600 MW發(fā)電機密封調(diào)試的關(guān)鍵點及措施

廖軍林，宋曉輝

0　概述

某型600 MW機組的發(fā)電機，采用氫氣冷卻。為了防止汽輪發(fā)電機內(nèi)部冷卻氫氣的泄漏，在發(fā)電機的端部由密封油進行密封。密封機構(gòu)的作用是確保發(fā)電機不發(fā)生漏油現(xiàn)象，同時，還可防止潮濕空氣進入發(fā)電機。因此，若不了解密封結(jié)構(gòu)或操作不當，就有可能造成發(fā)電機內(nèi)部進油等事故。特別在發(fā)電機內(nèi)部無壓力的情況下，密封油極易沿軸向進入發(fā)電機內(nèi)部，造成停機事故，應(yīng)引起高度重視?，F(xiàn)根據(jù)發(fā)電機密封油系統(tǒng)調(diào)試過程中存在的問題，對發(fā)電機進油的原因進行分析，并提出了各關(guān)鍵點的控制方法及預(yù)防性措施。

1　密封油系統(tǒng)功能及特點

發(fā)電機獨立循環(huán)的密封油系統(tǒng)，是由密封瓦建立一個密封油油壓，可防止發(fā)電機內(nèi)具有壓力的氫氣，從電機軸徑處逸出。密封油壓力高于發(fā)電機內(nèi)氣體的壓力，確保密封瓦內(nèi)氫側(cè)與空側(cè)的油壓相等，并將油壓變動限定在允許范圍之內(nèi)。通過換熱器冷卻密封油，從而帶走密封瓦與軸之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量，將瓦溫和油溫控制在適當?shù)姆秶榉乐箽怏w混入發(fā)電機內(nèi)的冷卻氫氣，密封油系統(tǒng)還配備了真空處理裝置，可除去油中的氣體。系統(tǒng)中設(shè)置了濾油網(wǎng)，濾除密封油中的雜質(zhì)。通過發(fā)電機消泡箱和氫側(cè)回油控制箱，釋放掉溶于密封油中的飽和氫氣。利用壓力開關(guān)、差壓開關(guān)及差壓變送器等設(shè)備，可自動監(jiān)測密封油系統(tǒng)的運行［1］。

2　密封油系統(tǒng)的參數(shù)及運行方式

2.1　單流環(huán)式密封油系統(tǒng)

單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中，配備了2臺交流密封油泵、1臺直流密封油泵、1臺密封油真空泵。在系統(tǒng)中，還配置了氫側(cè)回油箱、空側(cè)回油箱、真空油箱及油氫差壓閥、冷卻器、過濾器等部件。

2.2　油路

密封油系統(tǒng)運行時，密封油從密封油空側(cè)油箱、真空油箱﹑主密封油泵，經(jīng)冷卻器、密封油濾網(wǎng)﹑差壓閥、注入密封瓦，從空側(cè)回油，流入密封油空側(cè)油箱，再進入真空油箱。氫側(cè)回油經(jīng)消泡箱后，進入氫側(cè)油箱。

2.3　事故時運行方式

如果發(fā)生事故，油泵將直接接受空側(cè)油箱中的油，不再接受真空油箱中的油。密封油系統(tǒng)其它油路的運行，與系統(tǒng)正常運行時相同。

2.4　系統(tǒng)運行參數(shù)

運行密封油系統(tǒng)時，油泵的出口壓力為1.2 MPa，主差壓閥壓力為100 kPa，備用差壓閥壓力為80 kPa，真空油箱內(nèi)的真空壓力為－40 kPa，油的流量為20 dL/min，密封油箱的壓力為－50～150 Pa，發(fā)電機的額定氫氣壓力為0.5 MPa。

2.5　密封油系統(tǒng)的布置

密封油系統(tǒng)的布置方式，如圖1所示。

3　系統(tǒng)關(guān)鍵點的控制及調(diào)試

3.1　密封油系統(tǒng)的運行方式

該發(fā)電機密封油系統(tǒng)采用了單流環(huán)式密封瓦。密封瓦的回油，分為空側(cè)回油和氫側(cè)回油?？諅?cè)回油同發(fā)電機支持軸承回油一起流入回油擴大槽，空側(cè)回油攜帶的氣體，由排煙風(fēng)機抽出，并從汽機房頂排出。同時，擴大槽保持了一定的微負壓，以保證回油暢通?；赜蛿U大槽內(nèi)的回油，經(jīng)過U型管回至汽輪機主油箱。氫側(cè)回油經(jīng)消泡箱回至氫側(cè)油箱。若氫側(cè)油箱的油位較高，將通過浮球閥補至真空油箱。氫側(cè)回油攜帶的混合氣體，經(jīng)密封油真空泵，也將從汽機房頂排出。

圖1　發(fā)電機密封油系統(tǒng)

3.2　密封油系統(tǒng)的沖洗

沖洗主機潤滑油系統(tǒng)后，將對密封油系統(tǒng)的進回油管道進行沖洗。沖洗前，應(yīng)短接密封瓦的進油管和回油管。然后，啟動交流密封油泵進行沖洗，直至密封油的油質(zhì)檢驗合格，然后拆除短接管道。再對密封瓦的軸承座進行沖洗，直至沖洗合格。

3.3　啟動前的檢查

啟動前，確認密封油回油擴大槽的油位正常，汽輪機潤滑油油泵的運行正常。檢查密封油供油溫、排煙風(fēng)機狀態(tài)及油箱的負壓。拆除密封油的浮球固定支架，檢查氫側(cè)油箱的磁翻板液位計，開啟氫側(cè)油箱旁路閥。發(fā)電機運行平臺的汽端勵端密封油壓力表已裝妥，且儀表精度符合要求。在DCS畫面上，檢查密封油系統(tǒng)各設(shè)備、測點是否顯示正常。

3.4　密封油系統(tǒng)安全閥整定

檢查并確認系統(tǒng)設(shè)備正常，然后對系統(tǒng)的閥門狀態(tài)進行檢查。關(guān)閉主副差壓閥前后的手動門，檢查油泵出口手動門及開啟再循環(huán)手動門，分別啟動交流密封油泵。按安全閥的技術(shù)要求，對泵出口處的安全閥進行整定。整定結(jié)束后，停運油泵。同樣，對直流密封油泵的出口安全閥進行整定。

3.5　密封油差壓閥的調(diào)整

整定安全閥后，啟動1臺交流密封油泵，調(diào)整再循環(huán)手動門，控制密封油泵的出口壓力為0.4 MPa。正常運行后，緩慢開啟差壓閥前手動門，利用差壓閥后的手動調(diào)節(jié)門，將發(fā)電機進油壓力控制在0.1 MPa以下。待系統(tǒng)充滿油后，排出差壓閥信號管內(nèi)的空氣，并按差壓閥的技術(shù)要求，對差壓閥進行調(diào)整。同樣，按此方法，調(diào)整備用差壓閥。

3.6　發(fā)電機的風(fēng)壓試驗

觀察調(diào)整后差壓閥的跟蹤情況，待運行正常后，往發(fā)電機內(nèi)部充入壓縮空氣，提升發(fā)電機的內(nèi)部氣壓。當發(fā)電機內(nèi)的壓力為0.05～0.1 MPa時，關(guān)閉浮子油箱的旁路手動門。緩慢提升電機內(nèi)氣壓至額定值，對發(fā)電機進行氣壓試驗。

3.7　置換發(fā)電機內(nèi)的氣體

發(fā)電機氣壓試驗合格后，需進行氣體置換。將發(fā)電機內(nèi)氣體壓力調(diào)整為0.03 MPa，機內(nèi)壓力赿低，氣體置換的速度就越快，可節(jié)省二氧化碳及氫氣的消耗量。氣體置換時，應(yīng)緩慢進行升壓及降壓操作，便于差壓閥的跟蹤調(diào)節(jié)，使油與氫氣的壓差保持在允許范圍內(nèi)。

4　發(fā)電機進油的原因及預(yù)防［2-4］

4.1　發(fā)電機進油原因分析

近年來，發(fā)電機進油的事故不斷發(fā)生，特別在新建機組中，發(fā)電機進油原因較為復(fù)雜，現(xiàn)結(jié)合多年調(diào)試經(jīng)驗，并進行歸納后發(fā)現(xiàn)，發(fā)生進油現(xiàn)象，主要存在多個方面的原因。

(1)密封油的回油不暢。系統(tǒng)安裝后，軸承座的回油孔堵板未拆除、回油管道法蘭處的堵板未拆除，或是安裝回油管道的坡度較大，不能滿足設(shè)計要求。

(2)供油壓力的波動較大，或機內(nèi)氣壓較低。如果密封油的壓力發(fā)生大幅波動，差壓閥就不能及時跟蹤。機內(nèi)壓力過低，也會導(dǎo)致排油不暢。

(3)密封油的油質(zhì)較差。油中存在顆粒雜物，使差壓閥的跟蹤調(diào)節(jié)失靈。

(4)系統(tǒng)中的自動補排油閥失靈，油位控制不佳。

(5)差壓閥的信號管被接反，在調(diào)試過程中，應(yīng)仔細檢查系統(tǒng)設(shè)備是否安裝正確。

(6)密封瓦被損壞或密封瓦間隙過大，導(dǎo)致密封油的進油量增大。

4.2　預(yù)防發(fā)電機進油的措施

(1)新建機組調(diào)試前，一定要確認浮球閥的補排油狀態(tài)。有時，容易忘記拆除運輸前安裝的浮球閥固定支架。

(2)置換發(fā)電機氣體時，要密切監(jiān)測差壓閥的跟蹤情況。置換時，發(fā)電機氣體壓力一般維持在30～50 kPa。浮子油箱旁路的手動門應(yīng)全開。氣體置換合格后，提升機內(nèi)壓力的速度不能太快，防止差壓閥的跟蹤不及時。當降低機內(nèi)壓力時，及時調(diào)整再循環(huán)手動門，控制油泵出口壓力。根據(jù)機內(nèi)壓力，及時開啟浮子油箱的旁路門。

(3)運行過程中，應(yīng)不斷觀察主機潤滑油箱的油位和密封液位。確保發(fā)電機漏液監(jiān)測開關(guān)處于正常狀態(tài)，并關(guān)注消泡箱的運行情況。

(4)機組正常運行時，如果氫側(cè)油箱油位過高，應(yīng)及時退出浮子油箱。同時，開啟旁路排油，及時檢查浮球閥，恢復(fù)浮球閥的正常運行。

(5)運行時，應(yīng)嚴密監(jiān)測油與氫氣的壓差、發(fā)電機進油壓力及浮動油油量的變化，如有異常，應(yīng)及時調(diào)整。

5　結(jié)語

發(fā)電機密封油為有機溶劑，如有泄漏，將腐蝕發(fā)電機線圈絕緣皮，降低定子線圈的絕緣性能。如果絕緣被擊穿，發(fā)電機可能出現(xiàn)相間短路，將嚴重威脅機組的安全運行。針對單流環(huán)密封油系統(tǒng)的調(diào)試及運行，提出了關(guān)鍵點的控制方式及預(yù)防措施，可為類似系統(tǒng)的調(diào)試及運行，提供參考。

參考文獻:

［1］上海電氣電站設(shè)備有限公司發(fā)電機廠.600 MW水氫氫汽輪發(fā)電機密封油系統(tǒng)說明書［R］.上海電氣，2016.

［2］楊榮光.發(fā)電機單流環(huán)式密封油系統(tǒng)防進油措施分析［J］.發(fā)電技術(shù)，2011(7):48-51.

［3］項順哲，韓景復(fù).1000MW機組密封油系統(tǒng)調(diào)試常見問題及處理［J］.廣東電力，2013，26(6):49-52.

［4］何冬輝，趙奕州.單流環(huán)密封油系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)要點及異常分析［J］.東北電力技術(shù)，2013(5):49-52.