對油中異物引起發(fā)電機(jī)漏氫量大的檢查及處理

常濱 釗學(xué)明

摘 要：本文介紹了鄒縣電廠1000MW機(jī)組大修后出現(xiàn)發(fā)電機(jī)漏氫量大的重大缺陷，并對密封油中進(jìn)入異物引起發(fā)電機(jī)漏氫量大及治理情況進(jìn)行了分析總結(jié)，對今后1000MW機(jī)組密封瓦的檢修維護(hù)具有借鑒意義，同時(shí)對機(jī)組的安全運(yùn)行具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：密封瓦；漏氫量大；鐵屑；治理

1 設(shè)備概況

1.1 主要技術(shù)參數(shù)

1）密封油油質(zhì)：同汽機(jī)潤滑油；2）密封油油量：230 L/min；3）密封瓦進(jìn)油溫度：45℃；4）密封瓦出油溫度：≤70℃；5）密封瓦油壓大于機(jī)內(nèi)氫壓：0.055±0.02（MPa）。

1.2 概述

發(fā)電機(jī)密封瓦（環(huán)）所需用的油，即汽輪機(jī)軸承潤滑油，人們習(xí)慣上按其用途稱之為密封油。密封油系統(tǒng)專用于向發(fā)電機(jī)密封瓦供油，且使油壓高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓（氣壓）一定數(shù)量值，以防止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣沿轉(zhuǎn)軸與密封瓦之間的間隙向外泄漏，同時(shí)也需防止油壓過高而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)內(nèi)大量進(jìn)油，故密封油系統(tǒng)在密封油泵出口設(shè)置了油氫差壓閥以自動(dòng)調(diào)節(jié)油氫差壓符合0.055

±0.02MPa的要求，油、氫壓力取樣分別取自發(fā)電機(jī)勵(lì)端密封油進(jìn)油管、密封油膨脹箱底部。密封油系統(tǒng)是根據(jù)密封瓦的形式而決定的，最常見的有雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)和單流環(huán)式密封油系統(tǒng)。鄒縣電廠1000MW機(jī)組密封油系統(tǒng)為單流環(huán)式密封油系統(tǒng)。

1.3 系統(tǒng)工作原理

密封油系統(tǒng)中主要包括：正常運(yùn)行回路、事故運(yùn)行回路、緊急密封回路、自密封回路、真空裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置及開關(guān)表盤等。這些回路和裝置可以完成密封油系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)、信號(hào)輸出和報(bào)警功能。

1）正常運(yùn)行回路：

2）事故運(yùn)行回路（主密封油泵均故障或密封油真空箱故障）：

3）緊急密封回路：

此運(yùn)行回路的作用是在主密封油泵和直流油泵都失去作用的情況下，軸承潤滑油直接作為密封油源密封發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣。此時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣壓力必須降到0.05MPa～0.02MPa。

4）自密封回路（該方式一般用于機(jī)組停運(yùn)后，發(fā)電機(jī)內(nèi)有壓力，主機(jī)潤滑油短時(shí)停運(yùn)工況）：

2 設(shè)備缺陷情況

1）鄒縣發(fā)電廠#8機(jī)組2014年4月份大修結(jié)束，機(jī)組并網(wǎng)后計(jì)算發(fā)電機(jī)漏氫量為22.18Nm3/天，發(fā)電機(jī)漏氫量偏大。對#8機(jī)整個(gè)涉氫區(qū)域進(jìn)行了多次的系統(tǒng)排查均未查到明顯泄漏點(diǎn)。

2）與此同時(shí)密封油浮子油箱內(nèi)出現(xiàn)間歇性異音，并伴隨油位波動(dòng)。為消除該缺陷，對浮子油箱進(jìn)行了隔離操作，隔離前發(fā)電機(jī)汽端密封油壓比勵(lì)端高5kPa左右，在隔離過程中密封油壓出現(xiàn)波動(dòng)造成汽端密封油壓比勵(lì)端高19kPa左右，始終沒有恢復(fù)到隔離之前的差值。檢查浮球閥未發(fā)現(xiàn)異常，復(fù)裝后油位波動(dòng)情況好轉(zhuǎn)，能夠控制浮子油箱油位在油箱中心線以上。然而發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力下降速度大幅增加，計(jì)算發(fā)電機(jī)漏氫量達(dá)90 Nm3/天，大幅超過12Nm3/天的設(shè)計(jì)漏氫量。

3 缺陷分析

1）根據(jù)檢修記錄，復(fù)裝時(shí)密封瓦間隙值符合規(guī)程和廠家設(shè)計(jì)要求。

2）對#8機(jī)整個(gè)涉氫區(qū)域進(jìn)行了多次的系統(tǒng)排查均未查到明顯泄漏點(diǎn)。測量空氣析出箱排氣口氫氣含量大，主機(jī)油箱排氣口也測出有少量氫氣。

3）檢修人員將#8發(fā)電機(jī)漏氫檢測儀與#7發(fā)電機(jī)漏氫檢測儀主機(jī)交換，送電后兩臺(tái)儀表指示一致。

4）檢修人員對#8發(fā)電機(jī)密封油油氫差壓在45kPa至75kPa范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，隔離#8發(fā)電機(jī)氫氣純度儀，觀察#8發(fā)電機(jī)漏氫無明顯減小。

5）相繼隔離#8發(fā)電機(jī)A、B、C、D氫氣冷卻器，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓變化無明顯變化，各氫氣冷卻器放空氣門處測量無漏氫。

6）手測#8機(jī)密封瓦汽端、勵(lì)端空側(cè)回油管氫氣含量均為0LEL。測量空氣析出箱排氣口氫氣含量均為113LEL，且排氣量大。

7）關(guān)閉#8機(jī)密封油浮子油箱出口手動(dòng)門3.5秒，浮子油箱內(nèi)部油位上升30mm，初步測算氫側(cè)密封油回油流量為188.5L/min（未扣除浮子油箱內(nèi)部管道和浮球容積）。

8）根據(jù)以上#8發(fā)電機(jī)漏氫排查情況和現(xiàn)場密封油系統(tǒng)存在的異常情況，發(fā)電機(jī)漏氫量大的原因初步分析為發(fā)電機(jī)勵(lì)端氫側(cè)密封瓦存在間隙異常情況，原因如下：a.現(xiàn)場測量發(fā)電機(jī)汽端和勵(lì)端氫側(cè)回油量為180L/min左右，大于40L/min的設(shè)計(jì)值。b.發(fā)電機(jī)勵(lì)端回油溫度為46℃，汽端為64℃。c.發(fā)電機(jī)密封油進(jìn)油壓力汽端比勵(lì)端高19kPa左右。d.汽端和勵(lì)端空側(cè)回油母管在線漏氫監(jiān)測儀無報(bào)警，手測氫氣含量為0。e.浮子油箱油位波動(dòng)，雖然油位能夠穩(wěn)定在中心線以上，但從浮子油箱油位計(jì)觀察，油中氣泡較多。

4 治理情況

1）利用#8機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)，檢修人員對#8發(fā)電機(jī)勵(lì)端密封瓦進(jìn)行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)如下情況：a.打開密封瓦觀察孔端蓋后發(fā)現(xiàn)密封瓦固定彈簧上有積存鐵屑。b.密封瓦解體后發(fā)現(xiàn)兩密封瓦塊之間有積存鐵屑，結(jié)合面處固定彈簧及密封瓦塊之間有積存鐵屑。c.氫側(cè)密封瓦上瓦有1/3瓦塊磨損出溝痕，鎢金面有麻坑。d.勵(lì)端密封瓦處軸頸有兩條深約1.0mm、寬約1.5mm的溝痕，與密封瓦配合處軸頸較未磨損軸頸半徑方向低約0.1～0.2mm。e.從密封瓦座中清理出大量碎鐵屑。

2）原因分析：a.軸承蓋吊出后，檢查密封瓦卡澀不動(dòng)，密封瓦圓周間隙不均，氫側(cè)密封瓦北部間隙較南側(cè)大，間隙小的區(qū)域發(fā)生磨損，間隙大的區(qū)域密封油流量大。氫側(cè)密封瓦泄油量大引起密封油壓低，密封效果差，氫氣隨氫側(cè)密封油進(jìn)入密封油膨脹箱、浮子油箱，從空氣析出箱及主油箱排煙風(fēng)機(jī)排出。檢查情況與修前的缺陷分析情況相吻合。b.清理出的碎鐵屑經(jīng)確認(rèn)為機(jī)加工車削出的鐵屑。#8機(jī)大修期間發(fā)電機(jī)大端蓋返東方電機(jī)廠加工密封面消除錯(cuò)口問題。初步分析為發(fā)電機(jī)端蓋結(jié)合面處理時(shí)未做好防護(hù)進(jìn)入密封油通道，在設(shè)備復(fù)裝過程中對油管道未吹掃干凈，密封油系統(tǒng)投運(yùn)后鐵屑由發(fā)電機(jī)端蓋上油孔進(jìn)入密封瓦導(dǎo)致密封瓦卡澀、磨損。c.密封油中有異物，進(jìn)入密封瓦和軸頸配合間隙，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)將軸頸磨傷。

3）處理情況：a.更換勵(lì)端氫側(cè)、空側(cè)密封瓦，將密封瓦在專用胎具上進(jìn)行研刮至間隙合格，復(fù)裝時(shí)調(diào)整密封瓦與發(fā)電機(jī)大軸間隙合格。瓦殼全部解體，用壓縮空氣吹掃密封瓦進(jìn)油通道，清理干凈后組裝，采用1102型密封膠，復(fù)裝后用搖表測量絕緣合格。b.外委專業(yè)技術(shù)人員修復(fù)勵(lì)端密封瓦處軸頸，密封瓦研磨合格。c.汽端密封瓦處軸頸檢查無異常，密封瓦殼全部解體，用壓縮空氣吹掃密封瓦進(jìn)油通道，清理干凈后復(fù)裝。d.對密封油膨脹箱、浮子箱、真空箱、密封油真空泵出口分離器進(jìn)行清理，經(jīng)化學(xué)驗(yàn)收合格，檢查油箱內(nèi)無異物；對密封油真空箱浮球閥、浮子油箱浮球閥進(jìn)行解體檢查，活塞無毛刺，活動(dòng)靈活無卡澀，更換閥芯密封件后復(fù)裝；檢查密封油真空箱噴嘴無堵塞、無松動(dòng)。

4）機(jī)組并網(wǎng)后發(fā)電機(jī)汽端、勵(lì)端密封油壓力偏差在1kPa左右，漏氫量約15Nm3/天。發(fā)電機(jī)漏氫量較停機(jī)前有明顯降低，恢復(fù)至正常水平。

5 結(jié)語

通過對#8發(fā)電機(jī)漏氫量大的分析及處理，我們要認(rèn)真吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高設(shè)備檢修水平，樹立清潔檢修意識(shí)，油系統(tǒng)部件解體后及時(shí)封堵，做好防范異物措施；油系統(tǒng)設(shè)備復(fù)裝前要用面團(tuán)、壓縮空氣等清理干凈；潤滑油系統(tǒng)投運(yùn)前要濾油至NAS7級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)加強(qiáng)隱患排查力度，做好風(fēng)險(xiǎn)分析，努力提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，保證機(jī)組修后長周期運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 1000MW氫油水系統(tǒng)設(shè)備說明書.東方電機(jī)控制設(shè)備有限公司，2005（9）.

作者簡介：常濱（1981-），男，本科，工程師，主要從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行專業(yè)管理工作；釗學(xué)明（1977-），男，本科，工程師，主要從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。