空侧密封油含水分析
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我厂#1机空侧密封油油中有水的原因分析与处理
1.双流环密封油油系统简介及双流环密封油结构特点
(1)双流环密封油油系统简介
汽轮发电机双流环密封油系统由空侧和氢侧两个各自独立又互有联系的的油路组成,空侧和氢侧密封油同时向发电机两端的双流环式密封瓦供油。
来自汽轮发电机组轴承的回油,经空侧密封油泵升压后,通过空侧密封油冷油器、滤网到发电机汽、励端双流环式密封瓦的空气侧油环,空侧密封油压力的控制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。
空侧密封油的回油排至发电机支持轴承的回油系统。
氢侧密封油经氢侧密封油泵升压后,通过氢侧密封油冷油器、滤网,再分成两路分别通过发电机汽、励端平衡阀到发电机汽、励密封瓦的氢侧油环中,汽、励平衡阀的作用是跟踪汽、励端密封瓦内空侧油环内压力,调整汽、励密封瓦内氢侧油环内压力与空侧油环压力差不大于±490Pa,氢侧密封油回油到密封油箱,密封油箱油位通过空侧密封油泵出口补油或向空侧密封油泵入口排油来控制。
(2)双流环密封油结构特点
实际运行中很难控制空侧密封油和氢侧密封油压力的平衡
按照双流环密封油设计原理来讲,只有维持密封瓦内空侧密封油与氢侧密封油压力基本相等,减少空、氢侧密封油的交换,才能防止空侧油系统中夹带的空气等进入氢侧密封油系统。
但实际运行中由于设备结构等方面很难控制空侧密封油和氢侧密封油压力的平衡。
当空侧密封油压力大于氢侧密封油压力时,空侧密封油在密封瓦内向氢侧窜油,空侧密封油夹带的空气等进入氢侧密封油。
当氢侧密封油压力大于空侧密封油压力时,氢侧密封油在密封瓦内向空侧窜油,这样将引起氢侧密封油箱油位降低,氢侧密封油箱浮球阀将打开,空侧密封油泵出口的压力油通过浮球阀补入氢侧密封油箱。
因此,无论空侧密封油压力大于氢侧密封油压力,还是氢侧密封油压力大于空侧密封油压力,都将使从轴承回油来的空侧密封油夹带的油烟、水气等通过与氢侧密封油交换而进入氢侧密封油系统,再通过密封油内油档被发电机吸入发电机内,造成发电机内氢气污染,氢气纯度下降,补氢量增大。
造成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡主要有两个原因,其一是氢侧密封油系统的平衡阀调节精度差。
目前平衡阀要求的精度为(±490Pa),在运行中,由于平衡阀活塞和油
缸之间间隙较小,稍有杂质可能造成活塞的运动阻力增大,甚至卡死,致使平衡阀调节精度变差,不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡,进而造成氢气污染、增大补氢量增大。
造成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡的第二个主要原因是空、氢侧密封油压力的测量误差。
机组运行中只有维持密封瓦与转轴之间的油压平衡,才能减少空、氢侧密封油的互相窜动,但由于设备结构的原因,目前只能测量密封瓦上的空、氢侧密封油进油处的压力作为平衡阀的调节信号,因此必然造成测量误差,平衡阀不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡,从而引起发电机补氢量增大。
密封瓦与发电机转子间隙增大的影响
从密封瓦与转轴间沿转轴的轴向流向空侧和氢侧的油流称为轴向流动,当空、氢侧密封油压差保持一定时,空、氢侧密封油的交换量与密封瓦的间隙的成正比。
由于空、氢侧密封油之间不可避免的存在压差,密封油流量的增加将导致空、氢侧密封油的交换量成倍增加,空侧密封油中携带的空气、水分等通过交换进入氢侧密封油中,再通过氢侧密封油与氢气的接触进入到发电机氢气中污染氢气,降低氢气纯度和湿度。
3. 宿州发电厂#1机空侧密封油油中有水的原因分析
(1)空侧密封油冷却器泄露。
联系维护部办票检查空侧密封油冷却器检查无泄露,运行多次切换空侧密封油冷却器、隔离备用冷油器油侧、水侧,空侧密封油旋转滤网每天仍能排出2-3升水。
排净水后空侧密封油油质正常、含水量合格。
排除空侧密封油冷却器泄露因素引起。
(2)密封油差压阀、备用差压阀工作不正常。
检查密封油差压阀工作正常,空、氢侧油氢差压在81-88 Kpa之间,标准是84Kpa。
备用差压阀在主差压阀工作正常时不参与调节,油氢差压降至56 Kpa时参与调节。
开机前已通过关闭主差压阀进油手动门验证正常。
并且备用差压阀油管路温度很低(30℃左右),证明不过油。
排除密封油差压阀、备用差压阀工作不正常因素引起。
(3)氢侧密封油再循环手动门调节不当。
经反复调节氢侧密封油再循环手动门,#1机密封油汽端空氢侧平衡阀最好只能调节到-600—-700Pa,#1机密封油励端空氢侧平衡阀能调节到±100Pa,标准是±500 Pa,绝对值越小越好,检查空侧密封油向氢侧密封油串油,氢侧密封油箱油位显示50mm,氢侧密封油箱排油管温度47℃(说明空侧密封油向氢侧密封油串油,导致氢侧密封油箱排油管温度升高,氢侧密封油箱油位升高,排油浮球阀动作)。
氢侧密封油箱进油管温度28℃(说明氢侧密封油箱补油浮球阀工作正常,不补油)。
排除氢侧密封油再循环手动门调节不当因素引起。
(4)密封油汽端、励端空氢侧平衡阀调节不灵敏。
开启密封油汽端、励端空氢侧平衡阀旁路门,密封油励端、汽端空氢侧平衡阀能调节到0Pa,说明密封油汽端、励端空氢侧平衡阀调节灵敏。
基本排除密封油汽端、励端空氢侧平衡阀调节不灵敏因素引起。
(5)汽端、励端密封瓦损坏。
#1机大修时检查发现汽端、励端密封瓦损坏已更换新密封瓦。
密封瓦损坏原因为投产初期因主机润滑油油质控制不好、系统内杂质金属颗粒太多导致磨损。
基本排除汽端、励端密封瓦损坏因素引起。
(6)汽端、励端密封瓦处大轴磨损。
#1机大修时检查发现#1机汽端密封瓦处大轴磨损,认为无需焊补,励端密封瓦处大轴磨损严重,已焊补励端平衡阀,励端平衡阀工作正常,空氢侧差压很好调节,汽端空氢侧平衡阀调节不到正常位置。
肯定汽端密封瓦处大轴磨损引起空侧密封油油中进水。
(7)空、氢侧密封油串油引起。
经检查确认#1机空侧密封油向氢侧密封油串油导致密封油与主机润滑油有交换,空侧密封油与大气直接接触,含水量易超标(标准值50mg/l)。
主机润滑油未经过主油箱排烟风机、主机油净化装置分离,油中水分肯定超标。
主油箱排烟风机、主机油净化装置每天均能分离出大量的水分。
#1机氢气湿度经连续检测合格是因为#1机氢气干燥器工作正常。
能够正常除去氢侧密封油所带入的水分。
确认空、氢侧密封油串油因素引起密封油油中进水。
而引起空、氢侧密封油串油的原因是汽端空氢侧平衡阀调节不过来(因发电机汽端密封瓦处发电机大轴磨损较严重)。
(8)空侧密封油箱排烟风机装置工作不正常。
正常运行中空侧密封油箱排烟风机排除空侧密封油中水分,保持空侧密封油箱微负压,并保证空侧密封油回油畅通。
经检查空侧密封油箱排烟风机装置工作正常,电机转向正确,风机入口负压正常(-5kPa左右)。
系统阀门位置正确。
排除空侧密封油箱排烟风机装置工作不正常因素引起。
4.处理
1月27日与维护部、生技部一起检查调节密封油汽端空氢侧平衡阀内调节螺钉共有12圈开度。
调节密封油汽端空氢侧平衡阀内调节螺钉至最小位置,励端空氢侧平衡阀内调节螺钉向里旋三圈,目的是强迫增大氢侧密封油压,同时调节氢侧密封油再循环,将密封油汽端、励端空氢侧平衡阀调节到±500 Pa之内(有时汽端、励端空氢侧平衡阀向负方向偏移,需微调调节氢侧密封油再循环),经数月观察,使#1机密封油汽端空氢侧平衡阀能够调节到
-500Pa,励端空氢侧平衡阀因为是配合汽端空氢侧平衡阀调节,可调节至-500—-100 Pa,均在标准值范围内。
调整后经多次检查#1机空侧密封油旋转滤网无水,空侧密封油向氢侧密封油串油现象消失,氢侧密封油箱排油管温度降至20℃。
氢侧密封油箱油位显示0-20mm左右。
5.防范措施:
(1)运行中发现汽端、励端空氢侧平衡阀偏移,需微调氢侧密封油再循环使其正常(每天一次即可)。
(2)#1机组大、小修时焊补#1机汽端密封瓦大轴磨损处缺陷。
以防磨损处扩大,平衡阀调节不过来(汽端空氢侧平衡阀已无调节手段),造成密封油油质超标,严重时导致氢气湿度超标。
#2机组大、小修时检查密封瓦及大轴有无磨损并及时处理。
机组大修时,清理干净主机油箱、密封油系统、主机各轴承座内污垢、金属颗粒等杂物,并加强油质监督。
(3)保证检修时密封瓦间隙符合要求
对于600MW汽轮机,要求密封瓦与转轴直径间隙为0.105-205mm,检修时应严格按标准保证密封瓦间隙符合要求,并尽量靠近下限,这样即能减少密封油流量,又能防止因密封瓦间隙过小而产生的密封瓦温高、密封瓦磨损甚至发电机转轴震动过大等缺陷。
(4)运行人员加强密封油旋转滤网排污放水检查。
避免密封油中颗粒进入密封瓦导致密封瓦及大轴磨损,并防止汽端、励端空氢侧平衡阀卡涩。
(5)化学加强对密封油油质进行检测,根据油质变化及时分析原因并处理。