汽轮发电机组密封油系统常见问题分析及处理措施

引言

国家大力提倡推行供给侧结构性改革,火力发电行业推行实施"上大压小"政策,淘汰落后产能。为了更好地实现节能目标,很多企业的大容量汽轮发电机组通常采用"水-氢-氢"的冷却方式,密封油系统的运行安全可靠性直接影响到汽轮发电机组的安全经济性。笔者总结分析了汽轮发电机组密封油系统的常见问题,对此提出了汽轮发电机组密封油系统运行故障的处理措施。

1汽轮发电机组密封油系统的常见问题

汽轮发电机组的密封系统主要包括发电机密封瓦和密封油系统,密封瓦分为"单流环"和"双流环"设计,密封瓦与发电机转子轴径配合间隙一般为0.08~0.12mm,密封瓦内侧为密封油,两侧分别是氢侧和空侧,通过控制密封油压力与发电机内氢气压力差,实现发电机内氢气不泄漏,通过控制密封油差压阀和氢侧密封油浮子油箱回油量,实现发电机内不满油,发电机不跑氢。

1.1密封油系统振动问题

密封油母管油压波动,引起密封油差压阀阀芯上下频繁波动,同时密封油管道产生剧烈振动,严重时可导致密封油管道断裂。密封油系统振动原因如表1所示。

1.2汽轮发电机进油、跑氢问题

汽轮发电机进油导致定子绕组绝缘降低,油进入出线套管导致发电机对地绝缘降低,可能造成绕组绝缘放电击穿,造成运行中的汽轮发电机绝缘降低,保护动作停机,甚至发电机组烧损报废,发电机跑氢严重时可能造成氢气爆炸事故。汽轮发电机进油、跑氢原因如表2所示。

1.3汽轮发电机氢气纯度不合格问题

汽轮发电机密封油系统一般是通过润滑油系统补油,密封油系统长期运行,其油质水分容易超标,尤其是补充润滑油水分容易超过100mg/L,密封油进入氢侧回油箱与发电机内氢气接触,油中的水分分子会融入氢气气体中,长期运行直接导致发电机内氢气纯度不合格,严重影响汽轮发电机安全运行。

2汽轮发电机组密封油系统常见问题的对策

2.1密封油系统振动问题的对策

(1)运行人员应定期进行密封油泵和过滤装置的切换操作,安装过滤网差压报警装置,根据滤网差压参数定期清洗过滤网,控制密封油油质颗粒度,可有效防止密封油泵磨损、差压阀卡阻、密封瓦磨损间隙增大等故障,保证密封油系统的可靠自动调节,系统油压稳定,避免产生振动。

(2)对于"双流环"密封瓦设计,应调整好氢侧和空侧密封瓦进油节流孔的直径,合理控制氢侧密封油压和空侧密封油压。汽轮发电机组密封油系统在稳定运行的过程中,操作人员要严格做好密封油压调整工作,避免差压阀出现大幅度摆动。汽轮发电机组密封油箱真空系统逆止门会影响密封油箱压力,逆止门卡阻会降低油箱内部空侧压力的排放速率,使得油泵振动幅度不断提升[2]。

(3)对于"单流环"密封瓦设计,密封油系统真空油箱液环真空泵油量应保持正常液位,确保真空泵正常工作,不倒吸空气产生真空波动,避免系统管路产生压力波动和振动现象。

2.2汽轮发电机进油、跑氢问题的对策

(1)加强对汽轮发电机氢侧回油扩大槽和浮子油箱油位的控制调节,操作人员需要对油氢差压阀进行监测和调整,根据实际运行情况合理调节差压阀参数,控制密封油进入发电机氢侧,控制氢侧回油量平衡,有效避免汽轮发电机进油和跑氢故障。

(2)定期对汽轮发电机密封瓦进行全面检修,根据汽轮发电机密封油系统运行参数变化情况,检查调整密封瓦进油节流孔板尺寸至设计值,修改调整汽轮发电机密封瓦与转子轴径配合间隙达到设计值范围,确保氢侧回油控制阀无卡阻、浮子油箱机械浮球阀无卡阻、连杆无断裂、油箱液位计正常、滤网清洁无堵塞、密封油泵和真空泵出力正常。

(3)汽轮发电机组在氢气置换过程中,严密监视密封油系统运行情况,及时调节密封油差压参数,控制氢侧回油量与进油量平衡,定期现场进行发电机底部放油水门操作,确认发电机未进油,防止汽轮发电机进油和跑氢。对于"双流环"密封瓦结构,如果气体的压力过小,特别容易出现密封油进入汽轮机发电机组的现象,因此操作人员要重视对平衡阀的调整,保证氢气侧油压高于空侧油压。

(4)实施密封油回油系统改造,优化汽轮发电机氢侧回油油氢分离工艺。新增密封油氢侧回油油氢分离系统,并列于氢侧回油浮子油箱运行,主要包括油氢分离油箱、主路自动控制调节阀和前后隔离阀、辅路隔离阀等设施,通过油氢分离油箱液位信号,控制主路自动控制调节阀开关,实现自动控制油氢分离系统油位,并远传至集控DCs进行远程自动控制和手动控制操作,达到平衡汽轮发电机氢侧进油和回油的目的。

2.3氢气纯度不合格问题的解决措施

做好汽轮发电机组润滑油系统和密封油系统的油质监督管理工作,定期化验系统油质水分、颗粒度、酸值等指标,必要时进行辅助过滤,降低油中杂质、水分、酸值,确保油质合格,减少密封油中水分等杂质融入发电机氢气中,可确保汽轮发电机氢气纯度不超标,减少补氢量。

3结语

综上所述,通过对汽轮发电机组密封油系统的常见问题进行全面分析,帮助操作人员找到汽轮发电机组密封油系统常见的故障原因,并制定相应的处理措施。现场运行维护人员要结合汽轮发电机密封油系统实际运行情况进行调整和优化,及时消除系统设备故障,研究和实践密封油系统创新技术,提升汽轮发电机组运行的安全可靠性。