660MW发电机密封油系统及运行

660MW发电机密封油系统及运行 摘 要 ：本文针对公司东方电气集团660MW 发电机采用的单流环形式的密封油系统，从单流环密封油系统组成、系统运行回路进行详细介绍，同时对密封油系统运行中各阶段的操作调整和运行注意事项作了初步探讨，为运行人员全方位认知密封油系统和运行中提高自身操作水平提供借鉴、参考。 关键词：发电机；单流环；密封油； 1概述 我公司两台机组采用东方电气集团生产的660MW发电机，采用水-氢-氢冷却方式，为防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，机组配置了密封油系统，其主要作用：(1)向发电机密封瓦提供密封油，使油压高于发电机内氢气压力一定数量值，以防止机内氢气沿轴侧向外泄漏。 (2)防止密封油压过高而导致向发电机内进油。 (3)冷却润滑密封瓦，防止瓦温过高危及安全运行。密封油系统进行正确的、安装和运行维护，才能实现预定的设计功能，保证氢气系统和发电机的安全运行，否则会对发电机造成损害，如出现发电机内部进油、密封瓦及转轴磨损、轴承振动、漏氢、氢气纯度降低、氢气湿度升高等问题。发电机密封油系统按密封瓦结构可分为：单流环、双流环和三流环等形式。东方电气集团生产的660MW发电机密封油系统采用单流环密封油系统。 2单流环密封油系统简介 单流环式密封油系统区别于双流环式密封油系统的基本特点是只有一路密封油供油，密封油进入密封瓦的环形油沟后沿转轴与密封瓦之间的间隙分别向氢侧和空侧流动，起到密封氢气和维持机内氢气压力的作用。密封油系统主要由供油系统和净化系统组成，供油系统由主密封油油泵、直流密封油泵、滤油器、差压调节阀、密封油回油扩大槽、密封油浮子油箱、密封油空气抽出槽等组成，净化系统由再循环油泵、真空油箱和真空油泵等组成，系统组成如图1所示。 图1 660MW单流环密封油系统示意图 为保证发电机氢气系统安全可靠的运行，密封油供油系统设计了3种供油运行回路，即：正常运行回路、事故运行回路、紧急供油回路，以保证各种情况下密封油的可靠供给，防止氢气外泄引起爆炸事故。同时设计一套密封油净化系统。 2.1 正常运行回路 正常运行回路作为密封油系统的正常工作回路，设置2台交流密封油泵，一运一备，互为备用。正常运行回路如图2。 图2 正常运行回路流程 2.2 事故运行回路 事故运行回路是正常运行回路的第一备用回路，设置一台直流密封油泵，在正常运行回路故障或退出运行时，直流油泵启动，从而事故运行回路进入工作状态。事故运行回路流程如图3。 事故运行回路运行时，由于密封油不经过真空油箱而不能净化处理，油中所含的空气和水汽可能随氢侧回油扩散到发电机内导致氢气纯度下降。此时应加强对氢气纯度的监视，每8小时应打开回油扩大槽上部的排气阀排污，同时补充高纯度的氢气进入发电机，最大限度减缓氢气纯度下降的速度。 图3  事故运行回路流程 2.3 紧急密封油回路  紧急密封油回路是系统的第二备用回路，在交流密封油泵和直流密封油泵均失去作用的情况下，轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气。此时发电机必须减负荷运行，同时发电机内的氢气压力必须降低到0.02～0.05MPa，只能作为紧急情况下防止氢气泄漏的安全措施。紧急密封油回路流程如图3。 图4  紧急密封油回路流程 2.4密封油净化回路 密封油净化系统是单流环密封油系统区别于双流环密封油系统的另一特点，单流环式密封油系统配置了一套真空净油装置，包括真空油箱、真空泵、再循环泵及喷嘴等，其作用是通过真空泵不间断地工作，保持真空油箱的真空度，将空气和水分抽出并排放掉，同时再循环泵将真空油箱内的密封油不断地循环，通过真空油箱内部的喷头加速油中气、水的分离，从而使密封油系统给密封瓦提供很高品质的密封油，保证了发电机内的氢气不受密封油的污染。 3 密封油的运行调整 发电机密封油的基本作用就是密封发电机中的氢气和润滑密封瓦，而密封瓦润滑的保证只要保证合格的密封油压、维持油路畅通即可，因此如何在发电机氢压变化时或充氢排氢过程中及时正确调整密封油压，既保证氢气不外漏，又保证密封油不进入发电机，才是密封油系统调整的根本。在密封油的调整中，发电机内氢压决定密封油压，密封油差压阀通过比较氢压信号和密封油压信号保证运行中油氢压差维持在0.056MPa左右，这样既保证发电机氢气不外漏，又可最大限度地保证密封油不进入发电机。 3.1 密封油系统投运时的调整 由于密封油空气抽出槽接在主机润滑油回油管道上，再加之密封油的特殊作用，所以密封油投运应在主机润滑油投运之后，盘车和发电机充氢工作进行之前完成。此时由于发电机内尚无氢压，这就使得密封油的初期投运难度增加。其投运操作方法应注意： (1)启动密封油泵前关闭差压调节阀前隔离门及调节阀旁路门，开启密封油出口管路再循环门。 （2）采用关小密封油泵出口门的方法启动主密封油泵，待油泵出口压力高于0.6MP时再缓慢将泵出口门全开，避免油泵大流量输出造成电机过流。 （3）缓慢开启差压调节阀前隔离门或调节阀旁路门，同时调节再循环门，注意控制油氢差压在0.056MPa左右，密封油泵出口压力和流量正常。 （4）由于此时发电机内尚无氢压，密封油回油扩大槽内的油只能依靠重力经浮子油箱排至空气抽出槽，故此时浮子油箱出现满油现象属正常现象，但应加强监视回油扩大槽的油水检测器，一旦出现报警或发现有油，应立即采取措施，以免油满溢至发电机内。 （5）在发电机气体置换期间，随着发电机内气压升高，应注意差压调节阀调节正常能维持适当的油氢差压，否则应手动旁路门调整。 (6)投运时应注意差压调节阀油侧信号管空气排出充满密封油，同时注意高度差的补偿，防止油压不准。 3.2 密封油正常运行中的调整 3.2.1 密封油压的调整 在机组正常运行中，密封油压的调整主要是通过主差压调节阀自动调整，当发电机氢压出现变化时，差压调节阀自动跟踪调节密封油压力维持油氢差压在0.056MPa左右，当自动跟踪不良时，要通过手动调整，保证密封油的正常运行。 另外应保证密封油滤油器差压正常和密封油泵工作正常。 3.2.2 密封油温的调整 正常运行中，密封瓦进油温度控制在25-50℃，密封瓦出油温度不大于70℃。由于密封油源来自主机润滑油系统，故密封油温的控制是通过主机润滑油温来完成，只要运行中主机润滑油温保持正常即可。 3.2.3 浮子油箱油位的调整 密封油浮子油箱油位正常运行中是通过油箱中的机械浮子自动调节回油至抽出槽的油量，维持浮子油箱油位在正常范围。浮子油箱外部装有手动旁路阀及液位视察窗，以便必要时人工操作控制油位。运行中应加强浮子油箱油位的监视。油位过高，可能导致密封油扩大槽满油溢流进发电机内；油位过低则有可能使管路“油封段”遭到破坏，而导致氢气大量外泄，漏进空气抽出槽，此时发电机内氢压可能急剧下降。 3.2.4密封油净化系统的调整 真空油箱主要功能：(1)作为储油箱向主、备用密封油泵供油，其油位由箱内浮球阀控制补油速度来实现。 (2)作为密封油净化装置，通过箱内喷淋口和配套真空泵的共同作用，使真空油箱保持一定的真空度，同时抽出补油中的空气和水分并排放至厂房外。 运行中应保持真空油箱的真空在-90KPa以上，真空油箱的油位正常，以保证主密封油泵安全运行和合格的密封油品质。经常检查密封油真空泵油分离器是否有积水，发现有积水应及时排掉。 3.3密封油系统的停运时调整 密封油系统只有在发电机排氢结束置换为空气后，主机盘车停运时才能停运。发电机排氢时，应控制排氢的速度，加强油氢差压的监视，保证差压调节阀能及时可靠地调节好密封油压力。机内氢气压力排至低限时，可开启密封油出口管路再循环门调节密封油泵出口压力，保证密封油泵正常工作。 3.4密封油运行注意事项 （1）在主密封油泵故障时应立即投入备用交流密封油泵。 （2）在两台交流密封油泵故障或真空油箱需检修时，应投入直流密封油泵运行。直流密封油泵运行期间，应加强氢气纯度的监视，打开回油扩大槽上部的排气阀排污，同时补充高纯度的氢气进入发电机。 （3）浮子油箱浮子阀出现故障引起油位异常应隔离浮子油箱，用浮子油箱旁路阀调整，并保证液位视察窗油位正常。 （4）密封油差压调节阀自动调节不正常，使油氢差压不能维持正常时，可用调节阀旁路进行调整，同时联系检修处理。 （5）发电机密封油源中断，密封油系统着火，严重威胁机组或人身安全，应紧急停机并排氢。 （6）真空油箱油位过高或过低时要检查补油浮子阀，调整控制补油速度。 （7）对真空箱抽真空要特别仔细缓慢，避免引起真空值的剧烈变化，造成真空箱油位的大幅度波动，影响密封油泵的出口压力。 （8）运行中要加强油水检测器的监视，发电机底部油水探测器、扩大槽油位报警器应不报警，发现报警或出现油迹，应立即查明原因并采取措施，以防发电机进油。当发电机内气压较低时，由于回油压差的减小，此时浮子油箱油位处于满油油位，此时运行人员必须加强扩大槽油位的监视，发现液位高报警时，及时进行人工放油。正常运行中禁止关闭浮子油箱及密封油扩大槽顶部排气一次阀，以保证回油的畅通。 （9）系统投运前必须对发电机底部油水探测器、回油扩大槽液位报警器进行注油报警试验，检查正常后方可投入密封油系统运行。发电机内风压升、降过程中，必须严密监视油氢差压阀自动情况及液位开关报警情况，发现异常及时查明原因。 4 结束语 发电机密封油系统可靠运行是发电机组安全运行的重要保证，稍有不慎会造成发电机进油、氢气泄漏着火爆炸等威胁设备和人身安全的事故。作为运行人员应尽快熟练掌握其工作原理、运行特点、操作调整方法，保证密封油系统安全可靠地运行。 参考文献： [1] 东方电气集团. 660MW汽轮机机组发电机氢水油系统说明书[Z], 2010. 作者简介： XXXX（1972.12－），男，江苏南京人，工程师，主要从事火电厂集控运行。