300MW机组密封油系统试验安全性探讨
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第11卷(2009年第11期)电力安全技术〔摘要〕目前国内引进型300M W 汽轮发电机大都采用水氢氢冷却方式,其氢气的密封采用双流环式氢油密封系统。
虽然该系统是一个比较完善的系统,但如果在安装、调试及运行过程中操作不当,仍然会出现一些问题,诸如漏氢量大、氢气纯度低、差压阀及平衡阀工作失常、发电机进油等,对这些问题进行了分析并提出了处理建议。
〔关键词〕发电机;密封油系统;故障;分析处理1引进型300M W 机组密封油系统简介上海电机厂生产的引进优化型QFSN-300-2发电机,采用水氢氢冷却方式,即定子绕组水内冷,转子绕组氢内冷,定子铁芯氢冷。
为此,机组配备了发电机氢、油、水系统。
氢系统用于冷却发电机转子绕组及定子铁芯;定子冷却水系统用于冷却发电机定子绕组;而密封油系统是为了防止外界空气进入发电机内部及阻止发电机内氢气漏出,以保证气体置换过程中,发电机内不形成易爆的氢气、空气混合物。
正常运行中,发电机内氢气具有一定的纯度和压力。
Q FSN -300-2型发电机密封油系统采用双流环式密封瓦结构。
密封瓦内有空、氢侧2个环状配油槽。
氢侧密封油流向氢侧配油槽,空侧密封油流向空侧配油槽,然后沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。
如果空、氢侧油路的供油压力在密封瓦处恰好相等,油就不会在两条配油槽之间的间隙中窜流,且只要密封油压始终高于机内气体压力,便可防止发电机内的氢气从机内逸出。
2常见故障的分析和处理2.1发电机进油(1)双流环式氢油密封系统分为空侧密封油系统和氢侧密封油系统,它们是2个相互独立的系统。
氢侧油箱是氢侧油路的油源,在运行中必须维持一定的油位,油位高时排油浮子会自动打开,将油排往空侧油泵的入口。
其排油的动力为发电机内氢气力与空侧油泵入口的压差,如氢压过低(通常小于M ),氢侧油箱的油就不容易被排出,久而久牛志成(国电靖远第二发电有限公司,甘肃白银730919)引进型300M W 发电机密封油系统常见问题及处理之,油箱油位就会升高,最终通过消泡箱进入发电机。
300MW机组密封油系统运行调整的分析和探讨葛文奇摘要:密封油系统的运行安全直接威胁到整个发电机组的安全:如发电机进油将引起发电机线圈绝缘下降;氢气纯度下降将导致发电机效率降低,增加机组补、排氢次数和氢站制氢量,并可能导致发电机内部发生局部氢爆;发电机漏氢还极易引起火灾。
因此,作者将自己在生产实践中遇到的一些问题进行归纳分析,并提出预防和改进措施。
关键词:300MW机组;密封油;运行调整;分析1导言针对国内目前300MW机组汽机侧密封油系统在投运和运行中出现的种种现象和问题,本文从密封油系统油调节原理出发,对密封油系统在投运和运行中的操作细节和关键点进行了详细分析和全面阐述,同时对部分运行调整做了初步探讨,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。
2系统概述国内目前300MW机组密封油系统均采用双流环式密封瓦为多,分为空侧密封油路和氢侧密封油路,空侧密封油路有空侧交流油泵、空侧直流油泵、高压备用油路和低压备用油路四路油源;由于空侧油路是主要的密封油路,因此必须有足够的可靠性,为此空侧系统中设计了三路备用油源,第一备用油源为汽轮机主油泵和交流密封油泵提供的高压备用油;第二备用油源为空侧直流油泵,以上的油源都可使发电机工作在额定氢气压力下;第三备用油源为轴系润滑油泵提供的低压油,润滑油源只能维持机内微正压。
氢侧密封油路有氢侧交流油泵和氢侧直流油泵两种油源。
密封油系统功能:双流密封油系统分别向密封瓦的氢侧和空侧提供密封压力油。
保证油压高于机内气压一个规定值,并确保空、氢侧油压平衡。
通过交换器带走油中因密封瓦与转轴之间的摩擦损耗而产生的热量,确保瓦温与油温控制在要求范围之内。
空侧密封油路中,空侧交流油泵和直流油泵通过主差压阀调整空侧油压,进而保证合格的油氢压差,所谓油氢压差,就是空侧油压高出发电机氢压的部分;高压备用油和低压备用油通过备用差压阀控制油氢差压;其工作逻辑是空侧密封油正常有空侧交流油泵供给,维持油氢差压0.056~0.085Mpa,当油氢差压低于0.056Mpa时高压备用油路投入,油氢压差低于0.035Mpa时空侧直流油泵投入,油氢压差低于0.014Mpa时低压备用油路投入,维持油氢压差,防止发电机跑氢。
东汽300MW机组氢密封油系统常见故障分析与处理发电机密封油系统虽经多年运行已是一个非常完善的系统,但如果在安装、调试及运行过程中操作不当,仍然会出现一些问题,譬如漏氢量大、发电机进油、差压阀及平衡阀工作失常等。
本文针对发电机密封油系统出现的常见问题进行了全面深入的分析与处理。
标签:密封油系统发电机进油发电机漏氢差压阀平衡阀前言目前國内汽轮发电机大都采用水氢氢冷却方式,氢气的密封采用双流环式氢油密封系统。
其系统由双流环式密封瓦、密封油泵、冷油器、过滤器、油封箱、氢油压差阀、油压平衡阀及连接管道、阀门等构成。
虽然该系统经多年运行已是一个非常完善的系统,但如果在安装、调试及运行过程中操作不当,仍然会出現一些问题,诸如漏氢量大、发电机进油、差压阀及平衡阀工作失常等一系列问题。
一、原因分析1.发电机进油1.1 由于发电机下空间狭小,管道不便于布置,安装单位往往将氢侧回油管向油箱的坡度不够。
结果造成回油不畅,使得消泡箱内的油位过高而进入发电机内。
1.2 发电机端盖靠近密封瓦处结合面由于加工精度不够或螺栓紧力不够,造成密封油沿发电机端盖进入发电机内。
1.3 两侧油流密封瓦,分为空侧密封油系统与氢侧密封油系统;在这两个单独的的系统中氢侧密封油箱为氢侧密封油提供压力用油,在密封油系统正常工作中,保证运行油位,防止氢气进入氢侧密封油泵,当密封油箱油位上涨时,排油电磁阀自动动作,将油排至润滑油管路,所排放的油量与密封油箱内的氢气压力有关,但是氢气压力偏低,直接影响密封油箱的排油量,如果监视不及时,直接导致密封油通过回油管道进入发电机内部,造成发电机线圈被油腐蚀,影响发电机绝缘性能降低。
这种现象大多发生在启动初期或盘车状态,尤其在调试阶段最容易发生。
因为此时发电机不充氢气。
1.4 密封瓦间隙或密封瓦内侧油档间隙超标,极易造成发电机进油。
1.5 正常运行时补、排油电磁阀失灵,当氢侧回油箱油位过高时,将造成发电机进油。
2.发电机漏氢发电机漏氢量大的原因除与发电机本体及其相连接的管道关联外,基本上都是通过密封油系统泄漏出去。
安全管理编号:YTO-FS-PD836300MW机组密封油系统试验安全性探讨通用版In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards300MW机组密封油系统试验安全性探讨通用版使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。
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引进优化型300MW氢冷发电机空侧密封油设计有多路油源。
机组正常运行中,空、氢侧交流密封油泵运行,空侧直流油泵备用。
另外,空侧还有来自汽轮机主油泵出口及射油器出口的高、低压备用密封油源,其中高压油源是第一备用油源,它又有高压备用密封油泵作备用。
为确保高压备用密封油源的良好备用,在发电机运行中必须定期对其进行投入试验,对高压备用密封油泵、空侧直流油泵则做定期试转。
由于试验系统设计缺陷,高压备用密封油源投入试验危险性较大。
1发电机密封油源试验方法及暴露问题分析1.1高压备用密封油源备用差压阀投入试验(1)方法一:停止空侧交流油泵,空侧密封油压与发电机内气体间差压(简称油氢差压)很快降至0.056MPa以下。
此时,备用差压阀应立即自动投入,且能维持此差压值。
正常后,重新启动空侧交流油泵,上述差压恢复至正常值0.084MPa,备用差压阀自动退出。
300MW—600MW汽轮发电机密封油系统优化设计[摘要]随着科学技术的发展,在现代社会中人类对电能的需求量越来越大,因此加大对电力事业的发展力度迫在眉睫。
在发电站中,传统的小功率汽轮发电机发出的电量已经远远不能满足现代人们在生活生产中的用电需求,因此汽轮发电机的改进创新也自然是水到渠成。
与此同时,在汽轮发电机在发电的过程中,还必须对汽轮发电机密封油系统进行优化设计,从而才能保障发电机的正常运行。
本文首先对发电机组密封油系统进行了详细的介绍,然后就其中存在的缺陷及危害进行了深入分析,并提出了相关的预防措施,以供同行探讨。
【关键词】汽轮发电机;密封油系统;优化设计引言汽轮发电机是电力系统的重要组成部分,汽轮发电机安全正常的应用直接决定了电力系统的正常运作。
在早期的发电站中,汽轮发电机的最大功率仅为600KW,但是随着时代的进步科学的发展,现代人们对电力的需求和过去人们对电力的需求,已不能与同日而语,因此汽轮发电机随着时代发展也进行了相应的改进创新,目前我国的常用的汽轮发电机功率为300MW-600MW。
汽轮机的改进创新为促进社会的发展起到了重要的作用,但是在300MW-600MW汽轮发电机中密封油系统却常常出现各种问题,出现这些问题不仅会造成国家的经济损失,还会造成环境污染。
因此,对300MW-600MW汽轮发电机密封油系统进行优化设计势在必行。
本文通过对发电机组密封油系统的深入研究,并针对其中的问题提出了相应的解决方案。
一、发电机组密封油系统简介在发电系统中,密封油系统的作用是能够源源不断的提供密封瓦所需压力油,从而保证发电系统能够正常运行。
随着时代的发展,在现代的发电站中,基本上所有的发电机都已经改用了双流环密封油系统,双流环密封油系统是由空侧和氢侧两个油路组成的系统,其中这两个油路各自独立,但是两者之间却又紧密联系。
在双流环密封油系统中,空侧和氢侧能够同时向密封瓦提供所需压力油。
空侧密封油压力依靠压差阀的泄油来控制,当发电机内氢气压力变化或空侧密封油压力波动时,压差阀将调整空侧密封油泄油量,以维持空侧密封油压力大于发电机内氢气压力0.084MPa。
密封油系统异常情况分析探讨摘要:针对河北石家庄良村热电有限公司2台330MW发电机组,密封油系统发生的异常进行分析,查明原因,制定针对性防范措施,有效地控制了发电机漏氢、轴瓦漏油、密封油系统振动、氢气纯度下降等现象的发生,确保了机组安全、稳定运行。
关键词:密封油振动漏氢漏油石家庄良村热电1、2号机组自投产以来,密封油系统先后发生过轴瓦漏油,发电机漏氢,氢气纯度下降,密封油泵出口压力下降且大幅摆动等异常现象。
严重影响机组的安全稳定运行,处理时稍有不慎将会造成事态扩大,出现严重后果。
针对设备的异常现象,我们查找出了设备安装时的缺陷,以及调整中的一些经验,列出与同行探讨交流。
1.设备状况密封油系统专用于向发电机密封瓦供油,且使油压高于发电机内氢压0.056±0.02MPa。
以防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦的间隙向外泄漏,同时也防止油压过高而导致发电机内大量进油。
以保证发电机内部气体的纯度和压力不变。
良村热电发电机密封油系统为单流环形式,主要由发电机密封瓦(见图:1)、回油扩大槽、浮子油箱、空气抽出槽、两台交流密封油泵、一台直流密封油泵和再循环泵、真空装置、压力调节装置及开关表盘等组成。
密封油的流程为:轴承润滑油管路→真空油箱→交流密封油泵→滤油器→差压阀→发电机密封瓦→机内侧(氢侧)回油→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。
空侧排油(与发电机轴承润滑油混合)→空气抽出槽→润滑油排油→汽机主油箱。
2 .异常分析与措施2.1密封瓦漏氢我厂#2发电机自2014年1月份开始,发电机漏氢量呈现逐渐上升趋势。
补氢间隔由84小时补氢一次,逐渐降至33小时补氢一次。
测量每天的漏氢量>16m3/d,严重超过厂家规定发电机漏氢量<5m3/d的标准,严重影响机组的安全稳定运行。
另一方面也造成氢气大量损失。
利用便携式测氢仪进行全面检测,发现发电机本体有一个沙眼漏氢,进行了堵漏处理;观察发电机漏氢量没有减小趋势;进一步检测发现排氢风机出口管烟气中含氢量达4~5%,超标严重。
300MW机组密封油系统试验安全性探讨
作者:石福军文章来源:中国电力安全网点击数:981 更新时间:2007-4-11
〔摘要〕从300MW机组密封油系统试验中暴露的问题入手,提出了改进试验系统的几点设想及新的试验方案,探讨了高压备用密封油源作为空侧主油源后,密封油泵联锁回路完善的必要性等。
〔关键词〕密封油系统;试验;安全性
引进优化型300MW氢冷发电机空侧密封油设计有多路油源。
机组正常运行中,空、氢侧交流密封油泵运行,空侧直流油泵备用。
另外,空侧还有来自汽轮机主油泵出口及射油器出口的高、低压备用密封油源,其中高压油源是第一备用油源,它又有高压备用密封油泵作备用。
为确保高压备用密封油源的良好备用,在发电机运行中必须定期对其进行投入试验,对高压备用密封油泵、空侧直流油泵则做定期试转。
由于试验系统设计缺陷,高压备用密封油源投入试验危险性较大。
1发电机密封油源试验方法及暴露问题分析
1.1高压备用密封油源备用差压阀投入试验
(1)方法一:停止空侧交流油泵,空侧密封油压与发电机内气体间差压(简称油氢差压)很快降至0.056MPa以下。
此时,备用差压阀应立即自动投入,且能维持此差压值。
正常后,重新启动空侧交流油泵,上述差压恢复至正常值0.084MPa,备用差压阀自动退出。
本方法多在机组未启动,且发电机低风压条件下使用。
从上述试验过程可见,若备用差压阀不能正常投入,且空侧直流油泵也未正常联动或联动后工作不正常,就可能造成发电机氢气泄漏事故,威胁机组的安全稳定运行。
(2)方法二:保持空侧交流密封油泵运行,逐渐关小其出口门V2,监视油氢差压降至0.056MPa左右时,备用差压阀应自动投入,且维持此差压。
正常后,重新开启V2,油氢差压恢复至0.084MPa,备用差压阀自动退出。
机组运行中多采用这种试验方法。
主差压阀安装于空侧交、直流密封油泵出口与入口管道之间,是一个靠油压差自动控制空侧密封油泵再循环流量的压力调节阀。
其空、氢侧差压调节信号分别取自空侧油泵出口供油母管和发电机励端消泡箱。
当发电机氢压升高(或降低)时,主差压阀关小(或开大),发电机空侧油压随之升高(或降低)。
在做高压备用密封油源投入试验关小V2时,由于发电机空侧油压降低,主差压阀空、氢侧控制油压差增大,主差压阀也自动关小,以维持额定的油氢差压。
当V2关至某一开度时,主差压阀已全关,继续关小V2,油氢差压才开始下降。
由此必然会导致空侧油泵憋压,安全阀动作,尤其在低风压情况下,油泵会因此而发生剧烈振动。
1.2关于控制参数和取样
1.2.1控制参数
空侧直流密封油泵有专门的试验差压开关。
通过关闭其空侧取样门V33,缓慢开启其空侧放油门V34,当P2下降0.049MPa(空侧试验油压降低到比发电机内气体压力高0.035MPa)时,试验差压开关闭合,空侧直流密封油泵联动,并在发电机工况监视柜发出“密封油压力低”及“空侧密封油备用泵运行”声光报警信号。
就普通压力表来讲,压力下降0.049MPa 不能精确读数,因此试验结果也很不准确。
对发电机来讲,要求密封油压跟随氢压而变化,且必须高于氢压0.084MPa。
因此,油氢差压是氢冷发电机密封油系统最直观的控制参数,涉及到密封油源的联动试验,采用差压监视会更方便。
1.2.2取样
(1)300MW机组密封油系统只安装有1只电流式油氢差压表δP1,它与主差压阀氢侧取样均来自励端消泡箱,即发电机运行监视的油氢差压是以励端消泡箱为基准的。
实际上由于机端和励端消泡箱液位和系统的不同,其所传递的“氢压”信号会有所差别,即不同的消泡箱进行氢侧取样,油氢差压可能不同。
(2)据有关分析,发电机进油与取样系统有一定关系。
由于差压阀的氢侧压力信号取自消泡箱底部,即使油氢差压不变,当消泡箱液位升高时,氢侧取样油压也升高,主差压阀相应关小,空侧密封油压升高。
因此,要保证发电机密封油系统工作正常,既要看油氢差压,也要看密封油压。
2几点设想
2.1增加独立的密封油备用差压阀投入试验系统
自主差压阀氢侧控制油取样门V36后接一试验放油门V38。
试验时,关闭V36,缓慢开启V38,使主差压阀氢侧控制油压降低,主差压阀开大,发电机空侧油压也降低。
但实际上发电机氢压并没有下降,因此发电机油氢差压减小,当该差压减小到0.056MPa左右时,备用差压阀应自动投入,且维持此差压,正常后关闭V38,开启V36。
从密封油系统的投入情况来看,发电机即使在大气压状态下,主差压阀仍可以将油、氢差压控制在0.084MPa,因此,在发电机低风压下,仍可以通过上述试验系统降低其油、氢差压,进行备用差压阀投入试验。
有的300MW机组空侧油泵出口设计有手动旁路可作为主差压阀的辅助调节阀。
试验放油系统的设计还有利于密封油取样系统排除气体,提高调节品质。
2.2仪表测量系统的完善
根据上述分析,在空侧直流油泵联动试验系统可再增加一只油氢差压表δP2,作为发电机油氢差压的对照监视仪表,同时也可作为空侧直流油泵联动试验差压表使用;氢侧信号改为从机端消泡箱取样。
从发电机密封油系统设计可以看出:如果氢侧信号取自氢侧密封油箱回氢管(详见图1),它将不再受消泡箱液位的影响,因而可以得到比较真实的油氢差压值,有利于密封油系统参数的调整。
取样管设计应保留一段可充油垂直管段,图1中V40为氢侧取样系统充油门。
2.3空侧交流密封油泵试验及其连锁回路的完善
2005年1月,6号发电机因氢气纯度问题,尝试投入高压备用密封油源作为空侧工作油源,空侧交流油泵停运只作手动备用。
切换后,发电机油氢差压由0.084MPa降至0.066MPa,润滑油压由0.102MPa降至0.099MPa,高压备用密封油源减压阀后压力由0.85MPa降至0.75MPa;后又将备用差压阀整定值提高到0.070MPa。
这种方式一直运行正常。
因此,应当考虑高压备用密封油源作为空侧工作油源后,空侧交流油泵联动备用的问题,即需要增加空侧交流油泵联动试验系统。
如图1,可与空侧直流油泵联动差压开关再并联一个差压开关,与其电气连锁回路(需增加)共同实现空侧交流油泵联
动功能。
2.4改造后密封油系统试验方案
(1)在空、氢侧交流油泵运行方式下,主差压阀氢侧取样泄油,油氢差压降至0.056MPa,备用差压阀投入,正常后停止空侧交流油泵,恢复主差压阀氢侧取样。
(2)空侧交、直流油泵联动试验。
差压开关空侧取样泄油或者备用差压阀氢侧取样泄油,油氢差压降至(建议整定
值)0.045MPa,空侧交流油泵联动;油氢差压继续降至0.035MPa,空侧直流油泵联动;停空侧直流油泵,投连锁。
试验结束。
3结论及建议
3.1结论
由于发电机密封油源试验的特殊性,要验证高压备用密封油源的投入,必须使工作油源完全退出,因而在主差压阀和备用差压阀的相互切换过程中,必须保证运行发电机内冷却气体的可靠密封和密封瓦的连续供油。
为此,必须从试验系统上加以完善,以提高该项试验的可靠性。
采用改变主差压阀控制油压,使主差压阀开启,可准确地控制系统油压,完成高压备用密封油源的投入试验,防止油泵憋压损坏。
3.2建议
(1)建议机组启动过程中,发电机密封油源使用高压备用密封油,以改善高压备用密封油泵的工作条件和节能降耗。
设计空侧交流油泵提供发电机空侧密封工作油源的机组,在倒为高压备用密封油源作为空侧工作油源后,其空侧交流油泵连锁回路也应进行完善。
(2)鉴于氢侧密封油箱排油系统的单一性,及容易发生操作意外故障,建议增加氢侧密封油泵压力排油系统。
即在氢侧密封油泵出口与空侧密封油泵入口之间设计一排油管,用于发电机低风压及浮子自动排油阀故障时氢侧密封油箱排油。
为了防止氢侧密封油泵出口压力油沿氢侧密封油箱排油管返回油箱,可考虑在氢侧密封油箱排油管上安装逆止阀。
(3)在消除密封油系统内漏缺陷的同时,应当设计更合理的高、低压备用密封油之间的低速油循环系统,以消除备用密封油循环死区,并最大限度地保证机组的润滑油压,提高油系统的运行效率。
此问题可通过在低压备用密封油逆止阀处加装一旁路阀V21来解决。
因此原高、低压备用密封油母管设计的疏油管均可以取消。
(4)为了解决6号发电机氢气纯度低的问题,有必要尽量提高氢侧油泵出口油压,即关闭6号机氢侧油泵出口再循环阀进行氢气纯度观测试验,进一步查明氢气纯度低的根源;通过试验确定合适的空、氢侧油压差,以提高6号发电机氢气纯度和保证密封油系统的安全稳定运行。