井岡山電廠660MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)工作原理及運(yùn)行中注意事項(xiàng)

謝建軍

(華能井岡山電廠,江西吉安 343009)

井岡山電廠660MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)工作原理及運(yùn)行中注意事項(xiàng)

謝建軍

(華能井岡山電廠,江西吉安 343009)

本文介紹了QFSN-660-2-22 型汽輪發(fā)電機(jī)單流環(huán)密封油系統(tǒng)的工作原理,分析了該系統(tǒng)主要設(shè)備的組成和功能以及常見的事故原因和處理。雖然該系統(tǒng)是一個(gè)比較完善的系統(tǒng),但在實(shí)際運(yùn)行中仍然出現(xiàn)了一些問題,例如發(fā)電機(jī)漏氫量大,差壓閥動(dòng)作失靈,發(fā)電機(jī)進(jìn)油,密封油泵跳閘等,對(duì)這些問題進(jìn)行了分析并提出了處理意見,通過事故案例分析重點(diǎn)提出了運(yùn)行中的注意事項(xiàng)。

發(fā)電機(jī) 密封油系統(tǒng) 故障 運(yùn)行分析 注意事項(xiàng)

1 引言

華能井岡山電廠II期2×660MW機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造660MW超超臨界壓力、一次中間再熱、三缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)，與DG2060/26.15-II2型超超臨界壓力變壓運(yùn)行直流鍋爐及QFSN-660-2-22型水氫氫冷卻發(fā)電機(jī)配套，其發(fā)電機(jī)配有氫油水控制系統(tǒng)，以提供和控制發(fā)電機(jī)冷卻用氫氣，密封用油和定子線圈冷卻用水。該機(jī)組密封油系統(tǒng)采用單流環(huán)式密封。

2 密封油系統(tǒng)簡介

(1)密封油系統(tǒng)作用：密封油系統(tǒng)的功能是采用油密封機(jī)內(nèi)的氫氣，以防止氫氣向外泄漏，同時(shí)也防止機(jī)外的空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，同時(shí)密封油還有對(duì)于密封瓦的潤滑和冷卻作用 。

(2)密封油系統(tǒng)的組成：本系統(tǒng)為集裝式，主要由下列部件構(gòu)成：交流密封油泵、直流密封油泵、濾油器、差壓閥、再循環(huán)泵、密封油真空泵、密封油排油煙風(fēng)機(jī)、回油擴(kuò)大槽、浮子油箱、空氣抽出槽，真空油箱，以及相關(guān)連接管道儀表和閥門等設(shè)備組成。

(3)華能井岡山電廠660MW機(jī)組單流環(huán)密封油系統(tǒng)圖如圖1。

圖1

3 密封油系統(tǒng)主要設(shè)備及其功能

(1)擴(kuò)大槽：發(fā)電機(jī)氫氣側(cè)(以密封瓦為界)汽端(簡稱T)、勵(lì)端(簡稱G)各有一根排油管與擴(kuò)大槽相連，來自密封環(huán)的排油在此槽內(nèi)擴(kuò)容，以使含有氫氣的回油能分離出氫氣(H2)。擴(kuò)大槽里面有一個(gè)橫向隔板，把油槽分成兩個(gè)隔間，之間可通過外側(cè)的U形管連接，目的是防止因發(fā)電機(jī)兩端之間的風(fēng)機(jī)壓差而導(dǎo)致氣體在密封油排泄管中進(jìn)行循環(huán)。擴(kuò)大槽內(nèi)部有一管路和油水探測(cè)報(bào)警器(LSH--202)相連接，當(dāng)擴(kuò)大槽內(nèi)油位升高超過預(yù)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

(2)浮子油箱：氫側(cè)回油經(jīng)擴(kuò)大槽后進(jìn)入浮子油箱，該油箱的作用是使油中的氫氣進(jìn)一步分離。浮子油箱內(nèi)部裝有自動(dòng)控制油位的浮球閥，以使該油箱中的油位保持在一定的范圍之內(nèi)。浮子油箱外部裝有手動(dòng)旁路閥及液位視察窗，以便必要時(shí)人工操作控制油位。

(3)空氣抽出槽：發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油和軸承潤滑油混合后排至空氣抽出槽內(nèi)，油中的氣體分離后經(jīng)過管路(GBV)排往廠外大氣，潤滑油經(jīng)過管路流回汽機(jī)主油箱。

(4)密封油控制裝置。密封油控制裝置中的主要設(shè)備有兩臺(tái)主交流油泵、一臺(tái)事故油泵、真空裝置、一只壓差閥、二只濾油器、儀表箱和就地儀表及管路閥門等。

1)真空裝置：真空裝置主要是指真空油箱、真空泵和再循環(huán)泵。它們是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中的油凈化設(shè)備。

2)油泵：真空泵不間斷地工作，保持真空油箱中的真空度。同時(shí)，將空氣和水份(水蒸汽)抽出并排放掉。為了加速空氣和水份從油中釋放，真空油箱內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)噴頭，補(bǔ)充進(jìn)入真空油箱的油通過補(bǔ)油管端的噴頭，再循環(huán)油通過再循環(huán)管端的噴頭而被擴(kuò)散，加速氣、水從油中分離。再循環(huán)泵工作，通過管路使真空油箱中的油形成一個(gè)局部循環(huán)回路，從而使油得到更好的凈化。 兩臺(tái)主油泵，一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。它們均由交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，故又稱交流油泵。一臺(tái)事故油泵，當(dāng)主油泵故障時(shí)，該泵投入運(yùn)行。它由直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，故又稱直流油泵。它們均是三螺桿油泵。

3)差壓調(diào)節(jié)閥：該調(diào)節(jié)閥用于自動(dòng)調(diào)整密封瓦進(jìn)油壓力，使該壓力自動(dòng)跟蹤發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力且使油—?dú)鈮翰罘€(wěn)定在所需的范圍之內(nèi)。

4)濾油器：二臺(tái)濾油器設(shè)置在壓差調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口管路上，用以濾除密封油中的固態(tài)雜質(zhì)。該型式的濾油器為濾芯式濾油器。

5)儀表箱：密封油控制裝置中每臺(tái)油泵出口裝有一塊就地壓力表，用于指示每臺(tái)油泵的出口壓力。

4 密封油系統(tǒng)事故處理以及運(yùn)行注意事項(xiàng)

4.1 真空油箱真空低

原因：管路和閥門密封不嚴(yán)；真空泵抽氣能力下降。

處理：管路和閥門密封不嚴(yán)時(shí)，應(yīng)盡快找出漏點(diǎn)，設(shè)法消除；若真空泵抽氣能力下降時(shí)，應(yīng)聯(lián)系檢修處理，若需停運(yùn)真空泵時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)直流密封油泵運(yùn)行，停運(yùn)交流密封油泵。

4.2 真空油箱油位高

原因：真空油箱中的浮球閥動(dòng)作失靈。

處理：真空油箱中的浮球閥故障需要檢修，應(yīng)改用事故密封油泵供油，真空油箱退出運(yùn)行；若一時(shí)不能將真空油箱退出運(yùn)行，則作為應(yīng)急處理辦法，可以將浮球閥進(jìn)油管路的閥門開度關(guān)小，人為控制補(bǔ)油速度，但操作人員不能離開。

4.3 真空油箱油位低

原因：真空油箱油位控制浮球閥動(dòng)作失靈；浮球閥出口端(真空油箱體內(nèi))的噴嘴被臟物堵??；密封瓦間隙非正常增加；潤滑油系統(tǒng)至真空油箱補(bǔ)油管路堵塞。

處理：退出真空油箱運(yùn)行，停運(yùn)真空泵、再循環(huán)泵、主密封油泵(改用事故密封油泵供油)破壞真空后，排掉積油然后打開真空油箱的人孔蓋進(jìn)行檢修；若因密封瓦間隙非正常增加引起真空油箱油位低的狀況，此時(shí)可對(duì)密封瓦的總油量進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果與原始紀(jì)錄相對(duì)照即可判斷密封瓦間隙是否非正常增大。如果得到確認(rèn)，則須換用新密封瓦才能解決問題。

4.4 油-氣壓差低

原因：差壓調(diào)節(jié)閥跟蹤性能不好，可能引起油-氫壓差低；油過濾器堵塞引起油—?dú)鋲翰畹?；差壓閥信號(hào)門不正確。

處理：若差壓閥跟蹤性能不好，應(yīng)重新調(diào)試壓差調(diào)節(jié)閥，并結(jié)合以下兩項(xiàng)處理結(jié)果判斷壓差調(diào)節(jié)閥是否要處理或換新；若過濾器堵塞引起壓差低，則應(yīng)對(duì)油過濾器進(jìn)行清理；若差壓閥信號(hào)門開度不正確，則開啟差壓閥油-氫側(cè)的信號(hào)門；重新校驗(yàn)壓差表計(jì)；差壓調(diào)節(jié)閥故障需要檢修時(shí)，應(yīng)將差壓閥旁路投入運(yùn)行后關(guān)閉差壓閥前后兩個(gè)截止閥以及信號(hào)管上的截止閥，調(diào)節(jié)旁路門的開度以符合油—?dú)鈮翰顦?biāo)準(zhǔn)。

4.5 密封油泵跳閘

原因：密封油泵電氣保護(hù)動(dòng)作；保安電源失電；真空油箱油位低于-75mm。

處理：密封油泵跳閘時(shí)，應(yīng)檢查其跳閘原因；當(dāng)運(yùn)行密封油泵跳閘時(shí)，檢查備用密封油泵啟動(dòng)正常，密封油壓正常；若保安段失電造成兩臺(tái)密封油泵均跳閘時(shí)，應(yīng)檢查事故密封油泵自啟動(dòng)正常，聯(lián)系電氣人員盡快恢復(fù)保安段供電；當(dāng)真空油箱油位低至-75mm引起密封油泵跳閘時(shí)，檢查直流事故油泵聯(lián)啟正常，密封油壓力正常，盡快對(duì)真空油箱進(jìn)行補(bǔ)油至正常油位后，啟動(dòng)一臺(tái)密封油泵運(yùn)行，停止直流事故油泵；直流事故密封油泵投入運(yùn)行，且估計(jì)12h(小時(shí))之內(nèi)主油泵不能恢復(fù)至正常工作狀態(tài)，則真空油箱補(bǔ)油管路上的閥門以及真空泵進(jìn)口閥門應(yīng)關(guān)閉，停運(yùn)再循環(huán)泵及真空泵，然后操作真空破壞閥門破壞真空油箱的真空，真空油箱退出運(yùn)行；若事故油泵亦跳閘無密封油泵運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將密封油油路切至事故回路2運(yùn)行，并將發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓降低至0.02～0.05MPa之間；回油擴(kuò)大槽上部的排氫管也應(yīng)連續(xù)排放且向發(fā)電機(jī)內(nèi)補(bǔ)充高純度氫氣以維持機(jī)內(nèi)氫氣純度。

4.6 事故案例分析：華能井岡山電廠#3機(jī)組發(fā)生的密封油油位異常情況

某日晚班監(jiān)盤運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)#3機(jī)組密封油系統(tǒng)真空油箱油位由460mm快速降低至120mm，由于真空油箱油位下降導(dǎo)致交流密封油泵無出力，密封油母管壓力由0.76MPa降低至0.53MPa，同時(shí)備用密封油泵及直流密封油泵均聯(lián)啟正常。由于直流密封油泵再循環(huán)手動(dòng)門開度較大，致使直流油泵聯(lián)啟后密封油母管壓力僅0.53Mpa，發(fā)電機(jī)氫氣壓力由390Kpa降至340Kpa，運(yùn)行人員到就地后手動(dòng)將直流油泵再循環(huán)手動(dòng)門緩慢關(guān)小提高密封油母管壓力至0.81Mpa后將主密封油泵停運(yùn)，密封油差壓恢復(fù)正常，氫氣壓力停止下降并穩(wěn)定。初步分析真空油箱油位下降的原因?yàn)椋赫婵沼拖溆捎谪?fù)壓波動(dòng)，導(dǎo)致油位隨真空擺動(dòng)，浮球閥由于一直參與調(diào)節(jié)導(dǎo)致浮球閥出現(xiàn)卡澀無法回位，真空油箱無法進(jìn)油導(dǎo)致油位下降。

當(dāng)此類情況發(fā)生運(yùn)行人員應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1)運(yùn)行人員監(jiān)盤時(shí)應(yīng)加強(qiáng)真空油箱負(fù)壓及油位運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)油位及真空擺動(dòng)應(yīng)及時(shí)匯報(bào)部門并查找擺動(dòng)原因；若真空擺動(dòng)可暫時(shí)將真空泵停運(yùn)并觀察油位是否停止擺動(dòng)。(2)真空油箱油位出現(xiàn)快速下降，浮球閥調(diào)整無效，無法維持真空油箱油位時(shí)應(yīng)及時(shí)安排運(yùn)行人員至就地后啟動(dòng)直流油泵運(yùn)行，并手動(dòng)調(diào)整再循環(huán)手動(dòng)門(直流油泵再循環(huán)手動(dòng)門調(diào)節(jié)靈敏性較高，調(diào)整時(shí)應(yīng)緩慢，防止油壓大幅度波動(dòng))，將密封油母管壓力調(diào)整至0.76-0.81Mpa后將交流密封油泵停運(yùn)。(3)調(diào)整完畢后觀察氫氣壓力穩(wěn)定無下降趨勢(shì)、差壓閥調(diào)整正常，密封油差壓穩(wěn)定在50KPa，主機(jī)潤滑油箱油位正常無下降趨勢(shì)。(4)安排人員檢查發(fā)電機(jī)密封瓦處無油滲出，如發(fā)生氫氣外泄應(yīng)將機(jī)房窗戶打開并禁止動(dòng)火。(5)若真空油箱油位很低，確認(rèn)主密封油泵無出力，應(yīng)及時(shí)將負(fù)荷倒換至直流油泵運(yùn)行后將主密封油泵停運(yùn)。防止主密封油泵長期吸空氣打空泵而損壞。

5 結(jié)語

密封油系統(tǒng)是氫冷發(fā)電機(jī)組的重要輔助設(shè)備，它的基本功能是向密封瓦提供壓力油用于潤滑和密封，同時(shí)還具備油溫調(diào)節(jié)、過濾、汽水分離等功能，為充分發(fā)揮這些功能，運(yùn)行人員了解和掌握該系統(tǒng)的組成和運(yùn)行注意事項(xiàng)，使其運(yùn)行參數(shù)得到保證，才能保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行?？傊?，該系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及良好的維護(hù)將直接影響到系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)和發(fā)電機(jī)組的安全，應(yīng)引起我們的高度重視。

[1]華能國際電力股份有限公司井岡山電廠《660MW機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程》.

[2]華能井岡山電廠660MW超超臨界火電機(jī)組培訓(xùn)教材《汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)》.

[3]張磊.大型火力發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行.北京：中國電力出版社,2006.

[4]李紅明.田豐．660 MW機(jī)組發(fā)電機(jī)密封油及氫氣系統(tǒng)存在問題分析及對(duì)策[J].黑龍江電力,2003,25(1)：56—58．

謝建軍,長沙理工大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè),華能國際井岡山電廠集控運(yùn)行副值班員。