發(fā)電機密封油系統的運行分析

王田志 呂建超 楊連波

摘 要

本文首先對漏氫事件過程進行詳細描述，并列舉曾發(fā)生的發(fā)電機進油事件，然后對發(fā)電機密封油系統做深入剖析，分析密封油系統日常運行的一些關鍵點，從而確保密封油系統能更加穩(wěn)定地運行。

關鍵詞

事件;原因;參數;分析

中圖分類號： TN967.1;P228.4? ? ? ? ? 文獻標識碼： 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致發(fā)電機漏氫事件分析

1.1.1 事件經過

（1）2013年3月17日，某機組汽輪機打閘惰走至623轉/分時，主控突發(fā)氫油壓差低、空/氫側直流油泵啟動報警，檢查氫油壓差最低到9.4kpa，按廠家試驗結果（密封油壓至少要高于發(fā)電機內氫壓20KPa才能密封發(fā)電機內氫氣），該壓差下密封油已無法密封發(fā)電機內450KPa壓力的氫氣。

（2）正在主控室的相關運行人員發(fā)現第二臺排煙風機已啟動，兩臺風機同時運行，風機入口卻無法建立負壓，意識到發(fā)電機內的氫氣已大量溢出至軸承腔室;現場配合沖轉專工匯報9瓦處有氣帶油噴出，且有煙霧，維修也同時確認，此時發(fā)電機內氫壓正下降，現場測量密封油空側排煙風機出口氫含量高量程100%。

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

（4）氫油壓差報警（35kpa）消除，氫油壓差恢復，現場停止排氫。

（5）查找氫油壓差降低的原因，發(fā)現空側油泵正常應為0.72-0.74MPa，此時已高至0.9MPa，分析應為空側過濾器堵塞，并迅速進行過濾器切換。

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

（7）空側過濾器切換成功后，運行人員檢測GHE空側排煙風機出口氫含量為0。

（8）維修對“濾芯進行更換，并對濾芯室進行清潔”。根據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致空側密封油壓下降到不能維持氫油壓差。空側油的流向為空側油泵-過濾器-壓力表，雖然空側油有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)電機內至少要保持35kPa的氫油壓差。

1.2 發(fā)電機進油事件

1.2.1 事件描述

2002年5月7日，某機組處于商業(yè)運行后首次小修狀態(tài)。發(fā)電機內壓縮空氣卸壓，高壓備用密封油泵在運行，調試人員為試驗剛剛換上去的發(fā)電機密封油系統備用壓差調節(jié)閥，啟動空側交流密封油泵，但并沒有啟動氫側交流密封油泵，導致5分鐘后，氫側回油箱滿溢至消泡箱，主控消泡箱液位高報警出現，盡管主控操縱員迅速停空側交流密封油泵和高壓備用密封油泵，但發(fā)電機進油事故仍然發(fā)生。最終導致發(fā)電機勵端進油，發(fā)電機出口三相封閉母線進油。延長了機組小修時間。

1.2.2 原因分析

這次發(fā)電機進油事件的直接原因是只啟空側交流油泵，而不啟氫側油泵，導致現場無法控制氫側回油箱的油位，暴露了試驗人員對試驗項目風險分析不夠，同時由于現場通訊不暢，最終導致發(fā)電機進油事故的發(fā)生。

2 發(fā)電機密封油系統的參數及運行分析

2.1 運行參數

正常運行時，空側密封油由空側交流電動密封油泵提供，氫側密封油由氫側交流電動密封油泵提供，正常壓力調節(jié)閥自動控制氫油之間壓差，使密封油壓比氫壓高0.084MPa。空側和氫側的密封油冷卻器為一臺運行一臺備用。冷卻器由常規(guī)島閉式冷卻水系統提供冷卻，通過控制冷卻水的流量，使冷卻后的發(fā)電機密封油進油溫度小于52℃。

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

2.2 運行分析

從上述事件及系統原理分析，對日常運行來說，主要有如下幾點值得我們關注和思考：

（1）過濾器刮油除污的必要性

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

為保證密封油系統向發(fā)電機密封瓦連續(xù)不斷地提供合格的密封油，以確保發(fā)電機密封瓦可靠地工作，需定期對密封油系統自潔式過濾器進行旋轉及排污，結合廠家提供的資料，對過濾器運行方式規(guī)定如下：

密封油系統運行過濾器進、出口壓差開關出現壓差高報警或者空側油泵出口壓力超過0.75MPa時對過濾器進行旋轉刮洗并進行排污一次;

對密封油系統運行過濾器進行刮洗時，先確定好運行油過濾器（過濾器切換操作手柄指向的過濾器即為運行過濾器，同時觸摸過濾器壁溫，溫度高者為運行過濾器），然后旋轉運行過濾器頂蓋上黑色塑料手柄3～5圈（順時針、逆時針均可），在確認排污引流軟管排放口放置在臨時接油盤后，用專用操作手柄微開剛剛旋轉的運行過濾器排污閥（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行過濾器排污閥關閉，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軟管中沒有流動油流，以確保排污閥關閉;

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180°至固定槽內，旋緊鎖緊手輪，關閉壓力平衡閥。

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

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，污染地面及設備，并造成油壓下降，使氫油壓差發(fā)生波動，甚至導致備用油源投入。

（2）參數的意義

{1}氫側回油控制箱的液位：正常在±30mm內波動，油位低為-50mm，油位高為50mm。當油位異常時，將出現報警，提醒人員要進行及時的響應：

就地檢查液位;

檢查系統在線正確并作相應調整，維持氫側密封油箱正常液位，必要時通知維修處;

查漏、堵漏并進行補油;

檢查氫壓，必要時補氫，并調整油箱油位正常;

檢查空側、氫側油壓差平衡器，必要時通知維修處。

如果油位過高或全滿可能導致消泡箱液位升高，直至觸發(fā)報警，發(fā)電機進油。

{2}消泡箱液位：正常小于50mm，油位高報警為50mm，由于位置較高，目視視窗液位約為2/3時，觸發(fā)高報。這時應檢查氫側密封油箱油位滿油后，再檢查發(fā)電機機液體探測器內是否有積油（如有積油則稍開相應排污閥排除），并通知維修利用窺視鏡檢查消泡箱液位;檢查與氫側密封油箱油位相關閥門在線是否正確;稍稍開啟消泡箱放油閥來降低其液位，以檢驗其報警的真實性;通知維修人員對相關信號進行檢查;若處理無效，則應停止氫側密封油的運行。

因此，消泡箱液位高時，將導致手動停止氫側密封油泵運行，還有可能使氫側油漏入發(fā)電機危急發(fā)電機安全，甚至導致停機。

{3}密封油的油溫：正常空、氫側冷油器出口溫度控制在38～49℃。密封油運行的溫度對發(fā)電機的運行質量影響很大。密封油溫度高所帶來的負面影響：

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

油溫較高時，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，進而補氫量和氫氣去濕量也成倍增加。

油溫較高時，油蒸氣更容易揮發(fā)進入發(fā)電機，污染定子和轉子線圈。

當油系統中存有雜質時，較大的油流量更容易將雜質帶入密封環(huán)中去，引起密封環(huán)或轉軸不必要的磨損。

因此，在發(fā)電機轉軸的振動滿足要求的情況下，采用較低的密封油油溫，對發(fā)電機的長期安全、經濟運行是有利的。

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

3 結束語

發(fā)電機密封油系統的油壓與氫氣壓力的平衡以及油溫高低對發(fā)電機穩(wěn)定運行起著至關重要的作用，深入了解發(fā)電機密封油系統并運用在日常工作中是保障機組安全運行的前提。

參考文獻

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