一起國產(chǎn)350?MW發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件分析

羅全生

(西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032)

某電廠建設(shè)的350?MW超臨界火力發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN-350-2型三相交流隱極式同步汽輪發(fā)電機(jī)，冷卻方式為水—?dú)洹獨(dú)洹Ｔ摍C(jī)組在試運(yùn)期間按要求投入盤車運(yùn)行時(shí)，用密封油備用壓差閥旁路門手動(dòng)控制向空側(cè)密封瓦送入密封油，以滿足盤車需要。投入盤車運(yùn)行6?h左右，監(jiān)視人員匯報(bào)汽機(jī)主油箱油位降低，經(jīng)全面檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)油水探測器處有油漬，判明發(fā)電機(jī)內(nèi)已進(jìn)油。

1 系統(tǒng)介紹

該汽輪發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)采用典型的雙流環(huán)式結(jié)構(gòu)，密封瓦內(nèi)有2個(gè)環(huán)形供油槽，形成獨(dú)立的氫側(cè)和空側(cè)密封油系統(tǒng)。

從供油槽出來的油分成2路，沿著軸向通過密封瓦內(nèi)環(huán)和軸之間的徑向間隙流出。當(dāng)氫側(cè)和空側(cè)供油壓力平衡時(shí)，油流不會(huì)在2個(gè)供油槽之間的空隙中串動(dòng)，密封油系統(tǒng)的氫側(cè)供油將沿著軸朝發(fā)電機(jī)一側(cè)流動(dòng)，而密封油系統(tǒng)的空側(cè)供油將沿著軸朝外軸承一側(cè)流動(dòng)。由于這2個(gè)系統(tǒng)之間的壓力平衡，油流在這2條供油槽之間的空間內(nèi)將保持相對(duì)靜止，其油壓高于發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣壓力約85?kPa，從而防止氫氣從發(fā)電機(jī)漏出?？諅?cè)密封瓦回油與發(fā)電機(jī)軸承潤滑油回油匯合在一起回到氫—油分離箱，至空側(cè)密封油泵入口，形成空側(cè)閉式循環(huán)系統(tǒng)；氫側(cè)密封瓦回油經(jīng)發(fā)電機(jī)消泡箱后進(jìn)入氫側(cè)密封油箱，再回到氫側(cè)密封油泵入口，形成氫側(cè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。

1.1 空側(cè)供油

空側(cè)供油分為主工作油源與備用油源。主工作油源由交流密封油泵提供，油泵出口壓力為0.8～1.0?MPa，空側(cè)密封瓦供油采用旁路壓差閥調(diào)節(jié)油—?dú)鋲翰?，壓差閥按機(jī)內(nèi)氫氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證密封瓦的正常工作油壓，油—?dú)鋲翰顬?5?kPa。系統(tǒng)配一臺(tái)直流油泵作為危急備用泵。備用油源一路采用汽輪機(jī)主油泵來的1.6～1.8?MPa高壓油，經(jīng)減壓閥后供給空側(cè)密封瓦，減壓閥的出口油壓為0.88?MPa，當(dāng)主工作油源發(fā)生故障，油—?dú)鋲翰罱档?6?kPa時(shí)，備用油源自動(dòng)投入運(yùn)行；另一路備用油源也由汽輪機(jī)油系統(tǒng)提供，它由汽輪機(jī)主油箱上的備用交流密封油泵供給，也經(jīng)過備用壓差閥，然后進(jìn)入密封瓦，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的2/3時(shí)，油—?dú)鋲翰罱档?6?kPa時(shí)投入。若上述油源均不能作為空側(cè)密封油源時(shí)，可由汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)供給，其提供的油壓較低，為0.035～0.105?MPa，此時(shí)必須及時(shí)將發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力降低到0.014?MPa運(yùn)行。

1.2 氫側(cè)供油

正常工作油源由交流油泵供給，分成汽端、勵(lì)端2路，各經(jīng)過一個(gè)平衡閥根據(jù)空側(cè)油壓自動(dòng)調(diào)節(jié)相應(yīng)氫側(cè)油壓，控制空、氫兩側(cè)壓力平衡，然后進(jìn)入密封瓦，系統(tǒng)配一臺(tái)直流油泵作為危急備用泵。

2 發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件發(fā)生過程及處理

2.1 進(jìn)油事件發(fā)生過程

該機(jī)組試運(yùn)期間，在投入汽機(jī)油系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)密封油對(duì)汽機(jī)盤車系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)時(shí)，因氫側(cè)密封油系統(tǒng)有消缺工作(主要處理密封油箱油位計(jì)指示及油位高、低報(bào)警信號(hào)并進(jìn)行氫側(cè)油過濾器檢查消缺)，為盡快投入盤車運(yùn)行，采用密封油備用壓差閥旁路手動(dòng)門控制向空側(cè)密封瓦送入30?kPa密封油，以滿足盤車運(yùn)行需要；同時(shí)檢查汽機(jī)各軸承潤滑油、頂軸油正常后投入盤車運(yùn)行。盤車過程中監(jiān)視潤滑油壓、頂軸油壓、密封油壓及各油泵電流、盤車電流等相關(guān)參數(shù)未發(fā)現(xiàn)異常。盤車投運(yùn)6?h左右，監(jiān)視人員報(bào)告汽機(jī)主油箱油位有降低。檢查汽機(jī)油系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)有漏點(diǎn)，潤滑油、頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行正常，但汽機(jī)主油箱油位確有降低，由-234?mm最低降至-310?mm。隨即排查密封油系統(tǒng)，檢查發(fā)電機(jī)油水探測器處，發(fā)現(xiàn)各油水探測器內(nèi)均有油，判明發(fā)電機(jī)內(nèi)已進(jìn)油。

2.2 進(jìn)油事件處理

確認(rèn)發(fā)電機(jī)進(jìn)油后，停止汽機(jī)盤車運(yùn)行，停止向空側(cè)送密封油，進(jìn)行發(fā)電機(jī)排油，將各油水探測器內(nèi)的油放出，共放出透平油3桶。待發(fā)電機(jī)氫側(cè)系統(tǒng)消缺完畢后，重新投入油系統(tǒng)運(yùn)行，按正常回路投入空側(cè)、氫側(cè)密封油系統(tǒng)，向發(fā)電機(jī)內(nèi)充入0.1?MPa壓縮空氣，控制氫側(cè)密封油箱油位。檢查密封油系統(tǒng)運(yùn)行正常，再次投入盤車運(yùn)行。此時(shí)汽機(jī)主油箱油位由-310?mm回升至-270?mm，即油位從-234?mm降低至-270?mm，油位降低了36?mm。經(jīng)計(jì)算，這與發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)入的油量基本相當(dāng)。在其后投盤車運(yùn)行期間未發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)進(jìn)油現(xiàn)象。

為了消除發(fā)電機(jī)進(jìn)油對(duì)以后發(fā)電機(jī)運(yùn)行的影響，確保發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全，決定對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油進(jìn)行全面清理。停止汽機(jī)盤車運(yùn)行，停止油系統(tǒng)運(yùn)行，打開發(fā)電機(jī)下部人孔門，將發(fā)電機(jī)內(nèi)殘留的透平油清理干凈，并打開發(fā)電機(jī)出線柜對(duì)漏油進(jìn)行清理。處理進(jìn)油事件用時(shí)3天，保證了發(fā)電機(jī)今后的安全運(yùn)行，消除了事故隱患。

3 進(jìn)油事件原因分析

在投用盤車前向密封瓦送密封油時(shí)，為防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油，盡量降低了供入空側(cè)回路的密封油壓力，控制壓力為30?kPa。此時(shí)發(fā)電機(jī)空側(cè)回油正常，且由于氫側(cè)未送上密封油，空側(cè)密封油通過密封瓦間隙漏入氫側(cè)回到氫側(cè)密封油箱，并通過氫側(cè)密封油箱排油裝置排至空側(cè)密封油泵進(jìn)油管，再倒回至空側(cè)回油系統(tǒng)，在系統(tǒng)上該回路是導(dǎo)通的。但在實(shí)際投用時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)卻發(fā)生了進(jìn)油。

通過現(xiàn)場對(duì)密封油回油通道的分析，得出發(fā)電機(jī)進(jìn)油的主要原因是：氫側(cè)密封油泵未運(yùn)行，氫側(cè)油位升高后不能通過壓力排油回路排出；在密封油系統(tǒng)單側(cè)投用期間，通過密封瓦由空側(cè)漏入氫側(cè)的油量，未能完全由消泡箱經(jīng)氫側(cè)密封油箱排油裝置順利排至空側(cè)回油系統(tǒng)；該通路是通過油的高度差自然流動(dòng)的(氫側(cè)消泡箱與空側(cè)回油箱排油口高度差只有約1?m)，油流通過較長管路及閥門等沿線存在流動(dòng)阻力，油的流動(dòng)不能克服系統(tǒng)的阻力，漏入的油量大于排出的油量使氫側(cè)油位上升，直到從密封瓦間隙處漏入發(fā)電機(jī)內(nèi)。盡管在投用密封油時(shí)有防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油的意識(shí)，但在投用過程中對(duì)氫側(cè)回油通路不能順利排油，卻未能引起足夠重視。另外，在投用密封油的過程中，用于監(jiān)視發(fā)電機(jī)氫側(cè)消泡箱油位高的報(bào)警信號(hào)(2個(gè))以及發(fā)電機(jī)用于監(jiān)測進(jìn)油水的油水探測器報(bào)警信號(hào)(3個(gè))，均未發(fā)出報(bào)警，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)報(bào)警信號(hào)校驗(yàn)不正確，失去了遠(yuǎn)方監(jiān)視發(fā)電機(jī)進(jìn)油的警示；再加上在此過程中值班人員沒有到就地檢查發(fā)電機(jī)是否有進(jìn)油，使得未能及早發(fā)現(xiàn)有油進(jìn)入發(fā)電機(jī)。

4 防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油措施

針對(duì)本次發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件，總結(jié)出以下幾點(diǎn)防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油的措施。

(1)?在進(jìn)行密封油系統(tǒng)投用時(shí)，應(yīng)對(duì)氫側(cè)消泡箱液位高報(bào)警信號(hào)及發(fā)電機(jī)各油水探測報(bào)警信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)確認(rèn)，確保動(dòng)作正確。

(2)?在投入密封油系統(tǒng)前要確認(rèn)空側(cè)、氫側(cè)油系統(tǒng)正常。如有消缺工作，應(yīng)待消缺完成再進(jìn)行工作，不能因?yàn)橼s進(jìn)度、趕節(jié)點(diǎn)而忽視安全，造成工作不到位，系統(tǒng)未能按正?；芈愤\(yùn)行。

(3)?在發(fā)電機(jī)壓力小于0.1?MPa的情況下，盡量不要采用空側(cè)單側(cè)運(yùn)行方式，避免發(fā)電機(jī)氫側(cè)排油不暢，導(dǎo)致氫側(cè)滿油。如確需投入發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)單側(cè)運(yùn)行，則應(yīng)控制好油—?dú)鋲翰顬?0～85?kPa，并提升發(fā)電機(jī)內(nèi)壓力至 0.1?MPa 以上運(yùn)行，同時(shí)確認(rèn)氫側(cè)排油回路通暢，控制好氫側(cè)油箱油位。

(4)?密封油系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)作好壓差閥、平衡閥的運(yùn)行狀況監(jiān)視，控制好油—?dú)鋲翰罴翱諅?cè)、氫側(cè)油壓平衡，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

(5)?密封油系統(tǒng)投用過程中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)發(fā)電機(jī)各油水監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有進(jìn)油時(shí)及時(shí)分析原因進(jìn)行處理，確保安全運(yùn)行。

5 結(jié)束語

在火力發(fā)電廠啟動(dòng)試運(yùn)及運(yùn)行過程中，時(shí)常發(fā)生發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件，通過對(duì)本次發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件的分析，積累了密封油系統(tǒng)投用及運(yùn)行時(shí)防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油的經(jīng)驗(yàn)，為同型機(jī)組的安全運(yùn)行提供借鑒。不論發(fā)電機(jī)采用雙流環(huán)式還是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)，如操作不當(dāng)均可能造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。一旦發(fā)生發(fā)電機(jī)進(jìn)油時(shí)應(yīng)及時(shí)排出，避免發(fā)電機(jī)本體及出線柜處積油，消除發(fā)電機(jī)運(yùn)行中發(fā)生安全事故的隱患，保證機(jī)組安全運(yùn)行。