昌江核電2GHE系統(tǒng)調(diào)試經(jīng)驗總結(jié)

黃鵬飛　李苗葉

【摘 要】發(fā)電機密封油系統(tǒng)（GHE）主要功能是給發(fā)電機兩端的密封瓦提供壓力油，防止氫氣泄露；防止空氣和濕氣通過密封瓦進入發(fā)電機內(nèi)部，保持發(fā)電機繞組干燥，并維持氫氣的高純度。對于氫冷汽輪發(fā)電機組，確保其不發(fā)生氫氣外漏、保持發(fā)電機內(nèi)氫氣純度、避免發(fā)電機進油是3項極為重要的安全指標(biāo)，系統(tǒng)自動控制的可靠性對完成這3項指標(biāo)起著重要作用。本文針對調(diào)試過程中遇到的問題，通過調(diào)研與課題相關(guān)的文獻、成果，針對這些不足，最終給出改進建議。

【關(guān)鍵詞】密封油；排油浮球閥；備用油源；減壓閥

1 系統(tǒng)簡介

GHE系統(tǒng)是發(fā)電機密封油系統(tǒng)，它主要有兩方面的功能：一方面，給發(fā)電機軸兩端的密封瓦提供壓力油，防止氫氣泄漏；另一方面，防止空氣和濕氣通過密封油進入發(fā)電機內(nèi)部，保持發(fā)電機繞組干燥，并維持氫氣的高純度。

GHE系統(tǒng)分為空側(cè)密封油系統(tǒng)和氫側(cè)密封油系統(tǒng)。密封瓦配備在發(fā)電機殼體的兩個端部，此處是軸穿出氣密罩處，防止H2溢出。密封瓦有兩個環(huán)形槽，允許兩個單獨的循環(huán)。空側(cè)密封油進入密封瓦的外部槽，流向發(fā)電機殼體的外部；氫側(cè)密封油進入密封瓦的內(nèi)部槽，流向發(fā)電機殼體的內(nèi)部。正常運行情況下空側(cè)密封油壓力由差壓閥控制，將氫油壓差維持在84kPa；氫側(cè)密封油壓力由兩個平衡閥控制，精確的跟蹤空側(cè)密封油壓力，使兩個循環(huán)之間交換的油量最小，這樣可以保證發(fā)電機內(nèi)部H2的污染也最小。

兩側(cè)密封油系統(tǒng)分別配備一臺交流密封油泵、一臺直流密封油泵、兩臺并聯(lián)的冷油器和兩臺并聯(lián)過濾器。正常情況下使用交流密封油泵，直流密封油泵作為緊急情況的備用，不能保證機組長時間運行。為提高系統(tǒng)可靠性，空側(cè)密封油還另設(shè)高壓備用油源和低壓備用油源。高壓備用油源取自主油泵和高壓備用密封油泵的出口，低壓備用油源取自交流潤滑油泵出口。正常運行情況下主油泵作為空側(cè)密封油第一備用油源，高壓備用密封油泵作為第二備用油源，直流密封油泵為第三備用油源，低壓備用油源只能在發(fā)電機內(nèi)部低氫壓下使用。備用油源上的備用差壓閥可以將氫油壓差維持在56kPa。

2 調(diào)試過程簡介

由于GHE的油源來自GGR系統(tǒng)，GHE系統(tǒng)的調(diào)試在GGR系統(tǒng)具備啟動條件后才能進行。在調(diào)試過程中啟動GHE系統(tǒng)前必須首先啟動GGR系統(tǒng)為GHE系統(tǒng)供油，同時由于氫側(cè)密封油壓力是跟蹤空測密封油壓力，在啟動過程中空側(cè)密封油泵應(yīng)先啟后停。

整個GHE調(diào)試階段包括TP GHE 10和TP GHE 50，各部分主要內(nèi)容如下：

TP 2 GHE 10是發(fā)電機密封油系統(tǒng)試驗，主要是驗證各信號及報警裝置、聯(lián)鎖的正常動作；空側(cè)交、直流密封油泵與氫側(cè)交、直流密封油泵的正常運轉(zhuǎn)及備用、聯(lián)鎖動作正常。

TP 2 GHE 50是發(fā)電機密封油系統(tǒng)熱態(tài)功能試驗，主要是驗證發(fā)電機內(nèi)氫壓高于2bar時氫側(cè)回油箱排油正常；額定氫壓情況下空側(cè)備用油源動作正常；熱態(tài)工況下差壓調(diào)節(jié)閥和平衡閥動作正常。

3 試驗主要問題及處理

3.1 GHE排油浮球閥低氫壓下不能排油

氫側(cè)回油箱液位控制原理（上圖）：液位低時，右側(cè)浮球下降，自動補油浮球閥807VH打開，通過809VH補油，807VH故障無法開啟時，手動打開810VH強制補油；液位高時，左側(cè)浮球上升，自動排油浮球閥806VH打開，通過803VH排油，806VH故障無法開啟時，手動打開811VH強制排油；也可以通過氫側(cè)密封油泵出口023VH低壓排油至空側(cè)。

氫側(cè)回油箱自動排油是利用油箱內(nèi)與發(fā)電機相通的氫氣壓力進行排油。氫側(cè)回油箱在高氫壓情況下，自動排油/補油浮球閥動作正常，液位可以自動調(diào)節(jié)。但在低氫壓情況下，排油浮球閥即使打開也不能完成排油，這是因為空側(cè)靜壓大于氫側(cè)回油箱油壓。液位高引起排油浮球閥動作打開時，液位不降反漲，在這種情況下，需要微開低壓排油閥023VH，并關(guān)閉排油閥803HV防止排油進入氫側(cè)回油箱。

低氫壓、低液位時，按浮球閥控制原理，排油浮球閥應(yīng)該關(guān)閉，不會受空側(cè)靜壓大于氫側(cè)回油箱油壓影響。但試驗中發(fā)現(xiàn)，此種工況下排油浮球閥關(guān)閉不嚴(yán)，803VH這一段管路會持續(xù)給油箱補油。

由于低氫壓工況下，不管液位高低，排油浮球閥均會有一開度給氫側(cè)回油箱補油。所以發(fā)電機不充氫或低氫壓運行工況下，自動排油這一路油管不可用。只能保持低壓排油023VH有一開度，與系統(tǒng)補油達(dá)到動態(tài)平衡。

3.2 高備泵無法作為空側(cè)密封油的備用

發(fā)電機氣密性試驗完畢后，空氣壓力維持在0.5MPa。啟動GGR010PO，手動開啟空側(cè)密封油高壓備用油源供油閥GHE009VH查看備用油源壓力GHE009LP壓力正常在0.88MPa。在KIC中將GHE003PO置于“聯(lián)鎖”位置，停運GHE001PO。此時隨著GHE001MPd的壓力變化情況，備用壓差調(diào)節(jié)GHE402VH應(yīng)該投運，氫-油壓差降低并最終維持在0.056Mpa穩(wěn)定值。但現(xiàn)場試驗時發(fā)現(xiàn)交流密封油泵停運的瞬間，高壓備用油壓力低001SP會觸發(fā)，因為直流密封油泵在聯(lián)鎖位置，所以003PO會啟動，001MPd最終會穩(wěn)定在0.084MPa。

原因分析為高壓備用油源上減壓閥整定值偏小，在備有油源投入后減壓閥后有流量經(jīng)過，壓力降低，試驗前觀測到的0.88MPa實為憋壓導(dǎo)致。所以出現(xiàn)上述問題是高壓備用油壓力確實低，才導(dǎo)致交流密封油泵停運后001SP會瞬時觸發(fā)。

保證高壓備用油源這一路投運的條件下，調(diào)整高壓備用油源上減壓閥，使之穩(wěn)定在0.88MPa。重新驗證高壓備用油源的聯(lián)鎖，結(jié)果正常。

4 總結(jié)及改進意見

GHE系統(tǒng)是發(fā)電機重要的輔助系統(tǒng)，它的功能十分簡單卻及其重要，GHE系統(tǒng)的正常運行是發(fā)電機正常運行的必要前提。GHE系統(tǒng)的異常有可能導(dǎo)致發(fā)電機漏氫量增大，嚴(yán)重時將導(dǎo)致發(fā)電機降負(fù)荷運行甚至解列。從系統(tǒng)安裝到調(diào)試移交過程中要嚴(yán)格把關(guān)，確保萬無一失。尤其是對于關(guān)鍵步驟，如差壓調(diào)節(jié)閥、平衡閥、氫側(cè)回油箱以及備用油源管線等。正常運行時要密切關(guān)注氫油壓差、空氫側(cè)密封油壓差、氫側(cè)回油箱液位等關(guān)鍵參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，確保系統(tǒng)的正常運行。同時調(diào)試過程中需要注意以下幾點：

1）GHE系統(tǒng)啟動前應(yīng)切除平衡閥上的差壓表，只有當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，才可以投入運行，防止因系統(tǒng)不穩(wěn)定損壞表計。

2）GHE系統(tǒng)啟動前空側(cè)密封油泵旁路閥應(yīng)當(dāng)打開，待系統(tǒng)穩(wěn)定后逐步關(guān)閉該閥，防止因主差壓閥調(diào)節(jié)遲緩，空側(cè)密封油壓力過高或油壓振蕩。

3）如果系統(tǒng)在啟動時或運行過程中，出現(xiàn)系統(tǒng)油壓周期性的振動，應(yīng)立即逐步關(guān)閉主差壓閥油壓信號隔離閥，保護主差壓閥不被損壞，待系統(tǒng)油壓穩(wěn)定后，再根椐需要逐步開大該油壓信號隔離閥。油壓信號隔離閥關(guān)閉和開啟過程時間長短，以油壓周期性的振動消失為依據(jù)。油壓信號隔離閥開啟程度為手柄關(guān)閉后，反向開啟1圈左右。

4）氫側(cè)回油箱排油浮球閥手動隔離閥在低氫壓或無壓情況下一定要關(guān)閉，防止排油浮球閥不嚴(yán)倒油進氫側(cè)回油箱。

5）氫側(cè)密封油泵停運前應(yīng)將氫側(cè)回油箱液位降至-150mm以下，防止管路中余油在重力作用下回油使氫側(cè)回油箱滿溢導(dǎo)致發(fā)電機進油。

盡管在調(diào)試過程中遇到了大量的問題，但是在大家的共同努力下，按時完成了全部調(diào)試工作，在長時間的試運行和汽輪機沖轉(zhuǎn)的過程中，系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定，滿足機組長期運行的要求。本文對系統(tǒng)在運行操作上提出一些建議，以提高系統(tǒng)本身對相應(yīng)故障的處理能力，確保機組安全穩(wěn)定運行。

【參考文獻】

[1]胡瑜.GHE系統(tǒng)手冊[Z].華東電力設(shè)計院，2011（7）.

[責(zé)任編輯：田吉捷]