发电机密封油油箱油位下降原因分析及处理

张太林

(四川广安发电有限责任公司,四川 广安 638000)

0 引言

四川广安发电有限责任公司(以下简称广安电厂)二期 2×300MW机组采用东方电机厂生产的QFSN-300-2-20型发电机。发电机采用水氢氢冷却方式,即定子绕组水内冷,转子绕组氢内冷,定子铁心氢冷。发电机配备了单流环式密封油系统。密封油系统由2台交流密封油泵、1台直流油泵、1台再循环油泵、空气抽出槽、回油扩大槽、浮子油箱、真空油箱、油氢压差阀、单流环式密封瓦、四氟乙烯密封绝缘垫及密封油净化装置等构成。这样,密封油系统可以防止外界空气进入发电机并阻止发电机内氢气外漏,以保证发电机气体置换过程安全并维持发电机正常运行所需纯度和压力的氢气。

1 #33机组发电机单流环式密封油系统

1.1 密封油正常运行回路

主机轴承润滑油供油管→真空油箱→交流密封油泵→滤油器→压差阀→发电机密封瓦→氢侧排油(空侧排油不经扩大槽和浮子油箱直接回空气抽出槽)→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

1.2 密封油事故运行回路

主机轴承润滑油供油管→直流事故密封油泵→滤油器→压差阀→发电机密封瓦→氢侧排油→(空侧排油不经扩大槽和浮子油箱直接回空气抽出槽)→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

1.3 轴承润滑油直接供发电机密封油

在交流密封油泵及直流油泵都失去作用的情况下,轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气,此时发电机内氢气压力必须降到 0.05MPa,发电机应减负荷运行,扩大槽上部的排氢管应连续排放并向发电机内补氢。

2 #33机组密封油油压下降的异常现象

2008-12-27 T 00:30,#33机组以230MW负荷运行,发电机密封油油泵出口母管油压开始下降(正常油压 0.68MPa),调整密封油油泵出口再循环手动门,使密封油压回升至 0.64MPa,但几分钟后密封油压又继续下降,且油压低使直流密封油泵联动,发电机汽端密封油氢侧回油温度异常下降,最低至 27℃(正常温度 46℃),发电机氢气压力下降较快。全关再循环手动门,调整密封油压至 0.68 MPa,停运直流密封油泵后,密封油箱油位持续下降,密封油压继续下降,无法维持密封油压,不得不启运直流密封油泵。启运直流密封油泵后,密封油箱油位回升至 22mm稳定,密封油压调整至 0.68 MPa稳定,于是保持直流事故密封油泵与交流密封油泵同时运行。

3 压差试验

做降低#33机组发电机密封油油/氢压差0.075MPa(油 /氢压差正常 0.1MPa)试验,观察真空油箱油位变化情况。

降低发电机密封油油/氢压差 0.075MPa(油/氢压差正常 0.1MPa),停运直流事故密封油泵,密封油箱油位能维持在 22mm,但发电机氢气压力下降速度加剧(氢气压力下降速度 1kPa/min),不得不启运直流事故密封油泵,维持交流密封油泵和直流密封油泵同时运行,泵出口压力调整为 0.67MPa,恢复密封油油/氢压差至 0.1MPa,密封油箱油位稳定在 22mm,发电机氢气压力下降速度得以控制(氢气压力下降速度 2kPa/h),发电机汽端密封油氢侧回油温度也开始回升至 41℃(励端一直是 46℃),检查发现发电机密封油空气抽出槽排烟风机处漏氢量大。

对发电机密封油油压下降的异常现象进行初步分析,认为密封油箱油位下降是导致交流密封油泵出力下降和密封油油压下降的主要原因。直流事故油泵启运后,直接从汽轮机轴承润滑油母管取油,密封油真空油箱油位才能维持。

4 #33机组密封油油箱油位下降分析

(1)密封油真空油箱内浮球阀故障,突然关闭或卡涩会导致真空油箱进油不足,使真空油箱油位下降。直流油泵启运后,真空油箱油位能恢复正常,且油位能维持在 22mm,说明真空油箱内浮球阀没有故障。

(2)真空油箱内的浮球阀出口喷嘴被异物堵塞,会导致真空油箱补油不足,引起油箱油位下降。为了净化密封油,进入真空油箱的油都要通过喷嘴雾化,使油中的水蒸气分离,利用真空泵组抽出。汽机轴承润滑油通过真空油箱内的浮球阀,再经过喷嘴雾化后,进入油箱。若该喷嘴堵塞,也会导致真空油箱补油不足,引起油箱油位下降。

(3)密封瓦损坏,密封间隙非正常增大,导致密封油在正常的油/氢压差下,密封瓦的进油和排油流量增大,而真空油箱补油流量受轴承润滑油压力和管道阀门的限制不能无限增大,引起真空油箱油位下降。

5 真空油箱油位下降的原因

发电机密封油油/氢压差从 0.1 MPa降低至0.075MPa,降低密封瓦的进油和排油流量,停运直流事故密封油泵,单独运行交流密封油泵,真空油箱油位能维持在 22MPa,密封油压也能维持正常 0.67 MPa。但因油/氢压差降低而不能封住发电机内氢气,使发电机氢气压力快速下降。说明真空油箱内浮球阀没有故障,浮球阀出口喷嘴也没有被异物堵住,即真空油箱补油是正常的。

相反,从这些参数变化和现象可以判断:密封瓦间隙非正常增大,密封瓦进油和排油流量增大是引起真空油箱油位下降的真正原因。密封瓦间隙非正常增大可能是密封瓦或四氟乙烯密封绝缘垫损坏。

发电机汽端密封油氢侧回油温度异常下降至27℃(正常温度 46℃),而励端密封油氢侧回油温度始终正常,说明汽侧密封瓦或四氟乙烯密封绝缘垫损坏。

广安电厂发电部、维修部和生产部有关技术人员经综合分析得出一致结论:#33机组发电机密封油真空油箱油位下降的真正原因是汽侧密封瓦或其四氟乙烯密封绝缘垫损坏。

6 临时处理措施

为了保证机组正常运行,不能停机检查修复损坏的发电机汽侧密封瓦或四氟乙烯密封绝缘垫,同时又必须停运直流事故密封油泵备用,保持交流密封油泵单独运行。经广安电厂发电部、维修部和生产部研究,确定了#33机组密封油真空油箱油位下降的临时处理措施:由汽机维护人员从#33机组发电机密封油空气抽出槽放油门后接 1个 Ø15mm的临时管道至密封油真空油箱底部放油手动门后,根据密封油箱油位部分开启这 2个手动门(临时补油门),对真空油箱补油。

通过该方案的实施,部分开启发电机密封油空气抽出槽至密封油真空油箱的临时补油门,调整密封油压至 0.68MPa,停运直流密封油泵,密封油箱油位稳定在 16mm,密封油压正常。#33机组密封油系统就这样一直稳定运行一个半月,直到调令停机。

7 调令停机后检查处理情况

下面分析#33机组密封油系统真空油箱油位下降的检查处理情况。

2009年2月23日,利用调令停机机会,汽轮机维护人员办票检查#33机组发电机密封瓦。检查证实#33机组发电机汽端密封瓦四氟乙烯密封绝缘垫圈部分损坏,予以更换,拆除密封油空气抽出槽放油门至密封油箱底部放油手动门间的临时管道,恢复正常运行方式,启密封油系统,对发电机进行了气密性试验,合格后,置换为氢气状态。经过机组运行检验,密封油系统正常。

8 结束语

广安电厂#33机组于 2004年投产,密封瓦四氟乙烯密封绝缘垫圈老化损坏,属老化问题。以后,机组大小修都应加强这些易老化损坏的零部件等设备检查处理,确保运行安全。

广安电厂三期 600MW发电机也是单流环式密封油系统,油系统设备布置完全相同,但密封瓦没有四氟乙烯密封绝缘垫圈。因此,建议取消广安电厂二期 2×300MW机组发电机密封瓦四氟乙烯密封绝缘垫,同时应调小密封瓦间隙,才能达到密封氢气的效果。

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