(guān)小真空油箱補油旁路門,投入機組AGC。運行人員留守現(xiàn)場監(jiān)視油位并通過調(diào)節(jié)真空油箱補油旁路門開度手動調(diào)節(jié)真空油箱油位在正常值附近。待機組停運,隔離真空油箱,更換了真空油箱浮球閥后系統(tǒng)運行正常。

2.2真空油箱油位高

事件經(jīng)過:某日#1機組密封油真空油箱油位不斷升高,并且上升速度較快,運行人員懷疑是真空油箱浮球閥故障,關(guān)閉真空油箱補油二次手動門,真空油箱油位逐漸停止上升并開始下降,下降到正常油位調(diào)整#1機真空油箱補油二次手動門開度,維持真空油箱油位在正常值附近。

事件分析:真空油箱浮球隨油位高低升降,從而調(diào)節(jié)浮球閥開度來控制補油速度。浮球閥不正常工作,暫時不能隔離真空油箱進行處理時,油位上升時可將真空油箱進油管路手動閥開度關(guān)小來人工控制補油速度,油位下降可適當(dāng)開啟真空油箱補油旁路閥來人工控制補油速度。

2.3發(fā)電機進油

事件經(jīng)過:機組停運后,因檢修工作需要,運行人員隔離密封油排氫調(diào)節(jié)油箱。先將發(fā)電機內(nèi)氫氣壓力降至微正壓(0.05MPa)。因氫壓降低,排氫調(diào)節(jié)油箱油位升至不可見。密封油切換至第三油路供油后檢查無異常,進行密封油排氫調(diào)節(jié)油箱隔離,并微開密封油排氫調(diào)節(jié)油箱旁路窺窗出口門導(dǎo)通氫側(cè)排油。運行2h后,發(fā)電機漏液探測器發(fā)液位高報警。檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機漏液探測器及氫側(cè)回油不暢液位探測器均有油,確認發(fā)電機進油后立即進行發(fā)電機排油,并將密封油排氫調(diào)節(jié)油箱旁路窺窗出口門全開,同時緩慢升高發(fā)電機內(nèi)氫壓至0.08MPa。密封油排氫調(diào)節(jié)油箱油位可見。

事件分析:密封油排氫調(diào)節(jié)油箱浮球閥的功能是當(dāng)油箱油位高時,開閥,此時密封油氫側(cè)回油管、排氫調(diào)節(jié)油箱與密封油循環(huán)油箱之間組成一個U型管,如果排氫調(diào)節(jié)油箱內(nèi)氫氣壓力高于0.07MPa(相當(dāng)于循環(huán)密封油箱與排氫調(diào)節(jié)油箱油柱壓強差),排氫調(diào)節(jié)油箱內(nèi)的油會被壓到密封油U型管的另一端一循環(huán)密封油箱,維持油位在可視范圍內(nèi):如果發(fā)電機內(nèi)氫氣壓力低于0.07MPa,氫壓不能維持排氫調(diào)節(jié)油箱浮球閥油位在可視范圍內(nèi),隨著氫壓的降低,排氫調(diào)節(jié)油箱的油位會逐漸升高,直至滿油,以達到U型管兩端壓力平衡,而排氫調(diào)節(jié)油箱浮球閥也一直保持開啟狀態(tài),發(fā)電機內(nèi)氫壓降至零,氫側(cè)排油管的油位最高和循環(huán)密封油箱的油位一致,由于循環(huán)密封油箱位置低于發(fā)電機,發(fā)電機也不會進油。

密封油排氫調(diào)節(jié)油箱旁路在排氫調(diào)節(jié)油箱異?；驒z修時可代替排氫調(diào)節(jié)油箱的功能,和氫側(cè)排油管及循環(huán)密封油箱形成U型管,如果氫氣壓力高于0.07MPa,可通過控制密封油排氫調(diào)節(jié)油箱旁路窺窗出口門開度來控制窺窗內(nèi)的油位在正常值,以防發(fā)生氫氣泄漏或發(fā)電機進油。此次密封油排氫調(diào)節(jié)油箱隔離,發(fā)電機氫壓降低后,排氫調(diào)節(jié)油箱旁路窺窗油位升高至不可見,使得運行人員無法監(jiān)視排氫調(diào)節(jié)油箱旁路窺窗油位。而排氫調(diào)節(jié)油箱旁路窺窗出口門開度過小,導(dǎo)致了密封油氫側(cè)回油不暢。氫側(cè)回油管油位逐漸升高,直至發(fā)電機進油。

3結(jié)語

單流環(huán)式真空凈油型密封油系統(tǒng)在運行過程中,其排氫調(diào)節(jié)油箱油位在發(fā)電機氫壓和浮球閥的綜合作用下維持穩(wěn)定,其真空油箱油位在浮球閥和油箱真空度的綜合作用下維持穩(wěn)定。油箱油位穩(wěn)定是整個密封油系統(tǒng)可靠運行的重要保障,操作人員應(yīng)基于單流環(huán)式密封油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點,在異常情況下及時判斷故障原因,以提高事故處理能力,確保整個系統(tǒng)安全可靠運行。