350MW汽轮机密封油系统运行中常见的几个问题论文_邹士影

邹士影

(大唐长春第三热电厂 吉林长春 130000)

摘要:列举YKG-350-1型密封油控制系统运行中存在的几个常见问题,分析原因,提出一些防范及完善措施,以确保YKG-350-1型密封油控制系统安全、稳定、经济运行。

关键词:YKG-350-1型密封油控制系统;压差阀摆动;备用油源。

一、前言

C280/N350-16.67/537/537型汽轮机采用YKG-350-1型密封油控制系统向发电机轴封装置提供连续不断的密封油。该系统采用双流环式密封瓦来密封发电机内的氢气,主要由压差阀、平衡阀来实现密封瓦空、氢侧油压自动调节。

二、系统简介流程

YKG-350-1型密封油控制系统如图(一)所示:

图(一)

该系统为集装式,主要由密封油箱、空侧交、直流密封油泵、氢侧交、直流密封油泵、过滤器、油-水冷却器、压差阀、平衡阀及氢油分离箱等设备组成。该系统由空侧和氢侧两个各自独立又互有联系的油路组成,正常运行时空侧和氢侧两路密封油分别循环通过发电机密封瓦的空、氢侧环形油室,形成对发电机内氢气的密封作用。空侧油路供给的油将沿轴和密封瓦之间的间隙流往轴承侧,并同轴承回油一起进入油氢分离箱,从而防止空气与潮气侵入发电机内部;氢油路供给的油则沿轴和密封瓦之间的间隙流往发电机内侧,落入消泡箱,最后回到密封油箱。密封油除了具有密封发电机内的氢气的作用之外,密封油对密封瓦还具有润滑和冷却作用。

1、空侧油路由1个主工作油源和4个备用油源供油。

⑴、主工作油源由交流密封油泵提供,出口压力为0.8~1.0MPa,空侧密封瓦供油采用旁路压差阀调节供油压力,保证氢油压差在0.085 MPa左右。

⑵、第一备用油源是主油泵出口来的高压油,经减压阀减压至0.88MPa,当主工作油源发生故障、氢油压差降到0.056MPa时经备用压差阀自动投入运行。

⑶、第二备用油源是主油箱上的备用交流密封油泵供给,与第一备用油源接在同一管路,也是经减压阀减压至0.88MPa,当主工作油源发生故障、氢油压差降到0.056MPa时经备用压差阀自动投入运行。

⑷、第三备用油源是空侧直流密封油泵,它与主工作油源接在同一管路,当氢油压差降到0.035MPa时自动投入运行,使氢油压差恢复到0.085 MPa。

⑸、第四备用油源是汽轮机轴承润滑油,当其它油源都失控的情况下,维持发电机低氢压状态。

由于第一和第二备用油源自动投入时系统易发生管道异常振动,为了安全起见已将第一、第二和第四备用油源切除(关闭供油手动门),必要时手动投入,只保留第三备用油源(空侧直流密封油泵)能自动投入。

2、氢侧油路由氢侧交流密封油泵和氢侧直流密封油泵(备用)供油,经冷却器、过滤器后分成汽端、励端两路再各经一个平衡阀后至密封瓦。平衡阀调整氢侧供油压力与空侧供油压力压差不大于50mm水柱。

三、系统启动后的压差的调整

通常只要密封油压始终保持高于发电机内气体压力,便可防止氢气从发电机内逸出,本系统要求密封油压大于氢气压力0.085 MPa。当密封油系统投运后,氢油压差不符合要求时,应进行调整。通过调整压差阀上的压紧弹簧紧力来调整压差,当氢油压差低于0.085 MPa时,可用压差阀自带的扳手旋转调整螺母,压紧弹簧,可使压差增加;反之,当氢油压差高于于0.085 MPa时,旋转调整螺母放松弹簧,降低压差。

为维持发电机内氢气纯度,通常要求双流环式密封瓦处空氢侧油压相等,本系统要求此压差不高于50mm水柱。当汽端或励端氢侧供油压力与空侧供油压力压差大于50mm水柱时,通过调整相应的平衡阀来调整。平衡阀阀体内设有一个压缩弹簧,用以补偿阀芯压力平衡,通过调整平衡阀下部的调整螺杆来调整弹簧的压缩量,从而达到调整空氢侧压力平衡,压差不大于50mm水柱。

四、运行中的几个问题及改进措施

1.压差阀摆动

机组运行中密封油系统偶尔会出现压差阀工作不稳定,弹簧支架带动调节阀杆一同上下剧烈摆动,振幅3mm左右、频率5~6Hz,造成系统氢油压差剧烈波动,联启备用油源。原因分析及处理方法:如图(二)所示

图(二)

⑴压差阀芯杆与调节弹簧支架等连接部分松动,致使压差阀调节滞后,造成压差波动。处理方法:检查各连接部位螺栓,松动的紧固牢固。

⑵压差阀空、氢侧油压信号油腔内气体未排放彻底,还存有大量余气。压差阀控制部分(头部)设有一个波纹膨胀器(波纹管),波纹膨胀器外侧接氢侧密封油压信号(上部信号管),内侧接空侧密封油压信号(下部信号管),正常工作时,波纹膨胀器内外均充满油,当密封油系统启动过程中空、氢侧油压信号油腔空气排放顺序不当时,可造成波纹膨胀器内侧的气体排放不彻底。当压差阀空、氢侧油压信号油腔内存有气体时,易造成压差阀工作不稳定,特别是在汽轮机冲转后,受发电机内气压扰动,更容易摆动。处理方法分两种情况:

①运行中无法隔离时可将顶部放气孔及底部放气孔略松开一点,缓慢排气(底部的不能彻底排净),再将空氢侧油压信号门关小(开启90°角即可),限制其摆动,若还无效果时可将压差阀机械限位,即在动静间隙处采取加垫块或顶丝等方法限制其摆动,并保持氢油压差在0.085 MPa左右维持运行(此时压差阀失去调节功能),当氢油压差超过0.075~0.90MPa范围时可以采取调节手动再循环门的方法保持氢油压差。

②当压差阀可以隔离时或在系统启动过程中,应重新进行放气。为使下腔室空气放净,在放下腔室空气过程中,应采取先开氢侧油压信号门等方法使阀杆处于下限位置,此时波纹膨胀器在最大压缩量位置,底部气体能最大限度地排出。

2.压差阀波纹管破损漏泄后不能隔离检修

此压差阀最薄弱的部分是安装在阀体密封盖上部和上部控制部分(空侧密封油信号油腔)内的两个小密封波纹管。在运行中,特别是当压差阀工作不稳定,剧烈摆动的时候,很容易造成密封波纹管断裂,造成大量漏油。由于原设计中压差阀没有隔断阀门,无法单独隔离检修。为完善此功能,在检修期间将压差阀前后加装DN80的隔离蝶阀。由于原空侧手动再循环门(DN40)不能满足在压差阀隔离状态调整氢油压差的需求,并依据压差阀的流量,又重新增加一路手动再循环门(DN50)。

当压差阀运行中故障需要临时切除时,首先缓慢逐渐关小压差阀入口门,观察氢油压差,当氢油压差逐渐增大时同步依次开启手动再循环门(DN40和DN50),保持氢油压差在0.075~0.90MPa范围内,直至压差阀入口门全关后再关闭压差阀出口门及空氢侧油压信号门。压差阀切除后,应组织相关人员,尽快检修、恢复。需要注意的是,在压差阀隔离操作及缺陷处理过程中应该解除空侧直流密封油泵联锁,以防误动后造成氢油压差急剧升高、发电机进油。

3.在主机润滑油系统未运行的情况下不能单独投入运行

YKG-350-1型密封油控制系统空侧交直流密封油泵入口油来自氢油分离器,因此正常运行需要润滑油系统投运。当机组处于长期备用(发电机充氢)状态下就要求润滑油系统陪同密封油系统运行,这样就造成不必要的能源浪费。再一方面,当机组检修结束,在进行系统油循环和发电机打风压选择时,得必须在润滑油系统油循环达到油质合格后才能启动密封油系统,进行发电机打风压。一般情况下发电机先具备打风压条件,这就需要等3 ~4天时间。为解决以上问题,从主油箱接引一路油源至空侧交直流密封油泵入口母管,在特殊情况下投入此路油源:

⑴当机组长期备用,润滑油系统具备停运时,开启此路备用油源,停止主机润滑油系统,密封油系统单独运行,空侧回油直接回主油箱。

⑵当机组检修结束,待主油箱油质合格后,开启此路备用油源,先单独启动密封油系统进行发电机打风压,待发电机风压合格后再进行润滑油系统油循环。这样安排一般可以提前工期1.5天左右,更主要的是可以给发电机风压不合格的处理预留了足够的时间,即发电机打风压发现缺陷需要较长时间处理时可以先安排润滑油系统油循环,待油循环合格、发电机风压缺陷处理完成后进行发电机再次打风压,这样安排节省的时间至少是正常工序由于缺陷处理而延长的总工期,十分宝贵。

五、结束语

YKG-350-1型密封油控制系统采用双流环式密封瓦结构,是比较成熟的产品,其密封效果好,调节范围宽。但是如果对这个系统不甚了解,在检修、操作、调整等任何环节失误也易造成发电机内部进油事故,特别是在系统启动、发电机内部低压的情况下,密封油箱油位监视不到位或调整不当,密封油极易大量进入发电机内部,应该引起高度的重视。

参考文献:

[1]大唐长春第三热电厂,汽轮发电机密封油控制系统使用说明书.哈尔滨:哈尔滨电机厂有限责任公司,2003.12

作者简介:

邹士影(1972),男,本科,工程师,在大唐长春第三热电厂检修维护部从事汽轮机检修维护工作,联系电话13404332137。

论文作者:邹士影

论文发表刊物:《河南电力》2018年5期

论文发表时间:2018/9/7

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