發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)的運(yùn)行分析

王田志 呂建超 楊連波

摘 要

本文首先對(duì)漏氫事件過程進(jìn)行詳細(xì)描述，并列舉曾發(fā)生的發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件，然后對(duì)發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)做深入剖析，分析密封油系統(tǒng)日常運(yùn)行的一些關(guān)鍵點(diǎn)，從而確保密封油系統(tǒng)能更加穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞

事件;原因;參數(shù);分析

中圖分類號(hào)： TN967.1;P228.4? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.011

1 事件分析

1.1 密封油過濾器堵塞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)漏氫事件分析

1.1.1 事件經(jīng)過

（1）2013年3月17日，某機(jī)組汽輪機(jī)打閘惰走至623轉(zhuǎn)/分時(shí)，主控突發(fā)氫油壓差低、空/氫側(cè)直流油泵啟動(dòng)報(bào)警，檢查氫油壓差最低到9.4kpa，按廠家試驗(yàn)結(jié)果（密封油壓至少要高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓20KPa才能密封發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣），該壓差下密封油已無法密封發(fā)電機(jī)內(nèi)450KPa壓力的氫氣。

（2）正在主控室的相關(guān)運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)第二臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)已啟動(dòng)，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)入口卻無法建立負(fù)壓，意識(shí)到發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣已大量溢出至軸承腔室;現(xiàn)場配合沖轉(zhuǎn)專工匯報(bào)9瓦處有氣帶油噴出，且有煙霧，維修也同時(shí)確認(rèn)，此時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓正下降，現(xiàn)場測量密封油空側(cè)排煙風(fēng)機(jī)出口氫含量高量程100%。

（3）從主控趕到現(xiàn)場的運(yùn)行人員稍做檢查后，為保證現(xiàn)場人員及設(shè)備安全，立即開始緊急排氫并匯報(bào)主控。

（4）氫油壓差報(bào)警（35kpa）消除，氫油壓差恢復(fù)，現(xiàn)場停止排氫。

（5）查找氫油壓差降低的原因，發(fā)現(xiàn)空側(cè)油泵正常應(yīng)為0.72-0.74MPa，此時(shí)已高至0.9MPa，分析應(yīng)為空側(cè)過濾器堵塞，并迅速進(jìn)行過濾器切換。

（6）密封油空側(cè)過濾器切換成功，氫油壓差恢復(fù)到84kPa，發(fā)電機(jī)氫壓穩(wěn)定。

（7）空側(cè)過濾器切換成功后，運(yùn)行人員檢測GHE空側(cè)排煙風(fēng)機(jī)出口氫含量為0。

（8）維修對(duì)“濾芯進(jìn)行更換，并對(duì)濾芯室進(jìn)行清潔”。根據(jù)瓦溫及回油溫度判斷，軸瓦正常。

1.1.2 事件原因

此次事件的直接原因是密封油過濾器堵塞導(dǎo)致空側(cè)密封油壓下降到不能維持氫油壓差。空側(cè)油的流向?yàn)榭諅?cè)油泵-過濾器-壓力表，雖然空側(cè)油有3路備用油源，但由于油源均在過濾器前，因此在本次事件中備用油源不起作用，而使0.4～0.5MPa壓力的氫氣密封在發(fā)電機(jī)內(nèi)至少要保持35kPa的氫油壓差。

1.2 發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件

1.2.1 事件描述

2002年5月7日，某機(jī)組處于商業(yè)運(yùn)行后首次小修狀態(tài)。發(fā)電機(jī)內(nèi)壓縮空氣卸壓，高壓備用密封油泵在運(yùn)行，調(diào)試人員為試驗(yàn)剛剛換上去的發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)備用壓差調(diào)節(jié)閥，啟動(dòng)空側(cè)交流密封油泵，但并沒有啟動(dòng)氫側(cè)交流密封油泵，導(dǎo)致5分鐘后，氫側(cè)回油箱滿溢至消泡箱，主控消泡箱液位高報(bào)警出現(xiàn)，盡管主控操縱員迅速停空側(cè)交流密封油泵和高壓備用密封油泵，但發(fā)電機(jī)進(jìn)油事故仍然發(fā)生。最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)勵(lì)端進(jìn)油，發(fā)電機(jī)出口三相封閉母線進(jìn)油。延長了機(jī)組小修時(shí)間。

1.2.2 原因分析

這次發(fā)電機(jī)進(jìn)油事件的直接原因是只啟空側(cè)交流油泵，而不啟氫側(cè)油泵，導(dǎo)致現(xiàn)場無法控制氫側(cè)回油箱的油位，暴露了試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析不夠，同時(shí)由于現(xiàn)場通訊不暢，最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)進(jìn)油事故的發(fā)生。

2 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)的參數(shù)及運(yùn)行分析

2.1 運(yùn)行參數(shù)

正常運(yùn)行時(shí)，空側(cè)密封油由空側(cè)交流電動(dòng)密封油泵提供，氫側(cè)密封油由氫側(cè)交流電動(dòng)密封油泵提供，正常壓力調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制氫油之間壓差，使密封油壓比氫壓高0.084MPa?？諅?cè)和氫側(cè)的密封油冷卻器為一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。冷卻器由常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)提供冷卻，通過控制冷卻水的流量，使冷卻后的發(fā)電機(jī)密封油進(jìn)油溫度小于52℃。

正常運(yùn)行參數(shù)：密封油壓與氫壓的額定壓差84kpa、空側(cè)軸封裝置總油量220L /min、氫側(cè)軸封裝置總油量51L /min、密封油進(jìn)油溫度<52℃、空側(cè)密封油出油溫度<55.6℃、氫側(cè)密封油出油溫度<63.5℃、工作氫壓0.4 MPa、二次冷卻水進(jìn)水溫度<38℃、冷卻水量120 T/h、氫氣純度>98%。

2.2 運(yùn)行分析

從上述事件及系統(tǒng)原理分析，對(duì)日常運(yùn)行來說，主要有如下幾點(diǎn)值得我們關(guān)注和思考：

（1）過濾器刮油除污的必要性

每天對(duì)油過濾器進(jìn)行刮油除污的操作是非常必要的，我們要嚴(yán)格按照進(jìn)行一次刮油的頻率進(jìn)行刮油除污，以防止雜質(zhì)在過濾器中積累，下面簡要介紹一下刮油的操作：

為保證密封油系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)密封瓦連續(xù)不斷地提供合格的密封油，以確保發(fā)電機(jī)密封瓦可靠地工作，需定期對(duì)密封油系統(tǒng)自潔式過濾器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)及排污，結(jié)合廠家提供的資料，對(duì)過濾器運(yùn)行方式規(guī)定如下：

密封油系統(tǒng)運(yùn)行過濾器進(jìn)、出口壓差開關(guān)出現(xiàn)壓差高報(bào)警或者空側(cè)油泵出口壓力超過0.75MPa時(shí)對(duì)過濾器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)刮洗并進(jìn)行排污一次;

對(duì)密封油系統(tǒng)運(yùn)行過濾器進(jìn)行刮洗時(shí)，先確定好運(yùn)行油過濾器（過濾器切換操作手柄指向的過濾器即為運(yùn)行過濾器，同時(shí)觸摸過濾器壁溫，溫度高者為運(yùn)行過濾器），然后旋轉(zhuǎn)運(yùn)行過濾器頂蓋上黑色塑料手柄3～5圈（順時(shí)針、逆時(shí)針均可），在確認(rèn)排污引流軟管排放口放置在臨時(shí)接油盤后，用專用操作手柄微開剛剛旋轉(zhuǎn)的運(yùn)行過濾器排污閥（排污閥為球閥，微開，有流量即可），排放2升左右的油液后將運(yùn)行過濾器排污閥關(guān)閉，并稍稍提起透明塑料引流軟管將管中的存油排至接油盤并確認(rèn)軟管中沒有流動(dòng)油流，以確保排污閥關(guān)閉;

切換過濾器方法：打開過濾器六通閥上的壓力平衡閥（切換手柄即為六通閥操作手柄），旋松鎖緊手輪2圈以上，提起切換手柄并旋轉(zhuǎn)180°至固定槽內(nèi)，旋緊鎖緊手輪，關(guān)閉壓力平衡閥。

操作過濾器過程中如有意外情況發(fā)生，操作人員應(yīng)立即恢復(fù)操作前的狀態(tài)并匯報(bào)主控，主控聯(lián)系維修及專工進(jìn)行處理。

需要注意的是，在刮油過程中，開啟排污閥的操作一定要緩慢并且不能開度過大，以防污油大量噴出，污染地面及設(shè)備，并造成油壓下降，使氫油壓差發(fā)生波動(dòng)，甚至導(dǎo)致備用油源投入。

（2）參數(shù)的意義

{1}氫側(cè)回油控制箱的液位：正常在±30mm內(nèi)波動(dòng)，油位低為-50mm，油位高為50mm。當(dāng)油位異常時(shí)，將出現(xiàn)報(bào)警，提醒人員要進(jìn)行及時(shí)的響應(yīng)：

就地檢查液位;

檢查系統(tǒng)在線正確并作相應(yīng)調(diào)整，維持氫側(cè)密封油箱正常液位，必要時(shí)通知維修處;

查漏、堵漏并進(jìn)行補(bǔ)油;

檢查氫壓，必要時(shí)補(bǔ)氫，并調(diào)整油箱油位正常;

檢查空側(cè)、氫側(cè)油壓差平衡器，必要時(shí)通知維修處。

如果油位過高或全滿可能導(dǎo)致消泡箱液位升高，直至觸發(fā)報(bào)警，發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

{2}消泡箱液位：正常小于50mm，油位高報(bào)警為50mm，由于位置較高，目視視窗液位約為2/3時(shí)，觸發(fā)高報(bào)。這時(shí)應(yīng)檢查氫側(cè)密封油箱油位滿油后，再檢查發(fā)電機(jī)機(jī)液體探測器內(nèi)是否有積油（如有積油則稍開相應(yīng)排污閥排除），并通知維修利用窺視鏡檢查消泡箱液位;檢查與氫側(cè)密封油箱油位相關(guān)閥門在線是否正確;稍稍開啟消泡箱放油閥來降低其液位，以檢驗(yàn)其報(bào)警的真實(shí)性;通知維修人員對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行檢查;若處理無效，則應(yīng)停止氫側(cè)密封油的運(yùn)行。

因此，消泡箱液位高時(shí)，將導(dǎo)致手動(dòng)停止氫側(cè)密封油泵運(yùn)行，還有可能使氫側(cè)油漏入發(fā)電機(jī)危急發(fā)電機(jī)安全，甚至導(dǎo)致停機(jī)。

{3}密封油的油溫：正?？铡鋫?cè)冷油器出口溫度控制在38～49℃。密封油運(yùn)行的溫度對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量影響很大。密封油溫度高所帶來的負(fù)面影響：

密封油溫度較高時(shí)，密封油的油量就要成倍增加，空氫側(cè)的油量交換要成倍地增加，因而從密封油帶入發(fā)電機(jī)內(nèi)的空氣、水分也成倍地增加。

油溫較高時(shí)，油的飽和含空氣量、飽和含氫氣量和飽和含水量都顯著增加，進(jìn)而補(bǔ)氫量和氫氣去濕量也成倍增加。

油溫較高時(shí)，油蒸氣更容易揮發(fā)進(jìn)入發(fā)電機(jī)，污染定子和轉(zhuǎn)子線圈。

當(dāng)油系統(tǒng)中存有雜質(zhì)時(shí)，較大的油流量更容易將雜質(zhì)帶入密封環(huán)中去，引起密封環(huán)或轉(zhuǎn)軸不必要的磨損。

因此，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)滿足要求的情況下，采用較低的密封油油溫，對(duì)發(fā)電機(jī)的長期安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是有利的。

需要注意的是，當(dāng)失去或沒有控制氣源時(shí)，空氫側(cè)冷卻器出口密封油溫度調(diào)節(jié)的閥門將處于全開狀態(tài)，這增加了密封油空側(cè)和氫側(cè)冷卻器的冷卻效果，泵的出口油溫將降低，這有可能使發(fā)電機(jī)的振動(dòng)加大。

3 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)的油壓與氫氣壓力的平衡以及油溫高低對(duì)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，深入了解發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)并運(yùn)用在日常工作中是保障機(jī)組安全運(yùn)行的前提。

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