發(fā)電機(jī)單流環(huán)密封油系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理

王志強(qiáng)

(國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

發(fā)電機(jī)單流環(huán)密封油系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理

王志強(qiáng)

(國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

介紹發(fā)電機(jī)單流環(huán)密封油系統(tǒng)的主要設(shè)備和4種運(yùn)行方式，分析發(fā)電機(jī)進(jìn)油、密封效果差、真空油箱故障等密封油系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法，并針對(duì)單流環(huán)密封油系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出操作過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。

發(fā)電機(jī)；密封油；單流環(huán)；差壓；漏油；漏氫

火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)主要以單流環(huán)式密封油系統(tǒng)和雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)為主。由于單流環(huán)密封油系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，同時(shí)具備密封油真空凈化功能，而被國(guó)內(nèi)越來(lái)越多大型氫冷汽輪發(fā)電機(jī)所采用[1]。單流環(huán)密封油系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中操作繁瑣，經(jīng)常由于操作不當(dāng)或不及時(shí)造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油、氫氣外泄、密封油外泄等問(wèn)題。以下以某300 MW汽輪機(jī)組單流環(huán)密封油系統(tǒng)為例，介紹其系統(tǒng)組成、不同工況應(yīng)選擇的運(yùn)行方式，并論述了系統(tǒng)可能發(fā)生的問(wèn)題及相應(yīng)處理方法。

1 密封油系統(tǒng)概述

1.1 設(shè)備情況

單流環(huán)密封油系統(tǒng)主要由差壓閥、回油擴(kuò)大槽、浮子油箱、真空裝置、油泵、密封瓦等設(shè)備組成。

a. 差壓閥用于自動(dòng)調(diào)整密封瓦進(jìn)油壓力，使該壓力自動(dòng)跟蹤發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力且使油-氫壓差穩(wěn)定在所需的范圍之內(nèi)。

b. 發(fā)電機(jī)兩端的密封油通過(guò)氫側(cè)排油管回到回油擴(kuò)大槽，能夠?qū)⒂椭袣錃獯罅酷尫懦鰜?lái)。回油擴(kuò)大槽內(nèi)部為橫向隔斷，使發(fā)電機(jī)兩端回油形成一個(gè)油封。

c. 氫側(cè)回油經(jīng)回油擴(kuò)大槽后進(jìn)入浮子油箱，該油箱的作用是使油中的氫氣進(jìn)一步分離，浮子油箱內(nèi)部裝有自動(dòng)控制油位的排油控制型浮球閥，以使該油箱中的油位保持在一定的范圍之內(nèi)，防止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣外泄。

d. 真空裝置中的設(shè)備主要包括真空油箱、真空泵和再循環(huán)泵，這些設(shè)備是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中的油凈化設(shè)備。真空泵不間斷工作，保持真空油箱中的真空度，同時(shí)，將空氣和水分抽出并排放掉。

e. 密封油系統(tǒng)主要有2臺(tái)主交流油泵、1臺(tái)直流油泵、1臺(tái)再循環(huán)油泵。

f. 發(fā)電機(jī)單流環(huán)密封瓦為8塊組合結(jié)構(gòu)，分為氫側(cè)瓦和空側(cè)瓦，密封油沿氫側(cè)瓦和空側(cè)瓦之間的環(huán)形油溝進(jìn)入轉(zhuǎn)軸與密封瓦之間的間隙，再分別向兩側(cè)流動(dòng)。

1.2 運(yùn)行方式

1.2.1 正常運(yùn)行方式

單流環(huán)密封油系統(tǒng)正常運(yùn)行回路，見(jiàn)圖1。

圖1 單流環(huán)密封油系統(tǒng)正常運(yùn)行回路

1.2.2 事故運(yùn)行方式

當(dāng)2臺(tái)交流密封油泵均不能啟動(dòng)時(shí)，采用事故運(yùn)行方式。該運(yùn)行方式需要對(duì)氫氣純度加強(qiáng)監(jiān)視，定時(shí)排補(bǔ)氫，盡快投入正常運(yùn)行回路。單流環(huán)密封油系統(tǒng)事故運(yùn)行回路，見(jiàn)圖2

圖2 單流環(huán)密封油系統(tǒng)事故運(yùn)行回路

1.2.3 潤(rùn)滑油供油運(yùn)行方式

該運(yùn)行方式適用于機(jī)組油系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中充氫氣前。潤(rùn)滑油供油運(yùn)行回路見(jiàn)圖3。

圖3 單流環(huán)密封油系統(tǒng)潤(rùn)滑油供油運(yùn)行回路

1.2.4 補(bǔ)充運(yùn)行方式

機(jī)組啟動(dòng)準(zhǔn)備階段當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)充有氫氣，而潤(rùn)滑油系統(tǒng)需要應(yīng)急停運(yùn)時(shí)，可采用此種運(yùn)行方式，但必須保證密封油真空箱高真空，以利于循環(huán)暢通。單流環(huán)密封油系統(tǒng)補(bǔ)充運(yùn)行回路，見(jiàn)圖4。

圖4 單流環(huán)密封油系統(tǒng)補(bǔ)充運(yùn)行回路

2 密封油系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 發(fā)電機(jī)進(jìn)油

密封油系統(tǒng)發(fā)電機(jī)進(jìn)油通常由2種原因造成：油氫差壓過(guò)高；氫側(cè)回油不暢。油氫差壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致密封瓦泄油量增加，嚴(yán)重時(shí)密封油會(huì)從氫側(cè)油檔處溢出，造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。因此油氫差壓應(yīng)作為重要參數(shù)，運(yùn)行中給與高度重視，油氫差壓偏離額定值應(yīng)及時(shí)調(diào)整差壓閥。氫側(cè)回油不暢會(huì)造成浮子油箱滿油，回油擴(kuò)大槽油位升高甚至滿油，氫側(cè)排油滿油后，造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。通常發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力小于0.05 MPa時(shí)，浮子油箱內(nèi)浮球閥動(dòng)作緩慢，將會(huì)引起排油不暢，因此，開(kāi)啟排氫風(fēng)機(jī)，使空氣抽出槽形成微負(fù)壓，浮子油箱旁路運(yùn)行，增大氫側(cè)回油能力。機(jī)內(nèi)氣體壓力大于0.05 MPa時(shí)，為防止氫側(cè)回油管路“油封段”被破壞，投入浮子油箱運(yùn)行。

正常運(yùn)行時(shí)，如果擴(kuò)大槽油位過(guò)高而導(dǎo)致其溢油管路上設(shè)置的油、水泄漏報(bào)警裝置報(bào)警，應(yīng)立即將浮子油箱退出運(yùn)行，改用旁路排油，此時(shí)應(yīng)根據(jù)旁路上的液位指示器操作旁路閥門(mén)開(kāi)度，而且應(yīng)密切監(jiān)視，隨時(shí)保持油位在液位信號(hào)器的中間位置。

2.2 密封效果差

發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油密封效果差可能由2種原因造成：油氫差壓過(guò)低；氫側(cè)回油管路“油封段”破壞。

油氫差壓過(guò)低可能造成機(jī)內(nèi)氣體通過(guò)密封瓦外泄，氣體外泄同時(shí)攜帶密封油及潤(rùn)滑油自軸承外側(cè)油擋排出，造成發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油外漏。油氫差壓過(guò)低的原因：壓差調(diào)節(jié)閥跟蹤性能不好，應(yīng)重新調(diào)試壓差調(diào)節(jié)閥，如差壓閥卡澀，可對(duì)其進(jìn)行解體處理或換新；油過(guò)濾器堵塞，造成油氫壓差過(guò)低，此時(shí)應(yīng)對(duì)油過(guò)濾器進(jìn)行清理。

氫側(cè)回油管路“油封段”破壞。氫側(cè)回油管路“油封段”由回油擴(kuò)大槽、浮子油箱(浮子油箱旁路)、空氣抽出槽及其管路組成，見(jiàn)圖5。

圖5 氫側(cè)回油管路“油封段”結(jié)構(gòu)示意

當(dāng)浮子油箱旁路運(yùn)行時(shí)，此“油封段”起到密封發(fā)電機(jī)及回油擴(kuò)大槽內(nèi)氣體外泄的作用。“油封段”最低處標(biāo)高3.5 m，空氣抽出槽標(biāo)高10.5 m，同時(shí)空氣抽出槽與排氫風(fēng)機(jī)相連，正常工作時(shí)保持微負(fù)壓，因此不考慮管道阻力及空氣抽出槽負(fù)壓影響，“油封段”最高的密封壓力為55～65 kPa。浮子油箱旁路運(yùn)行時(shí)，當(dāng)機(jī)內(nèi)壓力高于“油封段”最高密封壓力時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體就可能通過(guò)油封段管路外泄，一旦氣體外泄，“油封段”失去密封作用，發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體大量進(jìn)入空氣抽出槽，使空氣抽出槽形成正壓，造成空側(cè)密封油回油及發(fā)電機(jī)軸承潤(rùn)滑油回油不暢，軸承回油滿油后，從發(fā)電機(jī)軸承外側(cè)油擋露出。為避免該類故障的發(fā)生，當(dāng)機(jī)內(nèi)氣體壓力達(dá)到0.05 MPa時(shí)，投入浮子油箱運(yùn)行，利用浮球閥維持的正常油位密封發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體。當(dāng)浮子油箱出現(xiàn)故障，不能維持正常油位時(shí)，切至浮子油箱旁路運(yùn)行，此時(shí)應(yīng)密切監(jiān)視浮子油箱旁路油位監(jiān)視器，就地手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，保持油位在液位監(jiān)視器中間位置。同時(shí)，對(duì)浮子油箱及浮球閥進(jìn)行緊急檢查和處理，盡快恢復(fù)浮子油箱至運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 真空油箱故障

2.3.1 真空油箱真空低

真空油箱真空低可能由2種原因造成：管路和閥門(mén)密封不嚴(yán)；真空泵抽氣能力下降。前者需要找出漏點(diǎn)，然后消除，重點(diǎn)查找真空油箱法蘭，以及相連接的負(fù)壓管路；后者則需要按真空泵使用說(shuō)明書(shū)排查原因，其中應(yīng)該重點(diǎn)檢查真空泵油位是否正常，油是否存在乳化現(xiàn)象，另外有些真空泵需要外供冷卻水，此時(shí)應(yīng)確保冷卻水正常。

2.3.2 真空油箱油位高

造成真空油箱油位高的原因主要是真空油箱中的浮球閥動(dòng)作失靈所致，此時(shí)一般是浮球閥需要檢修，假如一時(shí)不能將真空油箱退出運(yùn)行，則可以將浮球閥進(jìn)油管路S-58閥門(mén)開(kāi)度關(guān)小作為應(yīng)急處理辦法，人為控制補(bǔ)油速度。

2.3.3 真空油箱油位低

真空油箱油位偏低，油泵容易“氣蝕”，從而輸出壓力和流量將下降，甚至沒(méi)有流量輸出。真空油箱油位低可能由2種原因造成：浮球閥動(dòng)作失靈；浮球閥出口端(真空油箱體內(nèi))的噴嘴被臟物堵住。這2種情況必須將真空油箱退出運(yùn)行，停運(yùn)真空泵、再循環(huán)泵、主密封油泵，改用故障密封油泵供油，破壞真空后，排掉積油然后打開(kāi)真空油箱的人孔蓋進(jìn)行檢修。另外，由于密封瓦間隙非正常增加，可能引起真空油箱油位始終處于較低的狀況，此時(shí)可對(duì)密封瓦的總油量進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果與原始紀(jì)錄相比較即可判斷密封瓦間隙是否非正常增大。如果得到確認(rèn)，則必須換用新密封瓦才能解決問(wèn)題。

真空油箱不論何故退出運(yùn)行或故障密封油泵(直流泵)投入運(yùn)行時(shí)，再循環(huán)已經(jīng)停運(yùn)，由于密封油不經(jīng)過(guò)真空油箱不能凈化處理，油中所含的空氣和潮氣可能隨氫側(cè)回油擴(kuò)散到發(fā)電機(jī)內(nèi)，導(dǎo)致氫氣純度下降，此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氫氣純度的監(jiān)視。當(dāng)氫氣純度明顯下降時(shí)，每8 h應(yīng)操作氫側(cè)回油箱上部的排氣閥進(jìn)行排污，然后讓高純度氫氣通過(guò)氫氣母管補(bǔ)進(jìn)發(fā)電機(jī)內(nèi)。

2.4 浮球閥常見(jiàn)問(wèn)題

浮子油箱退出運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉進(jìn)油和出油管路上的截止閥，以及氣管路上的截止閥S-72，然后開(kāi)啟S-78閥釋放箱內(nèi)氣體壓力，而且必須將油箱內(nèi)存油從S-67閥門(mén)處排完。在確保油箱內(nèi)氣壓為零時(shí)，才可打開(kāi)箱蓋對(duì)浮球閥進(jìn)行檢修。在浮子油箱退出運(yùn)行時(shí)，還應(yīng)密切監(jiān)視發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓，如機(jī)內(nèi)氫壓下降過(guò)快應(yīng)采取相應(yīng)補(bǔ)救措施，或者先讓發(fā)電機(jī)減負(fù)荷運(yùn)行。

氫側(cè)回油箱油位過(guò)高，一般為油箱中浮子閥卡澀或氣體置換過(guò)程中發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力低造成的。浮子閥卡澀，若情節(jié)輕微，可采用橡皮錘振打浮子油箱。發(fā)電機(jī)內(nèi)氣壓偏低(低于0.05 MPa)，浮子油箱必然排油不暢，甚至出現(xiàn)滿油的情況。這時(shí)，只要?dú)鋫?cè)回油箱用的油水探測(cè)報(bào)警器內(nèi)不出現(xiàn)油，則說(shuō)明氫側(cè)回油依靠回油擴(kuò)大槽與空氣抽出槽之間的高度已自然流至主回油裝置(空氣析出箱)。盡管如此，氣壓偏低時(shí)仍然必須對(duì)油水探測(cè)報(bào)警器加強(qiáng)監(jiān)視，一旦出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)或發(fā)現(xiàn)有油，應(yīng)立即進(jìn)行人為排放，以免油滿溢至發(fā)電機(jī)內(nèi)。機(jī)內(nèi)氣壓升高，浮子油箱排油才會(huì)通暢。

2.5 差壓閥卡澀

密封油差壓閥卡澀多見(jiàn)于新建機(jī)組及機(jī)組大修后啟動(dòng)過(guò)程中，主要表現(xiàn)為差壓閥不跟蹤或油氫差壓跳變。運(yùn)行過(guò)程中可以對(duì)差壓閥卡澀進(jìn)行處理，處理時(shí)需要先將差壓閥切換至旁路運(yùn)行，通過(guò)旁路手動(dòng)閥控制油氫差壓，然后對(duì)差壓閥進(jìn)行解體檢查或換新。處理完畢后，應(yīng)先對(duì)差壓閥傳壓管注油，閥體活塞兩端放空氣，差壓閥投運(yùn)過(guò)程中應(yīng)緩慢，確認(rèn)油氫差壓正常。

3 結(jié)論及建議

發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)關(guān)系發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全，其主要作用是密封發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體，同時(shí)對(duì)密封油過(guò)濾、脫除氣體。單流環(huán)密封油系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、單個(gè)差壓閥、運(yùn)行方式多、操作繁瑣等特點(diǎn)，因此，在操作過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a. 單流環(huán)密封油系統(tǒng)啟、停過(guò)程中，在氫壓或氣壓低于0.05 MPa時(shí)，應(yīng)切換至潤(rùn)滑油供油方式，其他情況應(yīng)切換至正常運(yùn)行方式。大多數(shù)氫氣外泄、發(fā)電機(jī)進(jìn)油都源于運(yùn)行方式選擇不當(dāng)，合理選擇運(yùn)行方式，可以大大降低單流環(huán)密封油故障率。

b. 在潤(rùn)滑油供油方式運(yùn)行時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)氫側(cè)回油管路“油封段”監(jiān)視，氫側(cè)回油管路“油封段”一旦破壞會(huì)造成氫氣外泄，且無(wú)遠(yuǎn)傳測(cè)點(diǎn)，不易被發(fā)現(xiàn)。

c. 單流環(huán)密封油系統(tǒng)為單個(gè)差壓閥，運(yùn)行中應(yīng)確保該差壓閥正常投運(yùn)并良好工作，一旦差壓閥出現(xiàn)問(wèn)題，可以通過(guò)手動(dòng)旁路閥臨時(shí)控制油氫差壓。

[1] 彭 睿.兩種單流環(huán)式密封油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].東方電氣，2009(5):62-66.

本文責(zé)任編輯：齊勝濤

Common Problem and Processing Method for Single-ring Seal Oil System

This paper introduces the main equipment of single-ring type sealing oil system,summarizes four kinds of operation mode,anayzes common problems and processing methods about oil of genarator,bad sealing effects,vaccum oil chest problem, aiming at the characteristics of single-ring sealing oil system,proposes the process should be mentioned during operation.

generator;sealing oil;single-ring;differential pressure;oil leak;hydrogen leak

2013-08-09

王志強(qiáng)(1980-)男，工程師，主要從事汽輪機(jī)組調(diào)試及試驗(yàn)研究工作。

TM311

B

1001-9898(2014)01-0031-04