670MW機組發電機密封油提純裝置的應用

楊 亮（華電濰坊發電有限公司,山東 濰坊 261204）

670MW機組發電機密封油提純裝置的應用

楊 亮
（華電濰坊發電有限公司,山東 濰坊 261204）

摘 要：通過對機組密封油系統實施設備改造和運行方式優化，使機組發電機氫氣排污量明顯降低，取得了較為明顯的節能效果，方法和結論為同類機組優化運行提供了一定的參考。

關鍵詞：氫氣純度;密封油;提純

1 引言

目前采用氫冷方式的汽輪發電機其內部充有一定壓力的氫氣，用于對轉子繞組、轉子本體及定子鐵芯進行冷卻，為防止氫氣沿發電機轉子軸向竄出，在發電機兩側軸端設置雙流環密封油系統進行密封，靠近發電機一側的密封油稱為氫側密封油，其外側的密封油稱為空側密封油，運行中通過平衡閥自動調整空側油與氫側油壓力相等。但實際運行中往往因為密封瓦間隙過大、平衡閥自身調節品質差等因素的影響，不可避免地造成空氫側竄油，由于空側油含有空氣和水分，當空側油竄向氫側油，就會造成氫側油的污染，使得氫側油中也含有空氣和水分，當這部分空氣和水分擴散到發電機內時就降低了發電機內的氫氣純度。發電機內氫氣純度降低以后，可能造成發電機繞組絕緣下降，嚴重威脅發電機的安全，同時還是造成發電機護環氫致裂紋的主要原因；發電機氫氣純度降低還將影響冷卻效果，降低發電機效率，氫氣純度每下降1%，通風損耗及轉子摩擦損耗將增加11%。為保證發電機氫氣純度在合格范圍內，當氫氣純度降到一定數值時需進行氫氣排污，即首先排除發電機內一部分純度低的氫氣，然后再補入純度高的氫氣，這種提純方式不僅造成運行人員工作量的增加，同時又造成了經濟的損失。

2 設備概況

某電廠#4發電機組為上海汽輪發電機有限公司生產的QFSN-670-2型三相同步汽輪發電機，采用水氫氫冷卻方式，密封油系統采用雙流雙環式密封瓦，密封油分空側和氫側兩個油路分別供給。運行中控制氫氣純度＞97%，氫氣純度≤97%時進行氫氣排污，即排除發電機內一部分純度低的氫氣，然后補入純度高的氫氣來提高發電機內氫氣純度。該機組較長時間以來存在氫氣排污頻繁，氫氣消耗量大的問題，一般每48小時即進行氫氣排污一次，每次氫氣消耗量在100m3左右。針對此問題該電廠從設備改造和運行方式優化兩方面進行了改進，在實際應用中取得較明顯的節能效果。

3 改進方法

3.1 設備改造

利用機組檢修機會，在發電機密封油系統氫側油箱補油管道上并接密封油提純裝置，以脫去密封油中所含的水份、氣體和雜質，使發電機內氫氣純度、濕度能維持在較高的水平下運行，系統接入如圖1所示。

密封油提純裝置如圖2所示，密封油經過供油截止閥、供油電磁閥、浮球閥、旋轉霧化噴頭然后進入真空油箱，旋轉霧化噴頭可使油液形成薄膜,從而具有極大的氣化表面，真空泵維持油箱保持在真空狀態下，可以連續降低油和水汽混合物中水汽的蒸汽分壓，由于水和油的沸點不同，在這種狀態下可以比較容易達到脫水、脫氣以及破乳的目的。經過凈化后的密封油被排油泵排出，一部分油液經精濾網去除油中的顆粒雜質，以達到進一步凈化的目的，然后經單向閥、排油截止閥進入發電機密封油系統；另一部分油液經旁路閥再次流回真空油箱，繼續進行真空凈化處理。排油泵采用變頻控制，能自動控制排油泵的工作流量與密封油系統所需的流量相一致。真空油箱與真空泵之間設有冷凝器，真空油箱內的水汽、油氣通過冷凝器時發生冷凝，由水、油組成的廢液就積存在冷凝器的底部，廢氣則經過真空電磁閥后，被真空泵抽吸排向大氣。冷凝器設有觀察窗，可以看到廢液的積存情況，當發現廢液較多時，應及時通過冷凝器底部的放油閥把廢液排放掉。

圖1

圖2

3.2 運行方式優化

機組密封油系統加裝提純裝置后，跟蹤觀察發電機氫氣排污情況，發現并未得到明顯改善。于是對密封油氫氣提純裝置運行情況進行了檢查，通過超聲波流量計測量，流經提純裝置的油量只有10L/h左右。經咨詢廠家，油量達30-40L/h才能達到較好效果。于是對密封油系統運行方式進行優化，首先開大平衡閥旁路，人為造成密封瓦氫側油壓高于空側油壓，加大氫側油箱補油量以提高通過密封油提純裝置的油量。平衡閥旁路門全開后，流經提純裝置的油量提高到20L/h左右，仍未達到理想的流量，于是又通過關小氫側油泵出口再循環門來提高氫側油壓，從而將流經提純裝置的油量提高到了30-40L/h左右，從而達到了較為理想的效果。

4 結語

經過對機組密封油系統實施設備改造和運行方式優化后，發電機氫氣排污由原來的每48小時排污一次延長到每120小時排污一次，氫氣消耗量僅為原來的1/3左右，取得了較為明顯的節能效果，但是與先進機組相比還存在一定的差距，下一步將繼續針對機組現狀進行分析，制定對策，以進一步降低發電機氫氣排污量。

參考文獻：

[1]席洪藻.汽輪機設備及運行[J].水利電力出版社.1988.

[2]中國華東電力集團公司科學技術委員會.2600MW火電機組運行技術叢書5汽輪機分冊6[M].中國電力出版社,2000.

作者簡介：楊亮(1973-)，男，山東高密人，研究方向：汽輪機運行技術管理。