井岡山電廠660MW超超臨界汽輪發電機密封油系統工作原理及運行中注意事項

謝建軍

(華能井岡山電廠,江西吉安 343009)

井岡山電廠660MW超超臨界汽輪發電機密封油系統工作原理及運行中注意事項

謝建軍

(華能井岡山電廠,江西吉安 343009)

本文介紹了QFSN-660-2-22 型汽輪發電機單流環密封油系統的工作原理,分析了該系統主要設備的組成和功能以及常見的事故原因和處理。雖然該系統是一個比較完善的系統,但在實際運行中仍然出現了一些問題,例如發電機漏氫量大,差壓閥動作失靈,發電機進油,密封油泵跳閘等,對這些問題進行了分析并提出了處理意見,通過事故案例分析重點提出了運行中的注意事項。

發電機 密封油系統 故障 運行分析 注意事項

1 引言

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

2 密封油系統簡介

(1)密封油系統作用：密封油系統的功能是采用油密封機內的氫氣，以防止氫氣向外泄漏，同時也防止機外的空氣進入發電機內，同時密封油還有對于密封瓦的潤滑和冷卻作用 。

(2)密封油系統的組成：本系統為集裝式，主要由下列部件構成：交流密封油泵、直流密封油泵、濾油器、差壓閥、再循環泵、密封油真空泵、密封油排油煙風機、回油擴大槽、浮子油箱、空氣抽出槽，真空油箱，以及相關連接管道儀表和閥門等設備組成。

(3)華能井岡山電廠660MW機組單流環密封油系統圖如圖1。

圖1

3 密封油系統主要設備及其功能

(1)擴大槽：發電機氫氣側(以密封瓦為界)汽端(簡稱T)、勵端(簡稱G)各有一根排油管與擴大槽相連，來自密封環的排油在此槽內擴容，以使含有氫氣的回油能分離出氫氣(H2)。擴大槽里面有一個橫向隔板，把油槽分成兩個隔間，之間可通過外側的U形管連接，目的是防止因發電機兩端之間的風機壓差而導致氣體在密封油排泄管中進行循環。擴大槽內部有一管路和油水探測報警器(LSH--202)相連接，當擴大槽內油位升高超過預定值時發出報警信號。

(2)浮子油箱：氫側回油經擴大槽后進入浮子油箱，該油箱的作用是使油中的氫氣進一步分離。浮子油箱內部裝有自動控制油位的浮球閥，以使該油箱中的油位保持在一定的范圍之內。浮子油箱外部裝有手動旁路閥及液位視察窗，以便必要時人工操作控制油位。

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

(4)密封油控制裝置。密封油控制裝置中的主要設備有兩臺主交流油泵、一臺事故油泵、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、真空泵和再循環泵。它們是單流環式密封油系統中的油凈化設備。

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，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，真空油箱內部設置有多個噴頭，補充進入真空油箱的油通過補油管端的噴頭，再循環油通過再循環管端的噴頭而被擴散，加速氣、水從油中分離。再循環泵工作，通過管路使真空油箱中的油形成一個局部循環回路，從而使油得到更好的凈化。 兩臺主油泵，一臺工作，另一臺備用。它們均由交流電動機帶動，故又稱交流油泵。一臺事故油泵，當主油泵故障時，該泵投入運行。它由直流電動機帶動，故又稱直流油泵。它們均是三螺桿油泵。

3)差壓調節閥：該調節閥用于自動調整密封瓦進油壓力，使該壓力自動跟蹤發電機內氣體壓力且使油—氣壓差穩定在所需的范圍之內。

4)濾油器：二臺濾油器設置在壓差調節閥的進口管路上，用以濾除密封油中的固態雜質。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油泵出口裝有一塊就地壓力表，用于指示每臺油泵的出口壓力。

4 密封油系統事故處理以及運行注意事項

4.1 真空油箱真空低

原因：管路和閥門密封不嚴；真空泵抽氣能力下降。

處理：管路和閥門密封不嚴時，應盡快找出漏點，設法消除；若真空泵抽氣能力下降時，應聯系檢修處理，若需停運真空泵時，應啟動直流密封油泵運行，停運交流密封油泵。

4.2 真空油箱油位高

原因：真空油箱中的浮球閥動作失靈。

處理：真空油箱中的浮球閥故障需要檢修，應改用事故密封油泵供油，真空油箱退出運行；若一時不能將真空油箱退出運行，則作為應急處理辦法，可以將浮球閥進油管路的閥門開度關小，人為控制補油速度，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作失靈；浮球閥出口端(真空油箱體內)的噴嘴被臟物堵住；密封瓦間隙非正常增加；潤滑油系統至真空油箱補油管路堵塞。

處理：退出真空油箱運行，停運真空泵、再循環泵、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，此時可對密封瓦的總油量進行測量，測量結果與原始紀錄相對照即可判斷密封瓦間隙是否非正常增大。如果得到確認，則須換用新密封瓦才能解決問題。

4.4 油-氣壓差低

原因：差壓調節閥跟蹤性能不好，可能引起油-氫壓差低；油過濾器堵塞引起油—氫壓差低；差壓閥信號門不正確。

處理：若差壓閥跟蹤性能不好，應重新調試壓差調節閥，并結合以下兩項處理結果判斷壓差調節閥是否要處理或換新；若過濾器堵塞引起壓差低，則應對油過濾器進行清理；若差壓閥信號門開度不正確，則開啟差壓閥油-氫側的信號門；重新校驗壓差表計；差壓調節閥故障需要檢修時，應將差壓閥旁路投入運行后關閉差壓閥前后兩個截止閥以及信號管上的截止閥，調節旁路門的開度以符合油—氣壓差標準。

4.5 密封油泵跳閘

原因：密封油泵電氣保護動作；保安電源失電；真空油箱油位低于-75mm。

處理：密封油泵跳閘時，應檢查其跳閘原因；當運行密封油泵跳閘時，檢查備用密封油泵啟動正常，密封油壓正常；若保安段失電造成兩臺密封油泵均跳閘時，應檢查事故密封油泵自啟動正常，聯系電氣人員盡快恢復保安段供電；當真空油箱油位低至-75mm引起密封油泵跳閘時，檢查直流事故油泵聯啟正常，密封油壓力正常，盡快對真空油箱進行補油至正常油位后，啟動一臺密封油泵運行，停止直流事故油泵；直流事故密封油泵投入運行，且估計12h(小時)之內主油泵不能恢復至正常工作狀態，則真空油箱補油管路上的閥門以及真空泵進口閥門應關閉，停運再循環泵及真空泵，然后操作真空破壞閥門破壞真空油箱的真空，真空油箱退出運行；若事故油泵亦跳閘無密封油泵運行時，應將密封油油路切至事故回路2運行，并將發電機內氫壓降低至0.02～0.05MPa之間；回油擴大槽上部的排氫管也應連續排放且向發電機內補充高純度氫氣以維持機內氫氣純度。

4.6 事故案例分析：華能井岡山電廠#3機組發生的密封油油位異常情況

某日晚班監盤運行人員發現#3機組密封油系統真空油箱油位由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，同時備用密封油泵及直流密封油泵均聯啟正常。由于直流密封油泵再循環手動門開度較大，致使直流油泵聯啟后密封油母管壓力僅0.53Mpa，發電機氫氣壓力由390Kpa降至340Kpa，運行人員到就地后手動將直流油泵再循環手動門緩慢關小提高密封油母管壓力至0.81Mpa后將主密封油泵停運，密封油差壓恢復正常，氫氣壓力停止下降并穩定。初步分析真空油箱油位下降的原因為：真空油箱由于負壓波動，導致油位隨真空擺動，浮球閥由于一直參與調節導致浮球閥出現卡澀無法回位，真空油箱無法進油導致油位下降。

當此類情況發生運行人員應注意以下事項：(1)運行人員監盤時應加強真空油箱負壓及油位運行參數的監視，當出現油位及真空擺動應及時匯報部門并查找擺動原因；若真空擺動可暫時將真空泵停運并觀察油位是否停止擺動。(2)真空油箱油位出現快速下降，浮球閥調整無效，無法維持真空油箱油位時應及時安排運行人員至就地后啟動直流油泵運行，并手動調整再循環手動門(直流油泵再循環手動門調節靈敏性較高，調整時應緩慢，防止油壓大幅度波動)，將密封油母管壓力調整至0.76-0.81Mpa后將交流密封油泵停運。(3)調整完畢后觀察氫氣壓力穩定無下降趨勢、差壓閥調整正常，密封油差壓穩定在50KPa，主機潤滑油箱油位正常無下降趨勢。(4)安排人員檢查發電機密封瓦處無油滲出，如發生氫氣外泄應將機房窗戶打開并禁止動火。(5)若真空油箱油位很低，確認主密封油泵無出力，應及時將負荷倒換至直流油泵運行后將主密封油泵停運。防止主密封油泵長期吸空氣打空泵而損壞。

5 結語

密封油系統是氫冷發電機組的重要輔助設備，它的基本功能是向密封瓦提供壓力油用于潤滑和密封，同時還具備油溫調節、過濾、汽水分離等功能，為充分發揮這些功能，運行人員了解和掌握該系統的組成和運行注意事項，使其運行參數得到保證，才能保證發電機的安全運行。總之，該系統的穩定運行及良好的維護將直接影響到系統功能的實現和發電機組的安全，應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機組汽輪機運行規程》.

[2]華能井岡山電廠660MW超超臨界火電機組培訓教材《汽輪機設備及系統》.

[3]張磊.大型火力發電機組集控運行.北京：中國電力出版社,2006.

[4]李紅明.田豐．660 MW機組發電機密封油及氫氣系統存在問題分析及對策[J].黑龍江電力,2003,25(1)：56—58．

謝建軍,長沙理工大學熱能與動力工程專業,華能國際井岡山電廠集控運行副值班員。