东汽300MW机组氢密封油系统常见故障分析与处理

2019-08-23 版权声明 举报文章

摘 要: 发电机密封油系统虽经多年运行已是一个非常完善的系统,但如果在安装、调试及运行过程中操作不当,仍然会出现一些问题,譬如漏氢量大、发电机进油、差压阀及平衡阀工作失常等。本文针对发电机密封油系统出现的常见问题进行了全面深入的分析与处理。

关键词:密封油系统 发电机进油 发电机漏氢 差压阀 平衡阀

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)12-0297-02

前言

目前国内汽轮发电机大都采用水氢氢冷却方式,氢气的密封采用双流环式氢油密封系统。其系统由双流环式密封瓦、密封油泵、冷油器、过滤器、油封箱、氢油压差阀、油压平衡阀及连接管道、阀门等构成。虽然该系统经多年运行已是一个非常完善的系统,但如果在安装、调试及运行过程中操作不当,仍然会出F一些问题,诸如漏氢量大、发电机进油、差压阀及平衡阀工作失常等一系列问题。

一、原因分析

1.发电机进油

1.1 由于发电机下空间狭小,管道不便于布置,安装单位往往将氢侧回油管向油箱的坡度不够。结果造成回油不畅,使得消泡箱内的油位过高而进入发电机内。

1.2 发电机端盖靠近密封瓦处结合面由于加工精度不够或螺栓紧力不够,造成密封油沿发电机端盖进入发电机内。

1.3 两侧油流密封瓦,分为空侧密封油系统与氢侧密封油系统;在这两个单独的的系统中氢侧密封油箱为氢侧密封油提供压力用油,在密封油系统正常工作中,保证运行油位,防止氢气进入氢侧密封油泵,当密封油箱油位上涨时,排油电磁阀自动动作,将油排至润滑油管路,所排放的油量与密封油箱内的氢气压力有关,但是氢气压力偏低,直接影响密封油箱的排油量,如果监视不及时,直接导致密封油通过回油管道进入发电机内部,造成发电机线圈被油腐蚀,影响发电机绝缘性能降低。这种现象大多发生在启动初期或盘车状态,尤其在调试阶段最容易发生。因为此时发电机不充氢气。

1.4 密封瓦间隙或密封瓦内侧油档间隙超标,极易造成发电机进油。

1.5 正常运行时补、排油电磁阀失灵,当氢侧回油箱油位过高时,将造成发电机进油。

2.发电机漏氢

发电机漏氢量大的原因除与发电机本体及其相连接的管道关联外,基本上都是通过密封油系统泄漏出去。其原因主要有以下几点:

2.1密封瓦与轴径配合间隙超标或由于油质不良原因导致密封瓦乌金磨损,这就导致空侧与氢侧出现相互混油现象,在检修或安装中,必须符合技术标准要求,调整好密封瓦径向和轴向间隙。在机组运行中如果油质出现劣化(颗粒度超标)时,造成密封瓦与发动机轴径磨损,出现密封瓦间隙偏大,导致发动机氢气泄漏量增加,系统内某电厂出现过这种情况,制氢车间很难满足氢气的需要,机组安全运行受到严重影响。

2.2 运行期间,绝大多数电厂往往对密封油系统油质的工作不够重视,运行人员对定期检查的工作项目往往不执行也是发电机漏氢的一个原因。如制造厂的说明书要求每八小时应对刮片式滤油器进行旋转清理并排污,但往往电厂工作人员做不到这一点。

3.氢油压差阀跟踪性能差

密封油系统中压力调节压差阀壳体内部装设波纹筒,其外部直接与发动机内氢气相同,其信号管相连,感受发电机内部氢压, 波纹筒内部与发电机密封瓦腔室的空侧密封油相同,到波纹筒内外压差不一致时,连接下部的滑阀上下运动,调节空侧密封油进入密封瓦的油量,但必须保证空侧油压高于发电机内部氢压0.09Mpa,根据压差阀安装位置,确定油压大于氢压的数值,这一点也尤为重要。在机组运行过程当中,由于机组工况不断发生变化,压差阀由于多种原因出现异常情况,也就是所调节失灵,主要因素有以下:

3.1 压差阀制造厂家出现设计错误,安装质量不符合技术要求,出现弹簧性能偏低,滑阀与套筒配合精度差,出现调节迟缓现象,在氢压波动是调节性能差,所以在机组运行中必须监视仪表显示数值,必要时人为加以调节。

3.2 波纹筒由于检修或制造等原因,再加上投运操作不当,直接出现波纹筒开裂,使其失效。

3.3 压差阀波纹筒在检修完毕或安装过程中,内部积存有空气,未进行排放,造成油压波动,影响差压阀调节性能。

3.4 压差阀由于检修质量工艺差,未清理内部腔室,存有一些杂质,造成压差阀卡涩,尤其在检修中机组易发生此类现象。

4.平衡阀工作失常

平衡阀分汽端和励端二只,其信号分别取之于各自密封瓦处的空、氢侧油压,通过空、氢侧油压的变化自动调节平衡阀开度的大小,从而使空、氢侧在密封瓦处的油压差始终保持在±50mmH2O柱之内。平衡阀工作失常首先表现在空氢侧微差压计上,其值偏差较大的原因有以下几点:

4.1 油质不良,平衡滑阀发生卡涩。

4.2 传压管较细,平衡阀接受到的信号较弱,降低了平衡阀的工作灵敏度和平衡精度。

4.3 平衡阀杆间隙、活塞间隙过大或垫片老化,密封效果不佳,导致出现泄漏情况,因此氢侧工作油将进入到氢侧信号油室,使氢侧信号油压力升高,造成氢侧油压高于空侧油压,使微差压计的允许值发生变化。变化过程是由平衡阀到密封瓦连接的油管中的沿程阻力损失以及平衡阀阀套漏流和氢气侧信号油管的通流面积等。

4.4 平衡阀的调节工作程度是受限的,如果出现调节迟缓或有偏差时,采取打开氢侧密封油泵出口管的再循环调整门,进行调节,满足氢密封油系统的汽侧、励侧空侧密封油与氢气的压差接近相等,其次再调整两端的平衡阀,使空、氢侧在密封瓦处的油压差始终保持在±50mmH2O柱之内。

5.空、氢侧油泵出口滤网堵塞

机组长期运行,由于油质劣化,油质颗粒度超标,导致空侧或氢测出口滤网堵塞,使空氢侧密封油压发生变化,直接影响密封油压差阀的调节性能。

二、处理措施

1.发电机进油

1.1 对氢侧回油管进行改造,保证氢侧回油管向氢侧密封油箱倾斜,坡度不小于5/1000,有条件的以30/1000~50/1000为好。

1.2 如时间允许,可将发电机端盖结合面重新加工,直至精度满足要求。如时间不允许,可在下结合面处均匀涂抹一层5012硅胶,凉2分钟左右,合上上盖,将螺栓紧到位,可有效防止发电机进油。

1.3 在机组调试阶段,发电机内最好能充入0.15~0.3 Mpa的氮气或压缩空气,保证密封油系统的安全运行。

1.4 严格执行工艺标准,一般将发电机密封瓦径向间隙调整至0.15~025mm,引进型机组为0.23~0.28mm,轴向间隙调整至0.13~0.20mm,引进型机组为0.19~0.23mm即可。内侧油档一般采用聚四氟乙烯,在安装时要注意检查油档有无缺损的地方,然后将油档间隙按规程上要求安装即可有效避免发电机进油

1.5 运行人员加强巡视,当发现氢侧回油箱油位开启时,强制进行排油。

2.发电机漏氢

2.1 除对密封瓦间隙进行调整外,可在空侧密封油的来油母管上安装真空滤油装置,可对密封油进行在线滤油,提高密封油的精度。避免造成密封瓦磨损,而造成发电机漏氢。

2.2 运行人员加强巡检,每8小时对刮片式滤油器进行旋转清理并排污。

3.氢油压差阀跟踪性能差

针对氢油压差阀跟踪性能差的原因分析,具体处理措施有如下几种:

3.1 选用正规厂家产的氢油压差阀,备好氢油压差阀,以便波纹套筒破裂时及时进行更换。

3.2 放净波纹筒内的空气。

3.3 安装前对传压管仔细清理以保证油质的清洁。

4.差压阀投入方法不当

如运行人员操作不当,则有可能造成压差阀内部膜片单面过压(即油压高于0.15MPA以上),从而引起保护螺帽脱落或主阀芯垫片破损,致使压差阀伤失调压能力。为此,提请运行人员注意如下事项:

4.1 油循环阶段不投用压差阀

4.2 只要压差阀不投入或退出运行,就必须关闭压差y前后及引压管路的截止阀(如下图示的J1-J4号阀门)

4.3 投运:先使用旁路门手动调节密封油系统的油-氢压差(P),将P值调至0.056MPA左右。(在显示表观察P值)

然后开J1,紧接着开J2直至全开,然后全开阀门J3;逐步关闭旁路门,同时逐步打开阀门J4,直至旁路门全关、J4全开,则压差阀投入运行。

4.4 退出:先关小J4,直至P值有下降显示,再慢慢开启旁路门,直至P值有回升显示,如此反复操作,直至J4全关(旁路门开度适当);然后关闭J1 J2 J3,则压差阀退出运行。

5.平衡阀工作失常

针对以上平衡阀工作失常的原因分析,可采取如下的处理措施进行防范:

5.1 用滤油机对氢侧密封油箱的油进行在线滤油,保证油质的清洁度。

5.2 将传压管加大到Φ18×1.5mm左右,以提高其平衡精度及调节能力。

5.3对平衡阀阀杆间隙过大,可采用更换阀杆或平衡阀的措施来解决。

6.空、氢侧油泵出口滤网堵塞

针对空、氢侧密封油泵出口滤网堵塞情况,在正常运行中,严密监视油泵出入口油压变化情况,发现压差超标,及时旋转刮片滤油器手轮并排污(对于实施改造的滤网来讲,更换滤芯)保证压差在标准范围内。

四、结束语

密封油系统是向发电机轴封装置连续不断地提供密封油,其密封油压力高于发电机内氢气压力,从而防止了氢气从发电机中漏出。由此可见,密封油系统的安全稳定运行与否,直接关系到机组的安全运行。应引起电厂及相关单位的高度重视。只有把好选材、制造、安装和运行的每一个环节,才能使其始终保持在安全稳定的运行状态。才能把密封油系统发生的故障率减少到最低。

参考文献

[1]《300MW火力发电机组丛书》第三分册《汽轮发电机及电气设备》中国电力出版社

[2]《东汽密封油调节、安装使用说明》东方汽轮机厂

作者简介:张永斌,男,(1969-),调速系统高级技师、工程师,张家口发电厂设备部汽机高级点检员。

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