发电机氢侧密封油箱满油的原因分析及应对措施

1密封油系统介绍

本密封油控制系统是湛江中粤能源有限公司(调顺发电厂)0FsN-630-2YHG发电机的配套系统。它向发电机两端密封瓦提供连续的密封油,并对其进行监控及保护。我厂发电机采用水-氢-氢冷却方式,即定子绕组为水内冷,转子绕组和铁芯为氢气冷却。为密封发电机内的氢气,密封油系统采用了双流环式密封瓦(氢侧和空侧两路油)。

我厂密封油系统为整体集装式,双流环式密封瓦内有两个供油槽,内部油压始终高于发电机内氢压,从而防止氢气从发电机两端泄漏。两个供油槽内的密封油由独立的两路油源分别供给。靠电机氢气侧的油流为氢侧密封油,靠空气侧的油流为空侧密封油。密封油平衡阀控制了两路密封油压基本一致,这样就减少了氢气的泄漏以及外界空气对发电机内氢气的污染。所谓双环,是指密封瓦在空侧进油处沿轴向分成两个独立的环,空侧油将环分别推向密封瓦座的两侧,从而使密封瓦的两侧与瓦座贴紧,减少因瓦座间的间隙引起的密封油损失。

我厂密封油系统中包含了主差压阀、辅差压阀和平衡阀等几个重要设备。主压差阀相当于空侧密封油的再循环,利用发电机内风压和密封油压作为信号进行调整,控制密封油压高于机内风压0.084MPa。辅差压阀将密封油高低压备用油源接入系统,保证供油可靠性。平衡阀用于调节空侧、氢侧密封油压在±490Pa范围内,减少两路油的互相窜动。

密封油箱是氢侧油路的主油箱,油箱内装有自动补油、排油装置。氢侧密封油箱上部和发电机内相通,利用发电机风压作为动力进行自动排油,利用空侧密封油泵压力进行自动补油。

在发电机低风压或者无风压情况下,自动排油失去动力后,利用氢侧密封油泵通过其出口管道上的压力排油门进行压力排油。

2氢侧密封油箱满油的情况分析

根据系统设计,分析密封油箱可能的进油路径如图1所示。

从图1可知,造成密封油箱满油的可能路径共有4条,下面逐一进行分析:

(1)第一路进油路径为密封油箱自动补油通道。由于密封油箱设计有自动补油功能,正常情况下,补油浮球阀处于向上旋紧状态,浮球处于自动状态:当出现需要强制补油时,可向下旋松浮球阀。若补油浮球阀长时间处于向下旋松状态或者故障内漏而未及时发现,当空侧密封油泵或者空侧备用油泵向空侧供油时,密封油箱就会处于一直补油状态,若发现不及时,密封油箱很快就会满油,并进一步满油至消泡箱,造成发电机进油。(2)第二路进油路径为密封油箱自动排油通道。由于密封油箱设计有自动排油功能,正常情况下,排油浮球阀处于向上旋紧状态,浮球处于自动状态:当出现需要强制排油时,可向下旋松浮球阀。第一种情况:当发电机风压低于0.09MPa,由于空氢侧密封油窜流而自动排油动力不足,氢侧密封油箱油位可能会逐渐升高:第二种情况:密封油系统停运后,系统内残存油逐步回到氢侧油箱,氢侧密封油箱油位逐渐升高。当出现氢侧密封油箱油位高报警时,排油浮球阀会自动打开或者被强制旋松,由于排油口接至空侧油泵进口,而空侧油泵进口的隔氢装置高度约11m,使空侧油泵进口静压约0.09MPa,此时由于自动排油动力不足,自动排油通道不仅不能排油,反而会造成空侧进口密封油倒回氢侧密封油箱,造成油箱满油。(3)第三路进油路径为密封油箱压力排油通道。由于密封油系统停运过程,需要利用氢侧密封油再循环门调整氢侧油压,密封油系统停运后,氢侧再循环门往往处于打开状态。若系统停运后,压力排油门未关闭,而压力排油管接至空侧油泵进口,空侧油泵进口的隔氢装置高度约11m,使空侧油泵进口静压约0.09MPa,造成空侧密封油通过压力排油门和氢侧再循环门倒回密封油箱,造成密封油箱满油。(4)第四路进油路径为氢侧密封油回油管。第一种情况:当空侧油路单独运行,空侧密封油从密封瓦向氢侧窜油,通过氢侧回油管回到密封油箱,若发电机低风压不能自动排油时,会造成氢侧密封油箱逐渐满油。第二种情况:密封油系统停运后,若空侧密封油高、低压备用油源没有隔离,当高压启动油泵或者交流润滑油泵运行时,由于油氢压差低于84kPa,辅压差阀处于打开状态,主机润滑油会经过辅压差阀进入空侧油路,进而通过密封瓦向氢侧窜油,通过氢侧回油管回到密封油箱,造成密封油箱满油。

3氢侧密封油箱满油应对措施

(1)针对第一条进油路径应该采取以下措施:氢侧密封油箱自动补油浮球阀正常应处于旋紧状态,若需要强制补油而旋松,待强制补油结束后应该马上旋紧,防止补油浮球阀长期处于强制补油状态:密封油系统停运后,为防止自动补油浮球阀内漏造成油箱满油,应该关闭氢侧密封油箱补油手动门。(2)针对第二条进油路径应该采取以下措施:当发电机风压低于0.09MPa以下或者密封油系统停运后,氢侧密封油箱无法自动排油时,应该关闭氢侧密封油箱排油手动门。(3)针对第三条进油路径应该采取以下措施:当密封油系统停运后,应该关闭氢侧密封油箱压力排油手动门。(4)针对第四条进油路径应该采取以下措施:若空侧密封油单独运行,应该加强监视氢侧密封油箱油位的变化,尤其是低风压下不能自动排油时:若密封油系统停运,停运后应该及时关闭空侧密封油的高、低压备用油源手动门。

4结语

结合以往经验,密封油箱满油的情况往往是在发电机低风压、密封油系统非正常方式运行或者密封油系统停运后发生的,所以当出现以上情况时,应该加强密封油系统的监视,出现异常时加强分析,查找原因并及时处理。密封油系统停运后,应该关闭氢侧密封油箱补油手动门、氢侧密封油箱排油手动门、氢侧密封油箱压力排油手动门、高压油至空侧密封油手动门和低压润滑油至空侧密封油手动门,严格按照操作要求做好系统隔离,防止满油事件的发生。