发电机氢侧密封油箱满油事件的分析

学术论文 2017-06-14 09:54:39
  茂名臻能热电有限公司330 MW机组发电机采用水氢的冷却方式,对氢冷发电机,其发电机的转子必须穿出发电机的端盖,发电机内的氢气可能会由此向外泄露,因此,必须采用密封油系统向发电机密封瓦提供压力略高于氢气压力的密封油,在发电机轴端形成密封油环防止氢气外漏。然而在发电机密封油系统中,往往会因为某种原因造成发电机氢侧密封油箱满油,从导致发电机入油,使发电机绝缘下降,影响机组的安全运行。根据茂名臻能热电有限公司330 MW机组发电机氢侧密封油箱满油事件做如下分析。 
  1 双流环式密封油系统的介绍 
  茂名臻能热电有限公司330 MW机组发电机密封瓦采用双流环式瓦,其供油系统有两个各自独立而又相互联系的油路组成。向密封瓦空气侧供油,密封油与空气接触的一侧油路称为空侧油路;向密封瓦氢侧供油,密封油只与氢气接触的一侧油路称为氢侧油路。 
  1.1 双流环式密封瓦结构图 
  双流环式密封结构图如图1所示。 
  1.2 发电机空侧密封油回路 
  主工作油源取自汽机轴承润滑压力油,备用油源取自汽机主油箱。空侧油路设有2台交流油泵,一台直流油泵,其中交直流油泵各一台作为第一、第二备用泵。当主油源因某种原因断流时,油泵可从备用油源(汽机主油箱)吸取工作油。按密封油进油油温提供给油泵的轴承润滑油,经空侧油泵升压后,通过过滤器除去固态杂质,并经油气差压阀(下简称差压阀)跟踪氢气压力调节至所需的油氢压差(密封瓦油压大于发电机内部氢压(0.056±0.02)MPa,然后进入发电机两端密封瓦空气侧油室,其回油与发电机轴承回油混合后流入隔氢装置内,再经过U型管回流至汽机主油箱。 
  1.3 发电机氢侧密封油回路 
  油泵从氢侧密封油箱中吸取,经氢侧密封油泵加压后通过冷却器、过滤器后,再经油压平衡阀(下简称平衡阀)跟踪空侧密封油压力调整到所需氢侧密封油压(与空侧油压之间压差在±490 Pa范围),进入密封瓦的氢侧油室,其回油流回氢侧密封油箱,如此循环,形成一个相对独立的密闭油路。氢侧密封油箱端部有一套自动补排油装置,根据油箱内浮球的位置可以自动经空侧密封油泵进行密封油箱补油,也可以自动排油至轴承回路,以维持氢侧密封油箱正常油位。氢侧密封油箱还有一套原厂家原配备的电磁阀补排油装置作为备用,由氢侧密封油箱油位高低的热工信号作为开启补排油电磁阀调整氢侧密封油箱油位。 
  2 发电机氢侧密封油箱满油事件经过 
  2015年11月28日晚,茂名臻能热电有限公司330 MW机组正常运行,当时机组负荷为240 MW,机组运行参数均正常,氢侧密封油箱油位显示正常位置,机组润滑油主油箱油位为1 493 mm。23时29分,集控主控监盘时发现氢侧密封油箱油位高报警,氢侧密封油箱排油电磁阀开启,主控令巡检现场检查,发现氢侧密封油箱油位计已满,氢侧密封油箱自动补排油装置进油管道温度较高,而自动排油管及机械排油管道温度较低(由此判断自动排油管及机械排油管道无油通过),巡检立即开启排油电磁阀旁路门,并关闭进油门,但油位没有任何下降趋势,于是立即打开氢侧密封油箱自动补排油装置的强制排油阀,2 min后油位开始下降。在处理过程中,机组主机润滑油油箱油位从1 493 mm降至1 432 mm,主控令另一巡检做好主油箱补油准备,将主油箱油位补至正常油位(1 470 mm以上位置)。当氢侧密封油箱油位正常后,关闭强制排油阀和排油电磁阀旁路门,开启发电机底部放油门,无油水排出,重新将自动补排油装置进油阀开启。 
  3 发电机氢侧密封油箱满油原因的分析 
  3.1 发电机氢侧密封油箱自动补排油装置失灵 
  在发电机氢侧密封油箱端部有一套自动补排油装置,在氢侧密封油箱内部设有一浮球装置,正常运行时,其浮球装置可以根据油箱油位的高低变化自动进行补排油,来维持氢侧密封油箱正常油位。当氢侧密封油箱油位低时,浮球处在油箱中心线下方,自动补排油装置的排油口被关闭,通过补油口进行补油至正常油位;当氢侧密封油箱油位高时,浮球处在油箱中心线上方,自动补排油装置的补油口被关闭,通过排油口进行排油至正常油位(如图2)。 
  若当发电机氢侧密封油箱内的浮球装置失灵时,即使是正常油位,浮球也始终处于油箱中心线下方,不能复位,这样自动补排油装置的排油口就一直被关闭,而自动补排油装置的补油口一直畅通,油箱一直通过补油口进行补油,最终导致氢侧密封油箱满油(经运行人员及检修人员检查判断,我厂氢侧密封油箱满油现象是由于自动补排油装置的浮球装置失灵所致)。 
  3.2 平衡阀跟踪工作不正常 
  正常运行时,氢侧密封油经过平衡阀,跟踪空侧密封油压力调整到所需油压(与空侧油压之间压差在±490 Pa范围),进入密封瓦的氢侧油室,当平衡阀跟踪工作不正常时,可能会使氢侧密封油压力低于空侧密封油压力至正常范围以外,甚至产生更大压差,这样会使压力高侧的空侧密封油向压力低侧的氢侧密封油室渗入,若其渗入的油量大于氢侧密封油箱的自动排油量,最终会导致氢侧密封油箱满油。 
  4 防止发电机氢侧密封油箱满油的措施 
  机组正常运行中,运行人员要注意检查差压阀、平衡阀的跟踪工作情况是否正常,维持空侧密封油压与氢气压力以及氢侧密封油压与空侧密封油压在正常的允许范围内,防止空侧密封油向氢侧密封油室窜油以及向发电机内窜油;检修后的平衡阀及差压阀要进行调节试验,保证空氢侧密封油压力平衡。而且在正常运行中,要注意观察氢侧密封油箱补排油的次数,根据氢侧密封油箱的油位来判断补排油量的多少,找出规律,若运行中发现异常,应及时找到原因,进行处理,防止事故扩大。 
  5 结语 
  该文通过以茂名臻能热电有限公司330 MW机组发电机氢侧密封油箱满油事件为例,根据双流环式密封油系统的特点,以及差压阀、平衡阀和自动补排油浮球装置的工作原理,分析发电机氢侧密封油箱满油的原因以及机组正常运行时的预防措施,对防止发电机氢侧密封油箱满油而导致发电机入油,从而影响发电机绝缘,保证发电机组的安全运行。
二维码1.jpg
(扫描上方二维码关注设备管理网微信平台)
上一篇汽轮机润滑油压降低原因及其处理 下一篇600MW汽轮发电机的漏氢治理