發(fā)電機(jī)密封油油箱油位下降原因分析及處理

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(四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司,四川 廣安 638000)

0 引言

四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱廣安電廠)二期 2×300MW機(jī)組采用東方電機(jī)廠生產(chǎn)的QFSN-300-2-20型發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷卻方式,即定子繞組水內(nèi)冷,轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷,定子鐵心氫冷。發(fā)電機(jī)配備了單流環(huán)式密封油系統(tǒng)。密封油系統(tǒng)由2臺(tái)交流密封油泵、1臺(tái)直流油泵、1臺(tái)再循環(huán)油泵、空氣抽出槽、回油擴(kuò)大槽、浮子油箱、真空油箱、油氫壓差閥、單流環(huán)式密封瓦、四氟乙烯密封絕緣墊及密封油凈化裝置等構(gòu)成。這樣,密封油系統(tǒng)可以防止外界空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)并阻止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣外漏,以保證發(fā)電機(jī)氣體置換過(guò)程安全并維持發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行所需純度和壓力的氫氣。

1 #33機(jī)組發(fā)電機(jī)單流環(huán)式密封油系統(tǒng)

1.1 密封油正常運(yùn)行回路

主機(jī)軸承潤(rùn)滑油供油管→真空油箱→交流密封油泵→濾油器→壓差閥→發(fā)電機(jī)密封瓦→氫側(cè)排油(空側(cè)排油不經(jīng)擴(kuò)大槽和浮子油箱直接回空氣抽出槽)→擴(kuò)大槽→浮子油箱→空氣抽出槽→軸承潤(rùn)滑油排油→汽機(jī)主油箱。

1.2 密封油事故運(yùn)行回路

主機(jī)軸承潤(rùn)滑油供油管→直流事故密封油泵→濾油器→壓差閥→發(fā)電機(jī)密封瓦→氫側(cè)排油→(空側(cè)排油不經(jīng)擴(kuò)大槽和浮子油箱直接回空氣抽出槽)→擴(kuò)大槽→浮子油箱→空氣抽出槽→軸承潤(rùn)滑油排油→汽機(jī)主油箱。

1.3 軸承潤(rùn)滑油直接供發(fā)電機(jī)密封油

在交流密封油泵及直流油泵都失去作用的情況下,軸承潤(rùn)滑油直接作為密封油源密封發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣,此時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力必須降到 0.05MPa,發(fā)電機(jī)應(yīng)減負(fù)荷運(yùn)行,擴(kuò)大槽上部的排氫管應(yīng)連續(xù)排放并向發(fā)電機(jī)內(nèi)補(bǔ)氫。

2 #33機(jī)組密封油油壓下降的異?，F(xiàn)象

2008-12-27 T 00:30,#33機(jī)組以230MW負(fù)荷運(yùn)行,發(fā)電機(jī)密封油油泵出口母管油壓開(kāi)始下降(正常油壓 0.68MPa),調(diào)整密封油油泵出口再循環(huán)手動(dòng)門,使密封油壓回升至 0.64MPa,但幾分鐘后密封油壓又繼續(xù)下降,且油壓低使直流密封油泵聯(lián)動(dòng),發(fā)電機(jī)汽端密封油氫側(cè)回油溫度異常下降,最低至 27℃(正常溫度 46℃),發(fā)電機(jī)氫氣壓力下降較快。全關(guān)再循環(huán)手動(dòng)門,調(diào)整密封油壓至 0.68 MPa,停運(yùn)直流密封油泵后,密封油箱油位持續(xù)下降,密封油壓繼續(xù)下降,無(wú)法維持密封油壓,不得不啟運(yùn)直流密封油泵。啟運(yùn)直流密封油泵后,密封油箱油位回升至 22mm穩(wěn)定,密封油壓調(diào)整至 0.68 MPa穩(wěn)定,于是保持直流事故密封油泵與交流密封油泵同時(shí)運(yùn)行。

3 壓差試驗(yàn)

做降低#33機(jī)組發(fā)電機(jī)密封油油/氫壓差0.075MPa(油 /氫壓差正常 0.1MPa)試驗(yàn),觀察真空油箱油位變化情況。

降低發(fā)電機(jī)密封油油/氫壓差 0.075MPa(油/氫壓差正常 0.1MPa),停運(yùn)直流事故密封油泵,密封油箱油位能維持在 22mm,但發(fā)電機(jī)氫氣壓力下降速度加劇(氫氣壓力下降速度 1kPa/min),不得不啟運(yùn)直流事故密封油泵,維持交流密封油泵和直流密封油泵同時(shí)運(yùn)行,泵出口壓力調(diào)整為 0.67MPa,恢復(fù)密封油油/氫壓差至 0.1MPa,密封油箱油位穩(wěn)定在 22mm,發(fā)電機(jī)氫氣壓力下降速度得以控制(氫氣壓力下降速度 2kPa/h),發(fā)電機(jī)汽端密封油氫側(cè)回油溫度也開(kāi)始回升至 41℃(勵(lì)端一直是 46℃),檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)密封油空氣抽出槽排煙風(fēng)機(jī)處漏氫量大。

對(duì)發(fā)電機(jī)密封油油壓下降的異常現(xiàn)象進(jìn)行初步分析,認(rèn)為密封油箱油位下降是導(dǎo)致交流密封油泵出力下降和密封油油壓下降的主要原因。直流事故油泵啟運(yùn)后,直接從汽輪機(jī)軸承潤(rùn)滑油母管取油,密封油真空油箱油位才能維持。

4 #33機(jī)組密封油油箱油位下降分析

(1)密封油真空油箱內(nèi)浮球閥故障,突然關(guān)閉或卡澀會(huì)導(dǎo)致真空油箱進(jìn)油不足,使真空油箱油位下降。直流油泵啟運(yùn)后,真空油箱油位能恢復(fù)正常,且油位能維持在 22mm,說(shuō)明真空油箱內(nèi)浮球閥沒(méi)有故障。

(2)真空油箱內(nèi)的浮球閥出口噴嘴被異物堵塞,會(huì)導(dǎo)致真空油箱補(bǔ)油不足,引起油箱油位下降。為了凈化密封油,進(jìn)入真空油箱的油都要通過(guò)噴嘴霧化,使油中的水蒸氣分離,利用真空泵組抽出。汽機(jī)軸承潤(rùn)滑油通過(guò)真空油箱內(nèi)的浮球閥,再經(jīng)過(guò)噴嘴霧化后,進(jìn)入油箱。若該噴嘴堵塞,也會(huì)導(dǎo)致真空油箱補(bǔ)油不足,引起油箱油位下降。

(3)密封瓦損壞,密封間隙非正常增大,導(dǎo)致密封油在正常的油/氫壓差下,密封瓦的進(jìn)油和排油流量增大,而真空油箱補(bǔ)油流量受軸承潤(rùn)滑油壓力和管道閥門的限制不能無(wú)限增大,引起真空油箱油位下降。

5 真空油箱油位下降的原因

發(fā)電機(jī)密封油油/氫壓差從 0.1 MPa降低至0.075MPa,降低密封瓦的進(jìn)油和排油流量,停運(yùn)直流事故密封油泵,單獨(dú)運(yùn)行交流密封油泵,真空油箱油位能維持在 22MPa,密封油壓也能維持正常 0.67 MPa。但因油/氫壓差降低而不能封住發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣,使發(fā)電機(jī)氫氣壓力快速下降。說(shuō)明真空油箱內(nèi)浮球閥沒(méi)有故障,浮球閥出口噴嘴也沒(méi)有被異物堵住,即真空油箱補(bǔ)油是正常的。

相反,從這些參數(shù)變化和現(xiàn)象可以判斷:密封瓦間隙非正常增大,密封瓦進(jìn)油和排油流量增大是引起真空油箱油位下降的真正原因。密封瓦間隙非正常增大可能是密封瓦或四氟乙烯密封絕緣墊損壞。

發(fā)電機(jī)汽端密封油氫側(cè)回油溫度異常下降至27℃(正常溫度 46℃),而勵(lì)端密封油氫側(cè)回油溫度始終正常,說(shuō)明汽側(cè)密封瓦或四氟乙烯密封絕緣墊損壞。

廣安電廠發(fā)電部、維修部和生產(chǎn)部有關(guān)技術(shù)人員經(jīng)綜合分析得出一致結(jié)論:#33機(jī)組發(fā)電機(jī)密封油真空油箱油位下降的真正原因是汽側(cè)密封瓦或其四氟乙烯密封絕緣墊損壞。

6 臨時(shí)處理措施

為了保證機(jī)組正常運(yùn)行,不能停機(jī)檢查修復(fù)損壞的發(fā)電機(jī)汽側(cè)密封瓦或四氟乙烯密封絕緣墊,同時(shí)又必須停運(yùn)直流事故密封油泵備用,保持交流密封油泵單獨(dú)運(yùn)行。經(jīng)廣安電廠發(fā)電部、維修部和生產(chǎn)部研究,確定了#33機(jī)組密封油真空油箱油位下降的臨時(shí)處理措施:由汽機(jī)維護(hù)人員從#33機(jī)組發(fā)電機(jī)密封油空氣抽出槽放油門后接 1個(gè) ?15mm的臨時(shí)管道至密封油真空油箱底部放油手動(dòng)門后,根據(jù)密封油箱油位部分開(kāi)啟這 2個(gè)手動(dòng)門(臨時(shí)補(bǔ)油門),對(duì)真空油箱補(bǔ)油。

通過(guò)該方案的實(shí)施,部分開(kāi)啟發(fā)電機(jī)密封油空氣抽出槽至密封油真空油箱的臨時(shí)補(bǔ)油門,調(diào)整密封油壓至 0.68MPa,停運(yùn)直流密封油泵,密封油箱油位穩(wěn)定在 16mm,密封油壓正常。#33機(jī)組密封油系統(tǒng)就這樣一直穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)半月,直到調(diào)令停機(jī)。

7 調(diào)令停機(jī)后檢查處理情況

下面分析#33機(jī)組密封油系統(tǒng)真空油箱油位下降的檢查處理情況。

2009年2月23日,利用調(diào)令停機(jī)機(jī)會(huì),汽輪機(jī)維護(hù)人員辦票檢查#33機(jī)組發(fā)電機(jī)密封瓦。檢查證實(shí)#33機(jī)組發(fā)電機(jī)汽端密封瓦四氟乙烯密封絕緣墊圈部分損壞,予以更換,拆除密封油空氣抽出槽放油門至密封油箱底部放油手動(dòng)門間的臨時(shí)管道,恢復(fù)正常運(yùn)行方式,啟密封油系統(tǒng),對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了氣密性試驗(yàn),合格后,置換為氫氣狀態(tài)。經(jīng)過(guò)機(jī)組運(yùn)行檢驗(yàn),密封油系統(tǒng)正常。

8 結(jié)束語(yǔ)

廣安電廠#33機(jī)組于 2004年投產(chǎn),密封瓦四氟乙烯密封絕緣墊圈老化損壞,屬老化問(wèn)題。以后,機(jī)組大小修都應(yīng)加強(qiáng)這些易老化損壞的零部件等設(shè)備檢查處理,確保運(yùn)行安全。

廣安電廠三期 600MW發(fā)電機(jī)也是單流環(huán)式密封油系統(tǒng),油系統(tǒng)設(shè)備布置完全相同,但密封瓦沒(méi)有四氟乙烯密封絕緣墊圈。因此,建議取消廣安電廠二期 2×300MW機(jī)組發(fā)電機(jī)密封瓦四氟乙烯密封絕緣墊,同時(shí)應(yīng)調(diào)小密封瓦間隙,才能達(dá)到密封氫氣的效果。

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