1030MW機組單流環密封油系統管道振動原因分析及處理

趙英兵+崔敬偉+袁付中+馮國強

摘 要：國家電投河南電力有限公司平頂山發電分公司#1、#2發電機密封油系統采用單流環密封瓦結構。從2015年2～11月密封油系統發現振動以來，#1、#2發電機密封油系統共計出現振動40次，平均每月出現故障4次。公司2臺發電機密封油系統在故障時伴隨著密封油系統管道振動、備用油泵聯啟等異常問題做出全面分析，采取相對應的技術改造予以解決。

關鍵詞：密封油系統管道 振動 浮球 濾網 處理

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（b）-0085-02

國家電投河南電力有限公司平頂山發電分公司#1、#2發電機為哈爾濱發電機有限公司生產的QFSN-1030三項同步發電機。發電機密封油系統采用單流環密封瓦結構。2臺發電機分別于2010年10月和2010年12月相繼投入運行。2015年初以來公司2臺發電機密封油系統在運行中多次出現密封油系統管道振動、備用油泵聯啟等異常問題，嚴重影響密封油系統及發電機的運行安全。

1 密封油系統異常情況原因分析及處理

1.1 密封油系統運行狀況

從2015年2～11月密封油系統發現振動以來，#1、#2發電機密封油系統共計出現振動40次，平均每月出現故障4次。

其中2015年10月30日，#1發電機密封油系統癱瘓，機組面臨漏氫、停機危險。密封油箱內大量氣泡，造成油箱虛假油位，主密封油泵出力下降，泵內吸入空氣，造成油泵汽蝕，泵振動增大，噪聲增大，聯啟事故油泵，密封油系統管道振動劇烈，系統面臨崩潰邊緣。系統振動劇烈，單臺事故油泵運轉，隨時有停運的可能，機組面臨機組漏氫、減負荷、停機危險。針對這種情況，迅速進行系統隔離，由潤滑油直接對事故油泵進行供油，隔離密封油真空油箱，排凈油箱內存油，人員進入真空油箱內對油箱內的所有泵的入口濾網進行清掃，并在浮球上面加上事先已經計算好的配重，密封油系統恢復正常，及時消除了因密封油系統癱瘓，避免了機組漏氫、停機的危險。

密封油系統管道振動時運行密封油泵電流及出口壓力波動較大，潤滑油致密封油補油管噪聲大，密封油出口母管振動大，并伴隨著劇烈振動，減小潤滑油補油閥開度，并加開浮子油箱回油開度，降低真空油箱油位，振動減小，出口油壓趨于穩定，但密封油真空油箱油位降低后，發電機氫氣純度逐步降低至95%以下，需要每24 h定期對發電機排污閥進行排污并補氫，以保持發電機內氫氣純度合格，保證機組正常安全運行。圖1為#1發電機組密封油泵電流曲線圖，圖中圓圈區域為密封油系統振動時電流波動曲線。

1.2 原因排查

根據上述密封油運行狀況，判斷造成2臺機組密封油系統管道振動的原因是由于密封油系統安裝時真空油箱內油面不穩定。造成密封油真空油箱油位低的原因可能如下：

（1）安裝時密封油真空油箱浮子質量輕。

浮球閥的原理：真空油箱的油位由箱內裝配的浮球閥進行自動控制，浮球閥的浮球隨油位的高低而升降，從而調節浮球閥的開度，這樣使真空油箱的油位得到控制。

通過機組停運時期對浮球稱重，得知浮球質量較輕，在油箱內含有泡沫時不能穩定的體現油位，造成虛假油位。浮球閥在真空油箱中進行上下浮動，使得閥門不停地開關，是造成補油管道振動大的主要原因。

（2）機組停運后沒有及時清理濾網。

經過查看機組停機檢修項目，得知在停機檢修期間未對密封油真空油箱內的密封油泵及密封油再循環泵濾網進行清掃，由于濾網堵塞，造成油泵入口汽蝕余量降低，容易產生汽蝕，切換至備用油泵運行也無法改善汽蝕現象，最終造成密封油管道出現振動現象。

（3）主密封油泵、事故油泵、再循環泵振動大。

對#1發電機密封油主油泵、事故油泵、密封油再循環泵進行振動值測量：在密封油系統振動時，它們的振動值分別為0.03 mm、0.06 mm、0.08 mm，均超過標準值。對油泵進行現場解體檢查，得知油泵中心在正常范圍內、軸承完好、對輪墊圈完好。但油泵在真空油箱油位正常時，振動值均<0.03 mm，在正常范圍內。

（4）機組停運后，密封油系統進油溫度低。

機組停運后，測量得知密封油系統進油溫度在25 ℃以下。當油箱內油溫低于25 ℃時，密封油粘度增大，密封油泵進油量減少，密封油泵汽蝕余量降低，造成主密封油泵開始振動，供油裝置管道出現振動、嘯叫，DCS顯示油泵電流出現1～2 A的擺動，并呈下降趨勢。但當采取措施使潤滑油溫升高至25 ℃后，主密封油泵振動消失，電流維持在正常20～21 A，此時油泵出口壓力穩定在0.9 MPa（合理值范圍內）。

2 處理措施

（1）對密封油真空油箱浮球進行浮力計算、配重。

利用機組停運期間對密封油真空油箱浮子進行拆除，進行浮力計算，在固定浮子的螺桿上加1.85 kg的配重，提高浮球的穩定性，又不至于真空油箱油位過高。另外，在浮子周圍圍起來一個穩定油面區域，使浮子能夠穩定的控制油位，不會出現上下浮動。

附：

m=m球+m配重

R球=115 mm，G排=1/3V球

L1=150 mm，m球=0.35 kg

m配重=1.85 kg

（2）機組停運后及時清理泵入口濾網。

在機組停機時間允許的前提下（停機時間在10 d以上），對機組退氫、密封油系統進行退油，然后對密封油泵、密封油循環泵、真空油箱補油濾網進行清理。

（3）機組停運后，保持密封油進油溫度在25 ℃以上并更換濾網。

①機組停運后，與運行保持緊密聯系，減少主機冷油器冷卻水量，確保真空油箱內的油溫保持在25 ℃以上。

②將密封油濾網由50目改為20目，減小濾網目數，增加油泵在停機后進油量，在機組停運后，即使油溫降至20 ℃的情況下也能保證油泵進油量，保證油泵不發生振動。

（4）經過上述措施執行后之后，未再發生密封油管道系統振動、密封主油泵、密封油再循環泵電流及出口油壓大幅波動、噪聲大及真空油箱充滿氣泡現象，徹底解決了密封油系統管道振動問題。

3 結語

單流環密封油系統運行中出現頻繁振動、油泵電流及油泵出口油壓大幅波動對發電機影響很大，給機組的正常運行帶來很大的安全隱患，若運行中因為管道振動造成密封油系統停運，會造成發電機內氫氣外漏嚴重，遇到發電機兩側接地碳刷產生的火花，就會引起爆炸，造成設備損壞和人員的傷亡。

參考文獻

[1] 東方電機股份有限公司.300MW汽輪發電機氫、油、水控制系統說明書[Z].

[2] 張軍.引進型300MW發電機組密封油系統的技術特點及異常分析[J].現代制造，2005（9）：23-26.