QFR480發(fā)電機(jī)密封油壓異常波動(dòng)原因分析及對(duì)策

楊旭濤

(江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州　213011)

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QFR480發(fā)電機(jī)密封油壓異常波動(dòng)原因分析及對(duì)策

楊旭濤

(江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司，江蘇 常州213011)

摘要：介紹了東方三菱QFR480燃汽輪發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)，分析了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生密封油壓異常波動(dòng)的原因，提出了故障排除方法及處理步驟，可提高密封油系統(tǒng)的供油可靠性。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；發(fā)電機(jī)；密封油；真空油箱；差壓閥；密封油泵；油壓異常波動(dòng)

圖1　QFR480發(fā)電機(jī)密封油供油系統(tǒng)

0引言

QFR480發(fā)電機(jī)是東方三菱M701F4燃?xì)廨啓C(jī)配套的全氫冷發(fā)電機(jī)，密封瓦為單流環(huán)式密封瓦帶平衡油回路，其密封油系統(tǒng)配置真空凈油裝置,可有效驅(qū)除密封油中所含的水汽，從而減緩發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的污染速度，使發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣純度始終保持在較高水平。該系統(tǒng)在調(diào)試及機(jī)組投產(chǎn)初期，頻繁出現(xiàn)密封油壓力大幅度波動(dòng)。對(duì)于氫冷發(fā)電機(jī)，氫密封失效和發(fā)電機(jī)進(jìn)油是不允許出現(xiàn)的，因此，有必要對(duì)密封油壓異常波動(dòng)的原因進(jìn)行分析并及時(shí)排除故障。

1密封油系統(tǒng)流程及設(shè)備概述

密封油控制裝置中的主要設(shè)備有1臺(tái)排氫調(diào)節(jié)油箱、1臺(tái)真空油箱、2臺(tái)交流主密封油泵、1臺(tái)直流事故密封油泵、1臺(tái)真空泵、1個(gè)主差壓閥(交流泵出口)、1個(gè)備用差壓閥(直流泵出口)、1個(gè)主油泵溢流閥、1個(gè)再循環(huán)油路溢流閥、1個(gè)事故油泵溢流閥，具體如圖1所示。

1.1排氫調(diào)節(jié)油箱

氫側(cè)回油經(jīng)氫側(cè)回油管路進(jìn)入排氫調(diào)節(jié)油箱，該油箱的作用是使油中的氫氣初步分離。排氫調(diào)節(jié)油箱內(nèi)部裝有自動(dòng)控制油位的浮球閥，以使該油箱中的油位保持在一定的范圍之內(nèi)。

1.2真空油箱和真空泵

真空油箱和真空泵是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中的油凈化設(shè)備。

交流主密封油泵正常運(yùn)行情況下，來自潤(rùn)滑油的補(bǔ)油不斷進(jìn)入真空油箱，補(bǔ)油中含有的空氣和水分在真空油箱中被分離出來，通過真空泵抽出，并經(jīng)

過真空泵出口分離裝置被排至廠房外，從而使進(jìn)入密封瓦的油得以凈化，防止空氣和水分對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣造成污染。真空油箱的油位由箱內(nèi)裝配的浮球閥進(jìn)行自動(dòng)控制，浮球閥的浮球隨油位高低而升降，從而調(diào)節(jié)浮球閥的開度，這樣使補(bǔ)油速度得以控制，真空油箱中的油位也隨之受到控制。

真空泵不間斷地工作，保持真空油箱中的真空度；同時(shí)，將空氣和水分(水蒸氣)抽出并排放掉。為了加速空氣和水分從油中釋放，真空油箱內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)噴頭，補(bǔ)充進(jìn)入真空油箱的油通過補(bǔ)油管端的噴頭，油泵出口的再循環(huán)油通過再循環(huán)管端的噴頭而被擴(kuò)散，加速氣、水從油中分離。

1.3密封油泵

系統(tǒng)設(shè)置2臺(tái)交流主密封油泵，一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。主密封油泵從真空油箱抽油，油泵出口大部分流量通過旁路管回至真空油箱形成再循環(huán)，剩余的較少流量(其中包括平衡油支路流量，但因油量極小可忽略不計(jì))經(jīng)壓力調(diào)節(jié)及溫度控制后，提供密封瓦用作密封油。

系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)直流事故密封油泵，當(dāng)主密封油泵故障時(shí)，該泵投入運(yùn)行。事故密封油泵從循環(huán)密封油箱抽油，油泵出油經(jīng)壓力和流量調(diào)節(jié)，并經(jīng)溫度控制后提供給密封瓦用作密封油。

主密封油泵和事故密封油泵均為螺桿泵。

1.4差壓調(diào)節(jié)閥

密封油系統(tǒng)設(shè)置2個(gè)差壓調(diào)節(jié)閥，分別用于交流密封油泵或直流密封油泵投入工況下對(duì)密封瓦供油壓力的調(diào)節(jié)。

主差壓調(diào)節(jié)閥裝設(shè)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時(shí)自動(dòng)調(diào)整密封瓦進(jìn)油壓力，使該壓力自動(dòng)跟蹤發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力且使油-氣壓差穩(wěn)定在所需范圍之內(nèi)。

備用差壓調(diào)節(jié)閥裝設(shè)在直流密封油泵出口旁路上，用于直流密封油泵投入時(shí)自動(dòng)調(diào)整密封瓦進(jìn)油壓力，使該壓力自動(dòng)跟蹤發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力且使油-氣壓差穩(wěn)定在所需的范圍之內(nèi)。

1.5溢流閥

主密封油泵和事故密封油泵出口溢流閥分別裝設(shè)在交流密封油泵和直流密封油泵出口旁通管路上，用于泵出口壓力超限時(shí)開啟釋壓，以保護(hù)油泵及壓力儀表等不受高壓損壞。當(dāng)油泵(交流油泵或直流油泵)出口壓力升至1.15 MPa時(shí)，溢流閥應(yīng)開啟釋壓。

再循環(huán)油路溢流閥裝設(shè)在交流密封油泵出口到真空油箱之間的再循環(huán)油管路上，通過對(duì)支路流量的調(diào)節(jié)來控制泵出口壓力穩(wěn)定在要求值以上。正常運(yùn)行時(shí)，交流油泵出口壓力應(yīng)維持在0.95 MPa，該溢流閥的作用是通過調(diào)節(jié)循環(huán)油路分流量(300～400 L/min)保持交流油泵出口壓力在0.95 MPa。

2密封油壓異常波動(dòng)原因分析

2.1差壓閥故障

因閥門安裝質(zhì)量不佳或油質(zhì)劣化造成閥芯卡澀，在氫壓或密封油壓出現(xiàn)變化時(shí)不能及時(shí)調(diào)節(jié)，并出現(xiàn)調(diào)節(jié)遲緩，表現(xiàn)為密封油壓波動(dòng)。差壓閥信號(hào)管存在氣體，因氣體的可壓縮性引起差壓閥壓差感受機(jī)構(gòu)頻繁波動(dòng)，進(jìn)而造成差壓閥頻繁調(diào)整，出現(xiàn)密封油壓波動(dòng)。該情況在系統(tǒng)調(diào)試期間或機(jī)組檢修后系統(tǒng)首次投運(yùn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)，差壓閥壓差感受機(jī)構(gòu)上部為感受發(fā)電機(jī)氫壓的信號(hào)管，該信號(hào)管接自發(fā)電機(jī)氫側(cè)回油消泡箱底部，正常情況下信號(hào)管應(yīng)充滿油，因此能間接反映發(fā)電機(jī)氫壓變化。信號(hào)管若無排氣閥，可將差壓閥信號(hào)管接頭拆開，看到有連續(xù)油流即排除信號(hào)管帶氣；另外，在差壓閥信號(hào)管接頭處有節(jié)流孔板，也可改善信號(hào)管內(nèi)油壓波動(dòng)。

2.2真空油箱油位異常

真空油箱油位越低，主密封油泵就越接近泵的氣蝕點(diǎn)，一旦泵產(chǎn)生氣蝕，則泵出口壓力會(huì)大幅波動(dòng)，泵出口會(huì)出現(xiàn)管路振動(dòng)、噪音增大等故障，真空油箱的最佳油位是真空油箱人孔蓋上方觀察窗的水平中心線下方50 mm，正常運(yùn)行中真空油箱油位低，主要原因?yàn)楦∏蜷y動(dòng)作失靈。

若因密封瓦間隙非正常增加而出現(xiàn)真空油箱油位降低的狀況，可對(duì)密封瓦的總油量進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果與原始記錄相對(duì)照即可判斷密封瓦間隙是否非正常增大。如果得到確認(rèn)，則須換用新密封瓦才能解決問題。

補(bǔ)油不暢引起真空油箱油位下降，原因有可能為補(bǔ)油管路不暢或補(bǔ)油管端的噴頭堵塞，可通過真空油箱人孔蓋上方的觀察窗檢查補(bǔ)油管端噴頭的噴油情況予以確認(rèn)。

2.3密封油泵出口壓力波動(dòng)

密封油泵布置在真空油箱下部，吸入口處于真空狀態(tài)，油泵產(chǎn)生氣蝕引起輸出油壓波動(dòng)，同時(shí)伴有噪音大、管路振動(dòng)等故障；油泵吸入口管路或油泵機(jī)械密封磨損后出現(xiàn)漏點(diǎn)，空氣被吸入泵體內(nèi)也會(huì)引起油壓波動(dòng)、管路振動(dòng)等故障。真空油箱內(nèi)主密封油泵吸油總管接口處裝有濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)如被臟物堵塞，則會(huì)造成油泵吸油量不足引起油泵出口壓力波動(dòng)、管路振動(dòng)等故障。因此，該濾網(wǎng)的清洗必須予以關(guān)注。密封油泵為三螺桿油泵，泵安裝或檢修后首次啟動(dòng)前必須進(jìn)行充油操作，將泵內(nèi)空氣排凈，若泵內(nèi)氣體沒有排出，同樣會(huì)引起出口油壓波動(dòng)、機(jī)械密封磨損等故障。

2.4管路閥門配置不當(dāng)

油泵安全閥以及油泵出口管路上的溢流閥不穩(wěn)定引發(fā)壓力波動(dòng)；油泵出口母管再循環(huán)手動(dòng)門誤開，過量的再循環(huán)油通過再循環(huán)管端的噴頭而被擴(kuò)散，真空油箱內(nèi)產(chǎn)生過量泡沫，嚴(yán)重時(shí)在油面上積存很厚一層，且油內(nèi)生成大量氣泡，造成油泵產(chǎn)生氣蝕。真空泵進(jìn)口門誤動(dòng)造成真空油箱真空過高或真空油箱的真空突變，影響密封油泵吸入口負(fù)壓變化及油泵出力變化，造成油壓波動(dòng)[1]。

3密封油壓異常波動(dòng)排除方法

在差壓閥投入初運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將該閥上下兩腔的引壓信號(hào)管接頭旋松，讓油少量流出，達(dá)到排氣的目的，從而確保差壓閥能夠穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，檢查信號(hào)管接頭處的節(jié)流孔板是否缺失。

真空油箱浮球閥動(dòng)作失靈時(shí)，首先進(jìn)行簡(jiǎn)易處理，步驟如下：停真空泵破壞真空，然后關(guān)閉真空油箱補(bǔ)油閥，停止向箱內(nèi)補(bǔ)油，此時(shí)主密封油泵繼續(xù)運(yùn)行，待油位下降至浮球閥的浮球完全懸空后，再打開補(bǔ)油閥使油位上升，這樣反復(fù)升降油位，有可能消除浮球閥的卡塞故障；若上述方法不成功，必須換用事故密封油泵供油，退出真空油箱運(yùn)行，停運(yùn)真空泵、主密封油泵，破壞真空后排掉積油，然后打開真空油箱的人孔蓋進(jìn)行浮球閥在線檢修，取出活塞進(jìn)行清洗后回裝。密封油系統(tǒng)運(yùn)行中真空油箱油位始終偏高或偏低時(shí)，必須進(jìn)行浮球閥在線整定，需要注意的是浮球上的螺塞(用于球殼放油)要朝上，不能浸沒在油中導(dǎo)致浮球進(jìn)油影響浮球閥的工作而導(dǎo)致油箱油位升高。

油泵產(chǎn)生氣蝕會(huì)引起出口油壓波動(dòng)。出現(xiàn)氣蝕故障時(shí)，先降低真空油箱上部真空維持運(yùn)行，檢查真空油箱運(yùn)行中的實(shí)際油位是否低于油箱人孔蓋上方觀察窗的下邊沿，若正常油位偏低，可考慮重新調(diào)整油位，在重新調(diào)整油位之前，采用降低真空的辦法維持運(yùn)行[2]。

油泵吸入口管路有漏點(diǎn)，空氣被吸入泵體內(nèi)，會(huì)引起油壓波動(dòng)、管路振動(dòng)等故障。首先要確定是否有漏氣點(diǎn)，可將油泵切換至直流泵，解除真空泵與油泵的電氣聯(lián)鎖，停運(yùn)交流泵，關(guān)閉泵出口閥，關(guān)補(bǔ)油閥停止補(bǔ)油，開啟真空泵使油箱上部真空維持-90 kPa以上，再?gòu)挠拖涞挠^察窗處觀察是否有連續(xù)氣泡從油中冒出，從而確定是否漏氣。若判斷有較大漏點(diǎn)需要處理，必須找出漏點(diǎn)位置，而找漏辦法是在真空油箱上部充氣加壓，加氣口選用真空壓力表接口，真空泵停運(yùn)并破壞真空，關(guān)閉真空泵進(jìn)口閥隔離真空泵，關(guān)閉2臺(tái)主密封油泵出口閥，然后充入氮?dú)饣驂嚎s空氣加壓至0.1 MPa，查找漏油點(diǎn)并消除漏點(diǎn)。

油泵安全閥以及油泵出口管路上的溢流閥不穩(wěn)定引發(fā)的壓力波動(dòng)，只要將油泵安全閥或溢流閥的調(diào)整彈簧重新整定，適當(dāng)提高其動(dòng)作壓力，整定壓力可提高至油泵銘牌輸出壓力的1.05～1.10倍。

正常運(yùn)行中油泵出口母管再循環(huán)手動(dòng)門應(yīng)保持關(guān)閉，真空油箱正常油面上僅有輕微泡沫為正常狀態(tài)，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明真空油箱真空值保持約-80 kPa即可維持發(fā)電機(jī)氫氣純度，真空泵進(jìn)口門不宜大幅度調(diào)整，宜保持適當(dāng)開度。

4結(jié)束語

東方三菱480 MW 燃?xì)廨啓C(jī)在調(diào)試及投產(chǎn)初期出現(xiàn)了密封油壓異常，針對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行原因分析，通過采取上述措施逐步解決了密封油壓力異常波動(dòng)，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張文輝,張士強(qiáng),孫輝.密封油油壓波動(dòng)原因分析及處理[J].華電技術(shù), 2010,32(2):57-59.

[2]穆肖靜.發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)油擊故障原因分析及對(duì)策[J].華電技術(shù),2012,34(1):6-9.

(本文責(zé)編：白銀雷)

收稿日期:2016-03-07；修回日期:2016-05-06

中圖分類號(hào)：TK 418；TK 263.8+3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1951(2016)05-0030-03

作者簡(jiǎn)介：

楊旭濤(1971—),男,江蘇常州人,工程師，從事燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站生產(chǎn)運(yùn)行管理方面的工作(E-mail:mrak0230@126.com)。