錦東電廠主軸密封流量中斷原因及主備水源切換方式探討

吳家樂 張芯萁

摘 要：本文對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)判斷主軸密封流量中斷原因進(jìn)行了分析，對(duì)主備水源切換方式進(jìn)行了探討，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了切換方式的可行性，從而提高監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)主軸密封流量中斷報(bào)警時(shí)的運(yùn)行人員事故處置能力。

關(guān)鍵詞：主軸密封；流量中斷；濾水器；運(yùn)行方式

0.前言

錦東電廠水輪機(jī)主軸密封為恒壓式自動(dòng)補(bǔ)償型結(jié)構(gòu)，采用水潤滑和冷卻。主軸密封水由三路水源供給，主用水源取自蝸殼進(jìn)口前，兩路備用水源分別由同一水力單元機(jī)組主軸密封水系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)閥或機(jī)組推力冷卻器供水總管供給。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)判斷主軸密封流量中斷將啟動(dòng)機(jī)械事故停機(jī)流程而造成機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)。因此，運(yùn)行人員應(yīng)當(dāng)保證主軸密封水用水流量正常并掌握主軸密封水主備水源切換的方法。錦東電廠的主軸密封由工作密封和檢修密封組成，其工作密封設(shè)置在主軸通過頂蓋的部位。為保證水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，錦東電廠主軸密封水中斷將導(dǎo)致機(jī)械事故停機(jī)流程的啟動(dòng)（流量低（140.0 L/min）與主軸密封水進(jìn)口壓力低（0.6 MPa）同時(shí)判斷后輸出主軸密封水流量中斷信號(hào)，延時(shí)140s啟動(dòng)）。

1.主軸密封水中斷原因分析

造成監(jiān)控系統(tǒng)判斷主軸密封水流量中斷的主要原因有二，其一為主軸密封水水源水質(zhì)不合格含有渣滓污物導(dǎo)致供水管道堵塞，或是濾水器未及時(shí)排污或過濾精度不符合設(shè)計(jì)要求導(dǎo)致主軸密封水壓力低、流量低；其二為電磁流量計(jì)受水電站內(nèi)的電磁干擾及震動(dòng)等因素影響引起電磁流量計(jì)誤報(bào)。因此電磁流量計(jì)與管路濾水器的合理運(yùn)行及后期維護(hù)對(duì)防止主軸密封水流量中斷至關(guān)重要。

1.1主軸密封電磁流量計(jì)

錦東電廠主軸密封流量計(jì)選用的是深圳可雷可公司的FEA系列電磁流量計(jì)。該流量計(jì)當(dāng)被測介質(zhì)最小電導(dǎo)率大于0.5μs/cm2時(shí)，可以測量幾乎所有電傳導(dǎo)液體，以及泥、漿糊和泥漿的流量，且溫度、壓力、粘度和密度對(duì)測量結(jié)果沒有影響。運(yùn)行環(huán)境溫度要求在5℃～55℃之間，測量范圍：0.05m/s～12m/s，測量精度：在0.1m/s～10m/s 范圍之間時(shí)精度為0.5%。

1.1.1工作原理

FEA 系列電磁流量計(jì)的流量測量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)導(dǎo)電液體流過圍在磁場中的測量管時(shí)，在與流向和磁場二者相垂直的方向就會(huì)產(chǎn)生與平均流速成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢。流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器二部分組成。轉(zhuǎn)換器傳輸勵(lì)磁電流到傳感器內(nèi)部的線圈，從而在傳感器測量管內(nèi)產(chǎn)生磁場，然后流過測量管的導(dǎo)電液體因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而固定在測量管管壁二側(cè)的電極接收并通過信號(hào)電纜將該感應(yīng)電動(dòng)勢傳輸給轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、運(yùn)算、變換后，得出被測介質(zhì)的流量值。最后，轉(zhuǎn)換器輸出與流量測量值成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信（4-20mA）號(hào)或頻率信號(hào)。

1.2主軸密封濾水器

錦東電廠主軸密封主用水源取自蝸殼進(jìn)口，采用的是德國波爾BFD型雙切換自清過濾器；第一路備用水源取自推力冷卻器供水總管，采用的是FILTOMAT HF10-1500 系列全自動(dòng)過濾器。兩種濾水器均具備自動(dòng)排污功能，但工作原理存在差異。

1.2.1工作原理

德國波爾BFD型雙切換自清過濾器的雙聯(lián)過濾器由兩個(gè)過濾腔室組成，在一個(gè)腔室運(yùn)行時(shí)另一個(gè)腔室處于備用狀態(tài)，當(dāng)需要手動(dòng)清洗臟污過濾器室時(shí)可通過轉(zhuǎn)換閥切換旋塞閥或兩個(gè)三通球閥來實(shí)現(xiàn)切換，轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了不同時(shí)關(guān)閉兩個(gè)過濾器室，因此轉(zhuǎn)換過程無需中斷系統(tǒng)運(yùn)行。自清洗功能是在不中斷運(yùn)行的情況下，通過反流沖洗自動(dòng)清潔內(nèi)部濾芯實(shí)現(xiàn)。反流沖洗由濾水器的進(jìn)出口壓差控制，反沖洗的動(dòng)力來自內(nèi)部流體產(chǎn)生的壓力。雙聯(lián)過濾器加上反沖自清的設(shè)計(jì)使得波爾BFD型過濾器具備了持續(xù)清除濾出渣滓，反沖流量小不中斷運(yùn)行，維護(hù)消耗低，運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2濾水器使用注意事項(xiàng)

錦東電廠主軸密封水正常運(yùn)行采用主用水源供水，因此主要使用波爾BFD過濾器進(jìn)行過濾。在使用過程中可能出現(xiàn)通反沖洗無法完全清除過濾器室內(nèi)渣滓的情況，長期運(yùn)行將使渣滓沉積濾水器過濾能力下降，可能導(dǎo)致管路堵塞，主軸密封水流量下降的風(fēng)險(xiǎn)。因此除在日常巡檢中應(yīng)注意過濾器排污閥全開，反沖洗功能正常外，還應(yīng)定期對(duì)雙聯(lián)過濾器室進(jìn)行切換并檢查清洗備用濾水器。在保證巡檢和設(shè)備定期輪換工作質(zhì)量的情況下，投產(chǎn)以來尚未出現(xiàn)濾水器堵塞的情況。將三通閥轉(zhuǎn)回“AUTO”位置還應(yīng)檢查進(jìn)口壓力大于30 psi （2.0 bar），否則濾水器將無法進(jìn)行自動(dòng)反沖洗。

2.主軸密封水主備水源切換方式探討

2017年05月利用機(jī)組停機(jī)備用機(jī)會(huì)，錦東電廠對(duì)#1—#8機(jī)進(jìn)行了主軸密封水主備水源切換試驗(yàn)。錦東主軸密封水主、備用水第一次和第二次同時(shí)供水流量及壓力差別不大，主軸密封主用水單獨(dú)供水試驗(yàn)前試驗(yàn)后流量及壓力差別也不不大，由此可以說明采用本方法不會(huì)造成管路堵塞。但我們可以通過此表發(fā)現(xiàn)另一個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)主備用水源同時(shí)供水時(shí)，1F、2F、3F、4F、6F、8F主軸密封水壓力、流量均大于主軸密封水主用水或備用水單獨(dú)供水（流量、壓力大小排序是：主備用水源同時(shí)供水>主用水單獨(dú)供水>備用水單獨(dú)供水），然而5F、7F當(dāng)主備用水源同時(shí)供水時(shí)卻小于主軸密封水主用水單獨(dú)供水、大于備用水單獨(dú)供水（流量、壓力大小排序是：主用水單獨(dú)供水>主備用水源同時(shí)供水>備用水單獨(dú)供水）。兩路水源同時(shí)供水反而小于主用水源單獨(dú)供水的流量壓力大，這一反?，F(xiàn)象引起了我的思考。針對(duì)上述現(xiàn)象分析比較后發(fā)現(xiàn)，5F，7F主備用水源壓力差相對(duì)較大（5F 0.26MPa、7F 0.15MPa），而其他六臺(tái)機(jī)壓力差在0.005-0.08MPa之間。因此懷疑是由于5F，7F主、備用水源壓差較大導(dǎo)致。

3.結(jié)語

電磁流量計(jì)誤報(bào)和主軸密封水管路堵塞是導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)判斷主軸密封流量中斷啟動(dòng)機(jī)械事故停機(jī)的主要原因；熟練判斷電磁流量計(jì)是否誤報(bào)，掌握主軸密封主備用水切換方法是提高事故處理效率的方法。只有清楚原因，落實(shí)措施，掌握方法才能真正防止事故發(fā)生，提高機(jī)組安全運(yùn)行水平和事故處置能力。

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