陡河发电厂#8发电机密封油真空油箱系统运行异常问题初探

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  摘要:本文针对陡河发电厂#8发电机密封油真空油箱系统运行中出现的异常问题进行了原因分析,并对密封油真空油箱系统构成、工作原理进行说明,从运行角度得出了解决方案和措施。
  关键词:发电机;密封油;真空油箱;异常
  一、提出的问题
  陡河发电厂#8汽轮发电机系哈尔滨电机厂制造,其密封瓦为双环式,分为空氢两侧。原设计空侧有交、直流密封油泵各一台,油源来自主油箱,油压由差压阀根据发电机内氢压自动调整。氢侧也是有交、直流密封油泵各一台,密封油在密封油箱与密封瓦形成循环,油压由平衡阀根据空侧油压及氢压自动调整。
  由于设计制造方面诸多问题,原系统不能很好地保证发电机内的氢气纯度、湿度合格,造成运行中大量排、补氢。为了提高运行中发电机氢气纯度,降低湿度,于1997年11月机组大修中对其进行了系统改进——加装了真空净化装置。
  密封油真空油箱系统在运行一段时间后,会出现一个现象,就是乙空侧交流密封油泵出口压力产生大幅快速摆动或出口压力降至较低,同时伴随着出口安全门频繁启座,此时人为调整油泵出口再循环门和真空油箱真空值也无法使这一现象消除,如果造成出口压力低于0.65Mpa,将联启乙空侧直流密封油泵。经检修人员清理检查真空油箱滤网发现,滤网上被油泥糊住,有时还有少量的轴承乌金残片加杂在其中,经过清理的滤网投入运行后,油压稳定,安全门也无金属撞击声。此种现象每隔一段时间就会出现,经检修处理后现象消失。由于真空油箱滤网经常堵塞造成密封油母管压力大幅摆动、安全门频繁启座,有时甚至造成直流密封油泵联启,给安全生产带来威胁。
  二、系统设备组成
  陡河发电厂#8发电机密封油真空油箱系统主要由甲、乙空侧交流密封油泵(原装泵为甲,新装泵为乙,以下同),甲、乙空侧直流密封油泵,氢侧交、直流密封油泵、真空油箱、真空泵、差压阀、平衡阀、冷油器、密封油箱、发电机密封瓦及连接管道阀门、滤网、有关热工、电气保护组成。
  其中真空油箱与乙空侧交流密封油泵相连,中间装有滤网,泵出口处装有再循环门和安全门,再循环门用于调整泵的出口压力,安全门是泵出口压力超过安全阀设定压力时,即自动开启泄压,保证设备和管道内介质压力在设定压力之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。
  真空油箱入口装有调节阀,用于控制真空油箱油位在允许范围内。(如图)
  三、系统工作原理
  真空净化原理:根据拉乌尔定律,在一定温度时,在一定体积的液体中,所溶解的气体的重量和该气体在液面上的分压力成正比。一般说来,水和空气很容易从液体中分离出来,而溢出的快慢和数量与溶液的温度、液面上该种成分的分压力有关;既溢出量正比于液体的温度,反比于液面上该种成分的分压力。
  根据以上分析,如果有一种设备能使液面上的压力降到很低,则液体内部所溶解的水分、气体等很容易分离出来,为此加装了密封油真空净化装置,使进入发电机空侧的油先经过真空净化处理。
  为了提高真空净化效果,在真空油箱中加装旋流喷嘴4个,进入真空油箱的油首先进入旋流喷嘴,使其雾化进入真空空间进行初步净化;另外由交流密封油泵打出的油一部分经减压阀返回真空油箱上部的雾化装置再次进行分离。雾化的目的是增大油表面积,使气体分离更充分。
  真空油箱的真空由真空泵维持,真空泵不断地抽出自由中分离出来的气体及系统漏入的空气。
  真空净化装置加装于发电机空侧密封油系统中,因为氢侧运行中补油及启动投入时的来油均来自空侧油系统,所以保证了空侧油品质,便可充分保证发电机氢侧油品质。
  系统正常运行时,真空油箱来油是取自氢油分离器底部U型管处,由于真空油箱内负压作用,使得部分回油进入真空油箱,经过真空净化后,经乙空侧交流密封油泵进入空侧密封油母管,再经冷油器、滤网、差压阀进入发电机空侧密封瓦。密封瓦空侧排油与发电机六、七号瓦回油相混合以后,通过排油管进入氢油分离器进入扩容分离,分离与油相混合的氢气,然后油通过底部U型返回到主油箱。
  密封油真空油箱系统投入使用后,效果明显,它有效的降低了空侧密封油中的水汽,提高了其品质,从而保证了氢气的品质,减少氢气含水量,提高氢气纯度,避免大量排补氢,使发电机的安全经济运行得到保障。
  四、问题分析
  由于真空油箱来油取自氢油分离器底部U型管处,氢油分离器来油包括发电机六、七号瓦及密封瓦空侧排油,在长期运行过程中,润滑油会产生不可溶解的沉淀物——油泥,这些油泥会随着回油进入真空油箱,将真空油箱内油泵入口的滤网堵塞。油泥堵塞滤网是一个缓慢的过程,针对这一现象出现,我们经过长期观察,发现在密封油真空油箱滤网堵塞过程中,真空油箱油位与空侧密封母管油压存在同步变化的现象,既油位上涨,油压也上涨,反之则下降,此时油压波动比较缓慢,幅度也不大,对密封油运行未能造成很大影响。而在正常运行过程中,真空油箱滤网未堵塞,空侧密封油压变化主要受氢压、密封油温、密封瓦间隙变化和人为调整影响,受真空油箱油位变化影响不大,只有在滤网堵塞的过程中,通过真空油箱滤网的油量产生产变化,故真空油箱油位变化对空侧密封母管油压变化的影响才明显,甚至超过其它因素的影响。当真空油箱滤网堵塞严重,使得滤网两侧压差增大,会引起油泵入口油压振荡,从而影响到出口油压也大幅波动,由于安全门弹簧刚度太大,油压振荡也会引起安全门频启,此时应停止乙空侧交流密封油泵和真空油箱的运行。
  五、解决办法及措施
  由于真空油箱滤网堵塞是一个较长的过程,且真空油箱取油口暂时无法改变,也无法加装消除油泥的装置,在真空油箱滤网频繁堵塞问题解决以前,运行岗位如果提前发现滤网堵塞,就可以避免密封油压大幅波动甚至联起直流密封油泵。通过在日常工作中实践,将空侧密封油压和真空油箱油位曲线设置在同一画面,不断观察两者曲线变化关系,摸索出空侧密封油压与真空油箱油位曲线和滤网堵塞三者之间的规律(如下图),即如果空侧密封油压曲线与真空油箱油位曲线变化趋于同步,就说明真空油箱滤网出现堵塞,此时应通知检修及时清理油箱滤网,可以避免空侧密封母管油压波动过大、联起乙空侧直流密封油泵。
  六、结论
  根据摸索出空侧密封油压与真空油箱油位曲线和滤网堵塞三者之间的规律,通过监视曲线,可以及时发现真空油箱滤网堵塞,避免空侧密封母管油压波动过大,甚至联启乙空侧直流密封油泵,
  危及发电机安全运行。
  参考文献:
  [1]《#8机组密封油系统运行说明及使用规定》
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