井冈山电厂660MW超超临界汽轮发电机密封油系统工作原理及运行中注意事项

谢建军

(华能井冈山电厂,江西吉安 343009)

井冈山电厂660MW超超临界汽轮发电机密封油系统工作原理及运行中注意事项

谢建军

(华能井冈山电厂,江西吉安 343009)

本文介绍了QFSN-660-2-22 型汽轮发电机单流环密封油系统的工作原理,分析了该系统主要设备的组成和功能以及常见的事故原因和处理。虽然该系统是一个比较完善的系统,但在实际运行中仍然出现了一些问题,例如发电机漏氢量大,差压阀动作失灵,发电机进油,密封油泵跳闸等,对这些问题进行了分析并提出了处理意见,通过事故案例分析重点提出了运行中的注意事项。

发电机 密封油系统 故障 运行分析 注意事项

1 引言

华能井冈山电厂II期2×660MW机组汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造660MW超超临界压力、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机，与DG2060/26.15-II2型超超临界压力变压运行直流锅炉及QFSN-660-2-22型水氢氢冷却发电机配套，其发电机配有氢油水控制系统，以提供和控制发电机冷却用氢气，密封用油和定子线圈冷却用水。该机组密封油系统采用单流环式密封。

2 密封油系统简介

(1)密封油系统作用：密封油系统的功能是采用油密封机内的氢气，以防止氢气向外泄漏，同时也防止机外的空气进入发电机内，同时密封油还有对于密封瓦的润滑和冷却作用 。

(2)密封油系统的组成：本系统为集装式，主要由下列部件构成：交流密封油泵、直流密封油泵、滤油器、差压阀、再循环泵、密封油真空泵、密封油排油烟风机、回油扩大槽、浮子油箱、空气抽出槽，真空油箱，以及相关连接管道仪表和阀门等设备组成。

(3)华能井冈山电厂660MW机组单流环密封油系统图如图1。

图1

3 密封油系统主要设备及其功能

(1)扩大槽：发电机氢气侧(以密封瓦为界)汽端(简称T)、励端(简称G)各有一根排油管与扩大槽相连，来自密封环的排油在此槽内扩容，以使含有氢气的回油能分离出氢气(H2)。扩大槽里面有一个横向隔板，把油槽分成两个隔间，之间可通过外侧的U形管连接，目的是防止因发电机两端之间的风机压差而导致气体在密封油排泄管中进行循环。扩大槽内部有一管路和油水探测报警器(LSH--202)相连接，当扩大槽内油位升高超过预定值时发出报警信号。

(2)浮子油箱：氢侧回油经扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作用是使油中的氢气进一步分离。浮子油箱内部装有自动控制油位的浮球阀，以使该油箱中的油位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有手动旁路阀及液位视察窗，以便必要时人工操作控制油位。

(3)空气抽出槽：发电机空侧密封油和轴承润滑油混合后排至空气抽出槽内，油中的气体分离后经过管路(GBV)排往厂外大气，润滑油经过管路流回汽机主油箱。

(4)密封油控制装置。密封油控制装置中的主要设备有两台主交流油泵、一台事故油泵、真空装置、一只压差阀、二只滤油器、仪表箱和就地仪表及管路阀门等。

1)真空装置：真空装置主要是指真空油箱、真空泵和再循环泵。它们是单流环式密封油系统中的油净化设备。

2)油泵：真空泵不间断地工作，保持真空油箱中的真空度。同时，将空气和水份(水蒸汽)抽出并排放掉。为了加速空气和水份从油中释放，真空油箱内部设置有多个喷头，补充进入真空油箱的油通过补油管端的喷头，再循环油通过再循环管端的喷头而被扩散，加速气、水从油中分离。再循环泵工作，通过管路使真空油箱中的油形成一个局部循环回路，从而使油得到更好的净化。 两台主油泵，一台工作，另一台备用。它们均由交流电动机带动，故又称交流油泵。一台事故油泵，当主油泵故障时，该泵投入运行。它由直流电动机带动，故又称直流油泵。它们均是三螺杆油泵。

3)差压调节阀：该调节阀用于自动调整密封瓦进油压力，使该压力自动跟踪发电机内气体压力且使油—气压差稳定在所需的范围之内。

4)滤油器：二台滤油器设置在压差调节阀的进口管路上，用以滤除密封油中的固态杂质。该型式的滤油器为滤芯式滤油器。

5)仪表箱：密封油控制装置中每台油泵出口装有一块就地压力表，用于指示每台油泵的出口压力。

4 密封油系统事故处理以及运行注意事项

4.1 真空油箱真空低

原因：管路和阀门密封不严；真空泵抽气能力下降。

处理：管路和阀门密封不严时，应尽快找出漏点，设法消除；若真空泵抽气能力下降时，应联系检修处理，若需停运真空泵时，应启动直流密封油泵运行，停运交流密封油泵。

4.2 真空油箱油位高

原因：真空油箱中的浮球阀动作失灵。

处理：真空油箱中的浮球阀故障需要检修，应改用事故密封油泵供油，真空油箱退出运行；若一时不能将真空油箱退出运行，则作为应急处理办法，可以将浮球阀进油管路的阀门开度关小，人为控制补油速度，但操作人员不能离开。

4.3 真空油箱油位低

原因：真空油箱油位控制浮球阀动作失灵；浮球阀出口端(真空油箱体内)的喷嘴被脏物堵住；密封瓦间隙非正常增加；润滑油系统至真空油箱补油管路堵塞。

处理：退出真空油箱运行，停运真空泵、再循环泵、主密封油泵(改用事故密封油泵供油)破坏真空后，排掉积油然后打开真空油箱的人孔盖进行检修；若因密封瓦间隙非正常增加引起真空油箱油位低的状况，此时可对密封瓦的总油量进行测量，测量结果与原始纪录相对照即可判断密封瓦间隙是否非正常增大。如果得到确认，则须换用新密封瓦才能解决问题。

4.4 油-气压差低

原因：差压调节阀跟踪性能不好，可能引起油-氢压差低；油过滤器堵塞引起油—氢压差低；差压阀信号门不正确。

处理：若差压阀跟踪性能不好，应重新调试压差调节阀，并结合以下两项处理结果判断压差调节阀是否要处理或换新；若过滤器堵塞引起压差低，则应对油过滤器进行清理；若差压阀信号门开度不正确，则开启差压阀油-氢侧的信号门；重新校验压差表计；差压调节阀故障需要检修时，应将差压阀旁路投入运行后关闭差压阀前后两个截止阀以及信号管上的截止阀，调节旁路门的开度以符合油—气压差标准。

4.5 密封油泵跳闸

原因：密封油泵电气保护动作；保安电源失电；真空油箱油位低于-75mm。

处理：密封油泵跳闸时，应检查其跳闸原因；当运行密封油泵跳闸时，检查备用密封油泵启动正常，密封油压正常；若保安段失电造成两台密封油泵均跳闸时，应检查事故密封油泵自启动正常，联系电气人员尽快恢复保安段供电；当真空油箱油位低至-75mm引起密封油泵跳闸时，检查直流事故油泵联启正常，密封油压力正常，尽快对真空油箱进行补油至正常油位后，启动一台密封油泵运行，停止直流事故油泵；直流事故密封油泵投入运行，且估计12h(小时)之内主油泵不能恢复至正常工作状态，则真空油箱补油管路上的阀门以及真空泵进口阀门应关闭，停运再循环泵及真空泵，然后操作真空破坏阀门破坏真空油箱的真空，真空油箱退出运行；若事故油泵亦跳闸无密封油泵运行时，应将密封油油路切至事故回路2运行，并将发电机内氢压降低至0.02～0.05MPa之间；回油扩大槽上部的排氢管也应连续排放且向发电机内补充高纯度氢气以维持机内氢气纯度。

4.6 事故案例分析：华能井冈山电厂#3机组发生的密封油油位异常情况

某日晚班监盘运行人员发现#3机组密封油系统真空油箱油位由460mm快速降低至120mm，由于真空油箱油位下降导致交流密封油泵无出力，密封油母管压力由0.76MPa降低至0.53MPa，同时备用密封油泵及直流密封油泵均联启正常。由于直流密封油泵再循环手动门开度较大，致使直流油泵联启后密封油母管压力仅0.53Mpa，发电机氢气压力由390Kpa降至340Kpa，运行人员到就地后手动将直流油泵再循环手动门缓慢关小提高密封油母管压力至0.81Mpa后将主密封油泵停运，密封油差压恢复正常，氢气压力停止下降并稳定。初步分析真空油箱油位下降的原因为：真空油箱由于负压波动，导致油位随真空摆动，浮球阀由于一直参与调节导致浮球阀出现卡涩无法回位，真空油箱无法进油导致油位下降。

当此类情况发生运行人员应注意以下事项：(1)运行人员监盘时应加强真空油箱负压及油位运行参数的监视，当出现油位及真空摆动应及时汇报部门并查找摆动原因；若真空摆动可暂时将真空泵停运并观察油位是否停止摆动。(2)真空油箱油位出现快速下降，浮球阀调整无效，无法维持真空油箱油位时应及时安排运行人员至就地后启动直流油泵运行，并手动调整再循环手动门(直流油泵再循环手动门调节灵敏性较高，调整时应缓慢，防止油压大幅度波动)，将密封油母管压力调整至0.76-0.81Mpa后将交流密封油泵停运。(3)调整完毕后观察氢气压力稳定无下降趋势、差压阀调整正常，密封油差压稳定在50KPa，主机润滑油箱油位正常无下降趋势。(4)安排人员检查发电机密封瓦处无油渗出，如发生氢气外泄应将机房窗户打开并禁止动火。(5)若真空油箱油位很低，确认主密封油泵无出力，应及时将负荷倒换至直流油泵运行后将主密封油泵停运。防止主密封油泵长期吸空气打空泵而损坏。

5 结语

密封油系统是氢冷发电机组的重要辅助设备，它的基本功能是向密封瓦提供压力油用于润滑和密封，同时还具备油温调节、过滤、汽水分离等功能，为充分发挥这些功能，运行人员了解和掌握该系统的组成和运行注意事项，使其运行参数得到保证，才能保证发电机的安全运行。总之，该系统的稳定运行及良好的维护将直接影响到系统功能的实现和发电机组的安全，应引起我们的高度重视。

[1]华能国际电力股份有限公司井冈山电厂《660MW机组汽轮机运行规程》.

[2]华能井冈山电厂660MW超超临界火电机组培训教材《汽轮机设备及系统》.

[3]张磊.大型火力发电机组集控运行.北京：中国电力出版社,2006.

[4]李红明.田丰．660 MW机组发电机密封油及氢气系统存在问题分析及对策[J].黑龙江电力,2003,25(1)：56—58．

谢建军,长沙理工大学热能与动力工程专业,华能国际井冈山电厂集控运行副值班员。