QFR480发电机密封油压异常波动原因分析及对策

2016-07-14杨旭涛

综合智慧能源 2016年5期

关键词：燃气轮机发电机

杨旭涛

(江苏华电戚墅堰发电有限公司，江苏常州　213011)

QFR480发电机密封油压异常波动原因分析及对策

杨旭涛

(江苏华电戚墅堰发电有限公司，江苏常州213011)

摘要：介绍了东方三菱QFR480燃汽轮发电机密封油系统设备运行的特点，分析了系统运行时产生密封油压异常波动的原因，提出了故障排除方法及处理步骤，可提高密封油系统的供油可靠性。

关键词：燃气轮机；发电机；密封油；真空油箱；差压阀；密封油泵；油压异常波动

图1　QFR480发电机密封油供油系统

0引言

QFR480发电机是东方三菱M701F4燃气轮机配套的全氢冷发电机，密封瓦为单流环式密封瓦带平衡油回路，其密封油系统配置真空净油装置,可有效驱除密封油中所含的水汽，从而减缓发电机内氢气的污染速度，使发电机内的氢气纯度始终保持在较高水平。该系统在调试及机组投产初期，频繁出现密封油压力大幅度波动。对于氢冷发电机，氢密封失效和发电机进油是不允许出现的，因此，有必要对密封油压异常波动的原因进行分析并及时排除故障。

1密封油系统流程及设备概述

密封油控制装置中的主要设备有1台排氢调节油箱、1台真空油箱、2台交流主密封油泵、1台直流事故密封油泵、1台真空泵、1个主差压阀(交流泵出口)、1个备用差压阀(直流泵出口)、1个主油泵溢流阀、1个再循环油路溢流阀、1个事故油泵溢流阀，具体如图1所示。

1.1排氢调节油箱

氢侧回油经氢侧回油管路进入排氢调节油箱，该油箱的作用是使油中的氢气初步分离。排氢调节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。

1.2真空油箱和真空泵

真空油箱和真空泵是单流环式密封油系统中的油净化设备。

交流主密封油泵正常运行情况下，来自润滑油的补油不断进入真空油箱，补油中含有的空气和水分在真空油箱中被分离出来，通过真空泵抽出，并经

过真空泵出口分离装置被排至厂房外，从而使进入密封瓦的油得以净化，防止空气和水分对发电机内的氢气造成污染。真空油箱的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球阀的浮球随油位高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这样使补油速度得以控制，真空油箱中的油位也随之受到控制。

真空泵不间断地工作，保持真空油箱中的真空度；同时，将空气和水分(水蒸气)抽出并排放掉。为了加速空气和水分从油中释放，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，油泵出口的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。

1.3密封油泵

系统设置2台交流主密封油泵，一台工作，另一台备用。主密封油泵从真空油箱抽油，油泵出口大部分流量通过旁路管回至真空油箱形成再循环，剩余的较少流量(其中包括平衡油支路流量，但因油量极小可忽略不计)经压力调节及温度控制后，提供密封瓦用作密封油。

系统设置1台直流事故密封油泵，当主密封油泵故障时，该泵投入运行。事故密封油泵从循环密封油箱抽油，油泵出油经压力和流量调节，并经温度控制后提供给密封瓦用作密封油。

主密封油泵和事故密封油泵均为螺杆泵。

1.4差压调节阀

密封油系统设置2个差压调节阀，分别用于交流密封油泵或直流密封油泵投入工况下对密封瓦供油压力的调节。

主差压调节阀装设在交流密封油泵出口主供油管路上，用于交流密封油泵投入时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-气压差稳定在所需范围之内。

备用差压调节阀装设在直流密封油泵出口旁路上，用于直流密封油泵投入时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。

1.5溢流阀

主密封油泵和事故密封油泵出口溢流阀分别装设在交流密封油泵和直流密封油泵出口旁通管路上，用于泵出口压力超限时开启释压，以保护油泵及压力仪表等不受高压损坏。当油泵(交流油泵或直流油泵)出口压力升至1.15 MPa时，溢流阀应开启释压。

再循环油路溢流阀装设在交流密封油泵出口到真空油箱之间的再循环油管路上，通过对支路流量的调节来控制泵出口压力稳定在要求值以上。正常运行时，交流油泵出口压力应维持在0.95 MPa，该溢流阀的作用是通过调节循环油路分流量(300～400 L/min)保持交流油泵出口压力在0.95 MPa。

2密封油压异常波动原因分析

2.1差压阀故障

因阀门安装质量不佳或油质劣化造成阀芯卡涩，在氢压或密封油压出现变化时不能及时调节，并出现调节迟缓，表现为密封油压波动。差压阀信号管存在气体，因气体的可压缩性引起差压阀压差感受机构频繁波动，进而造成差压阀频繁调整，出现密封油压波动。该情况在系统调试期间或机组检修后系统首次投运时会出现，差压阀压差感受机构上部为感受发电机氢压的信号管，该信号管接自发电机氢侧回油消泡箱底部，正常情况下信号管应充满油，因此能间接反映发电机氢压变化。信号管若无排气阀，可将差压阀信号管接头拆开，看到有连续油流即排除信号管带气；另外，在差压阀信号管接头处有节流孔板，也可改善信号管内油压波动。

2.2真空油箱油位异常

真空油箱油位越低，主密封油泵就越接近泵的气蚀点，一旦泵产生气蚀，则泵出口压力会大幅波动，泵出口会出现管路振动、噪音增大等故障，真空油箱的最佳油位是真空油箱人孔盖上方观察窗的水平中心线下方50 mm，正常运行中真空油箱油位低，主要原因为浮球阀动作失灵。

若因密封瓦间隙非正常增加而出现真空油箱油位降低的状况，可对密封瓦的总油量进行测量，测量结果与原始记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。

补油不畅引起真空油箱油位下降，原因有可能为补油管路不畅或补油管端的喷头堵塞，可通过真空油箱人孔盖上方的观察窗检查补油管端喷头的喷油情况予以确认。

2.3密封油泵出口压力波动

密封油泵布置在真空油箱下部，吸入口处于真空状态，油泵产生气蚀引起输出油压波动，同时伴有噪音大、管路振动等故障；油泵吸入口管路或油泵机械密封磨损后出现漏点，空气被吸入泵体内也会引起油压波动、管路振动等故障。真空油箱内主密封油泵吸油总管接口处装有滤网，该滤网如被脏物堵塞，则会造成油泵吸油量不足引起油泵出口压力波动、管路振动等故障。因此，该滤网的清洗必须予以关注。密封油泵为三螺杆油泵，泵安装或检修后首次启动前必须进行充油操作，将泵内空气排净，若泵内气体没有排出，同样会引起出口油压波动、机械密封磨损等故障。

2.4管路阀门配置不当

油泵安全阀以及油泵出口管路上的溢流阀不稳定引发压力波动；油泵出口母管再循环手动门误开，过量的再循环油通过再循环管端的喷头而被扩散，真空油箱内产生过量泡沫，严重时在油面上积存很厚一层，且油内生成大量气泡，造成油泵产生气蚀。真空泵进口门误动造成真空油箱真空过高或真空油箱的真空突变，影响密封油泵吸入口负压变化及油泵出力变化，造成油压波动[1]。

3密封油压异常波动排除方法

在差压阀投入初运行时，应将该阀上下两腔的引压信号管接头旋松，让油少量流出，达到排气的目的，从而确保差压阀能够稳定运行。同时，检查信号管接头处的节流孔板是否缺失。

真空油箱浮球阀动作失灵时，首先进行简易处理，步骤如下：停真空泵破坏真空，然后关闭真空油箱补油阀，停止向箱内补油，此时主密封油泵继续运行，待油位下降至浮球阀的浮球完全悬空后，再打开补油阀使油位上升，这样反复升降油位，有可能消除浮球阀的卡塞故障；若上述方法不成功，必须换用事故密封油泵供油，退出真空油箱运行，停运真空泵、主密封油泵，破坏真空后排掉积油，然后打开真空油箱的人孔盖进行浮球阀在线检修，取出活塞进行清洗后回装。密封油系统运行中真空油箱油位始终偏高或偏低时，必须进行浮球阀在线整定，需要注意的是浮球上的螺塞(用于球壳放油)要朝上，不能浸没在油中导致浮球进油影响浮球阀的工作而导致油箱油位升高。

油泵产生气蚀会引起出口油压波动。出现气蚀故障时，先降低真空油箱上部真空维持运行，检查真空油箱运行中的实际油位是否低于油箱人孔盖上方观察窗的下边沿，若正常油位偏低，可考虑重新调整油位，在重新调整油位之前，采用降低真空的办法维持运行[2]。

油泵吸入口管路有漏点，空气被吸入泵体内，会引起油压波动、管路振动等故障。首先要确定是否有漏气点，可将油泵切换至直流泵，解除真空泵与油泵的电气联锁，停运交流泵，关闭泵出口阀，关补油阀停止补油，开启真空泵使油箱上部真空维持-90 kPa以上，再从油箱的观察窗处观察是否有连续气泡从油中冒出，从而确定是否漏气。若判断有较大漏点需要处理，必须找出漏点位置，而找漏办法是在真空油箱上部充气加压，加气口选用真空压力表接口，真空泵停运并破坏真空，关闭真空泵进口阀隔离真空泵，关闭2台主密封油泵出口阀，然后充入氮气或压缩空气加压至0.1 MPa，查找漏油点并消除漏点。

油泵安全阀以及油泵出口管路上的溢流阀不稳定引发的压力波动，只要将油泵安全阀或溢流阀的调整弹簧重新整定，适当提高其动作压力，整定压力可提高至油泵铭牌输出压力的1.05～1.10倍。

正常运行中油泵出口母管再循环手动门应保持关闭，真空油箱正常油面上仅有轻微泡沫为正常状态，运行经验表明真空油箱真空值保持约-80 kPa即可维持发电机氢气纯度，真空泵进口门不宜大幅度调整，宜保持适当开度。

4结束语

东方三菱480 MW 燃气轮机在调试及投产初期出现了密封油压异常，针对系统设备运行特点进行原因分析，通过采取上述措施逐步解决了密封油压力异常波动，使系统恢复正常运行状态。

参考文献：

[1]张文辉,张士强,孙辉.密封油油压波动原因分析及处理[J].华电技术, 2010,32(2):57-59.

[2]穆肖静.发电机密封油系统油击故障原因分析及对策[J].华电技术,2012,34(1):6-9.

(本文责编：白银雷)

收稿日期:2016-03-07；修回日期:2016-05-06

中图分类号：TK 418；TK 263.8+3

文献标志码：B

文章编号：1674-1951(2016)05-0030-03