引言

密封油系統(tǒng)為發(fā)電機密封瓦提供連續(xù)不斷的油流,以防氫冷發(fā)電機中的氫氣泄漏:同時潤滑和冷卻密封瓦,防止密封瓦和大軸直接接觸發(fā)生摩擦。按照形成的油環(huán)數(shù)目不同可分為單流環(huán)式和雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)。某大型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組發(fā)電機密封油系統(tǒng)采用單流環(huán)式真空凈油型系統(tǒng)。

1單流環(huán)式密封油系統(tǒng)結構特點

單流環(huán)式真空凈油型系統(tǒng)與雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)相比,主要有以下特點:

1.1密封瓦供油油路結構簡單

單流環(huán)式密封油系統(tǒng)滑環(huán)端和汽機端分別有一個密封瓦。設置一路供油,回油分為氫側回油和空側回油。氫側回油回到排氫調節(jié)油箱進行油氫分離。排氫調節(jié)油箱設置浮球閥,油位高打開向外供油,油位低關閉,以防氫氣泄漏?？諅然赜团c軸承潤滑油回到循環(huán)密封油箱。排氫調節(jié)油箱和循環(huán)密封油箱共同為真空油箱和事故密封油泵供油。

雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)滑環(huán)端和汽機端各有兩個密封瓦。兩路密封油分別為氫側密封瓦和空側密封瓦供油,分別由氫側密封油泵和空側密封油泵供油?？諅让芊庥陀蛪河捎蜌鋲翰铋y調節(jié),氫側密封油壓力由平衡閥調節(jié)。兩路密封油獨立循環(huán),又互有聯(lián)系。

1.2設置油凈化裝置

單流環(huán)式密封油系統(tǒng)的氫測回油和空側回油共同為真空油箱供油,使得溶解了空氣和水分的密封油有機會污染發(fā)電機內氫氣。故設置了油凈化裝置,包括以下設備:真空油箱、真空泵、再循環(huán)油路、進油噴嘴和再循環(huán)噴嘴。運行時真空泵維持真空油箱負壓,油中溶解的氣體等會在負壓作用下不斷逸出,并被真空泵抽走,從而保證密封油油質良好。缺點是溶解在油中的少量氫氣也被分離出去,這樣密封油與氫氣接觸時油中氫氣濃度始終處于不飽和狀態(tài),油會不斷溶解氫氣,氫氣又不斷在真空油箱被析出,這是發(fā)電機氫氣外漏的一個因素。運行時要關注發(fā)電機氫壓,必要時及時補氫。

雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)氫側密封油和空側密封油各自獨立循環(huán),從而避免了溶解空氣的密封油與發(fā)電機內氫氣接觸。氫側密封油供油管路設置平衡閥,通過平衡閥調節(jié)氫側和空側密封瓦處油壓相等,從而保證氫側密封瓦處和空側密封瓦處運行時不發(fā)生串油。只要調節(jié)得好,不發(fā)生串油,氫側和空側密封油獨立循環(huán)良好,就可保證發(fā)電機內氫氣不受污染。

2運行異常分析與處理

如圖1所示,某燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組采用單流環(huán)式密封油系統(tǒng)。

投運以來發(fā)生了以下幾例運行異常情況:

2.1真空油箱油位持續(xù)下降

事件經(jīng)過:在機組停運、工業(yè)水系統(tǒng)停運以及密封油真空泵停運的情況下,#3發(fā)電機密封油真空油箱油位持續(xù)下降。運行人員檢查系統(tǒng)無漏點,檢查密封油氫側回油液位探測器和發(fā)電機底部漏液探測器均無積油排出,檢查確認真空油箱補油油路閥門狀態(tài)正確,打開真空油箱補油旁路門,但密封油真空油箱油位仍持續(xù)下降。后打開真空油箱真空破壞門,發(fā)現(xiàn)排氣口有大量氣體排出,同時真空油箱油位開始緩慢上升。關閉真空油箱補油旁路門,觀察真空油箱油位能穩(wěn)定在正常值。

事件分析:真空泵停運后,真空油箱油中溶解的各種氣體不斷逸出,同時工業(yè)水系統(tǒng)停運使得油溫上升加劇了這一過程,最終導致真空油箱由負壓變?yōu)檎龎骸．斦龎鹤銐虼髸r,即使真空油箱浮球閥在油位低時打開,排氫調節(jié)油箱和循環(huán)密封油箱也無法為真空油箱補油,造成真空油箱油位低。因此,由于真空泵故障或工業(yè)水系統(tǒng)停運等原因需要停運真空泵時,應及時打開真空破壞門,并監(jiān)視好氫氣純度,必要時排補氫氣。

在機組并網(wǎng)運行工況下,操作員站發(fā)密封油真空油箱油位低報警,運行人員立即去現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)真空油箱實際油位偏低,退出AGC,設定負荷至低負荷240Mw,并就地打開真空油箱補油旁路門,油位由最低點263mm逐漸上升,初步判斷真空油箱浮球閥故障。待真空油箱油位補至正常油位(518mm左右)且穩(wěn)定后,關小真空油箱補油旁路門,投入機組AGC。運行人員留守現(xiàn)場監(jiān)視油位并通過調節(jié)真空油箱補油旁路門開度手動調節(jié)真空油箱油位在正常值附近。待機組停運,隔離真空油箱,更換了真空油箱浮球閥后系統(tǒng)運行正常。

2.2真空油箱油位高

事件經(jīng)過:某日#1機組密封油真空油箱油位不斷升高,并且上升速度較快,運行人員懷疑是真空油箱浮球閥故障,關閉真空油箱補油二次手動門,真空油箱油位逐漸停止上升并開始下降,下降到正常油位調整#1機真空油箱補油二次手動門開度,維持真空油箱油位在正常值附近。

事件分析:真空油箱浮球隨油位高低升降,從而調節(jié)浮球閥開度來控制補油速度。浮球閥不正常工作,暫時不能隔離真空油箱進行處理時,油位上升時可將真空油箱進油管路手動閥開度關小來人工控制補油速度,油位下降可適當開啟真空油箱補油旁路閥來人工控制補油速度。

2.3發(fā)電機進油

事件經(jīng)過:機組停運后,因檢修工作需要,運行人員隔離密封油排氫調節(jié)油箱。先將發(fā)電機內氫氣壓力降至微正壓(0.05MPa)。因氫壓降低,排氫調節(jié)油箱油位升至不可見。密封油切換至第三油路供油后檢查無異常,進行密封油排氫調節(jié)油箱隔離,并微開密封油排氫調節(jié)油箱旁路窺窗出口門導通氫側排油。運行2h后,發(fā)電機漏液探測器發(fā)液位高報警。檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機漏液探測器及氫側回油不暢液位探測器均有油,確認發(fā)電機進油后立即進行發(fā)電機排油,并將密封油排氫調節(jié)油箱旁路窺窗出口門全開,同時緩慢升高發(fā)電機內氫壓至0.08MPa。密封油排氫調節(jié)油箱油位可見。

事件分析:密封油排氫調節(jié)油箱浮球閥的功能是當油箱油位高時,開閥,此時密封油氫側回油管、排氫調節(jié)油箱與密封油循環(huán)油箱之間組成一個U型管,如果排氫調節(jié)油箱內氫氣壓力高于0.07MPa(相當于循環(huán)密封油箱與排氫調節(jié)油箱油柱壓強差),排氫調節(jié)油箱內的油會被壓到密封油U型管的另一端一循環(huán)密封油箱,維持油位在可視范圍內:如果發(fā)電機內氫氣壓力低于0.07MPa,氫壓不能維持排氫調節(jié)油箱浮球閥油位在可視范圍內,隨著氫壓的降低,排氫調節(jié)油箱的油位會逐漸升高,直至滿油,以達到U型管兩端壓力平衡,而排氫調節(jié)油箱浮球閥也一直保持開啟狀態(tài),發(fā)電機內氫壓降至零,氫側排油管的油位最高和循環(huán)密封油箱的油位一致,由于循環(huán)密封油箱位置低于發(fā)電機,發(fā)電機也不會進油。

密封油排氫調節(jié)油箱旁路在排氫調節(jié)油箱異常或檢修時可代替排氫調節(jié)油箱的功能,和氫側排油管及循環(huán)密封油箱形成U型管,如果氫氣壓力高于0.07MPa,可通過控制密封油排氫調節(jié)油箱旁路窺窗出口門開度來控制窺窗內的油位在正常值,以防發(fā)生氫氣泄漏或發(fā)電機進油。此次密封油排氫調節(jié)油箱隔離,發(fā)電機氫壓降低后,排氫調節(jié)油箱旁路窺窗油位升高至不可見,使得運行人員無法監(jiān)視排氫調節(jié)油箱旁路窺窗油位。而排氫調節(jié)油箱旁路窺窗出口門開度過小,導致了密封油氫側回油不暢。氫側回油管油位逐漸升高,直至發(fā)電機進油。

3結語

單流環(huán)式真空凈油型密封油系統(tǒng)在運行過程中,其排氫調節(jié)油箱油位在發(fā)電機氫壓和浮球閥的綜合作用下維持穩(wěn)定,其真空油箱油位在浮球閥和油箱真空度的綜合作用下維持穩(wěn)定。油箱油位穩(wěn)定是整個密封油系統(tǒng)可靠運行的重要保障,操作人員應基于單流環(huán)式密封油系統(tǒng)結構特點,在異常情況下及時判斷故障原因,以提高事故處理能力,確保整個系統(tǒng)安全可靠運行。