双流环密封油系统氢侧油箱典型事故处理及分析

发表时间:2020/12/10   来源:《当代电力文化》2020年21期   作者:陈迪过
[导读] 通过对既有的典型事故分析,循序渐进深入了解双流环密封油系统氢侧油箱调节特性,并从既有事故做出引申分析。
        陈迪过  
        广东大唐国际肇庆热电有限责任公司,广东 肇庆 526105
        摘要:通过对既有的典型事故分析,循序渐进深入了解双流环密封油系统氢侧油箱调节特性,并从既有事故做出引申分析。
关键词:双流环 密封油系统 浮子
1 国内双流环密封油系统氢侧油箱典型事故简单分析
        国内双流环密封油系统氢侧油箱出现过的典型事故有“发电机氢侧密封油箱打空事故”、“发电机氢侧密封油箱满油事故”等。
        其中台山电厂一起“发电机氢侧密封油箱打空事故”为油氢差压阀调节质量差及平衡阀余量小,一方面由于空侧密封油压低使氢侧油箱无法正常补油,另一方面氢侧密封油压大于空侧密封油压导致氢侧油流流入空侧,加剧氢侧油箱下降速度,导致油箱打空。该事故是在机组检修后进行发电机气密性时发生,若在正常运行中发生,则有氢气着火、爆炸危险。
        而岱海电厂一起“发电机氢侧密封油箱满油事故”则为排氢后空侧密封油压大于氢侧密封油压,导致氢侧油箱液位上涨满油,但由于补、排油阀动作可靠,未引起发电机进油。
        由事故案例分析得出,氢侧油箱液位过高、过低等异常,往往受空侧油压、氢侧油压及浮球调节效果(浮球是否卡涩)共同作用所致。
2 双流环密封油系统氢侧油箱油位调节机理
        常见氢侧密封油箱结构如图1所示:
       
        图1
        如图1所示:
        1、3是由浮子控制的自动排油阀、补油阀;
        2、4是强制开启自动排油阀、补油阀的顶针,它们是在自动排油阀、补油阀失去控制,需强制开启自动排油阀、补油阀对密封油箱进行强制的排油、补油时,旋转手轮将自动排油阀、补油阀顶起,在正常运行中2、4这两个手轮应是在旋出退出位置;
        5、6手轮控制的螺杆是用来在自动补油阀、排油阀故障时,强制关闭自动补油阀、排油阀的,在正常运行中5、6手轮也是在退出位置。
        氢侧油箱调节机理为:在发电机氢压已建立情况下,其浮球装置可以根据油箱油位的高低变化自动进行补排油,来维持氢侧密封油箱正常油位。当氢侧密封油箱油位低时,浮球处在油箱中心线下方,排油口逐渐关闭,通过补油口进行补油至正常油位;当氢侧密封油箱油位高时,浮球处在油箱中心线上方,补油口逐渐关闭,通过排油口进行排油至正常油位;最终将油位调节至中间液位。
        氢侧油箱调节的重要前提是“发电机氢压已建立”,若发电机氢压未建立,由于空侧油箱高要高于氢侧回油箱,在重力作用下,氢侧油箱的排油阀打开反而出现倒灌油的现象。
3、某厂单流环密封油系统事故案例分析
        双流环密封油系统因氢侧油箱液位低漏氢事故较少见,但因漏氢事故事故危险性大,现引入一例单流环密封油系统浮子油箱因其浮子卡涩导致氢气泄漏引发氢气着火的事故:
        2014年08月25日,某厂1号机组发生发电机(单流环密封瓦形式)漏氢着火事件。
        3.1停机前运行工况
        2014年08月25日13:30,1号机负荷升至660MW,氢压436kPa,发电机密封油系统运行正常,氢油差压83kPa。1号机组漏氢检测装置指示值8个点显示均为0%。各油水探测器内无液位高报警,主机油箱、真空油箱液位指示正常,浮子油箱在中间位调整稳定。
        3.2事件经过
        14:15:19  1号机组DCS过程报警“发电机漏氢”,发电机汽端回油漏氢CH6点由0%上升到3.909%(用时25s),30s后发电机励端回油漏氢CH7点由0%上升至3.97%(用时2.5min),氢压快速下降,DCS画面显示密封油系统油泵运行正常,差压84.6kPa稳定无变化。运行人员检查密封油和氢气系统,发现汽机房6.9m门口(暖通MCC段处)先后连续听到两声“彭”的声音,同时闻到一股油味,并发现7瓦处有亮光,13.7m发现发电机汽侧和励侧有明火。
        14:18:07  手动打闸停机,并破坏真空。14:20:23  对发电机紧急排氢。14:29:00  发电机氢压48kPa进行充CO2置换,同时现场消除明火。
        26日1:00,置换CO2合格,03:40 发电机开始风压试验。
        3.3原因分析
        3.3.1停机后进行发电机打风压发现风压下降过快,发现浮子油箱内无油位,通过关小浮子油箱出口门,保持浮子油箱油位使风压趋于稳定。经现场试验,表明浮子油箱油位很低时仍不能实现浮球自动维持,说明浮子油箱的浮球可能在打开位卡涩或浮球脱落。
        3.3.2对浮子油箱内部解体检查,发现浮球阀在开启位卡涩,检查箱体内部未发现坚硬异物和金属异物,阀芯橡胶密封圈完好,无异常,阀芯导向和阀盖导向活塞处有卡涩痕迹,对油箱内部进行检查,油箱内有杂质,疑为油漆皮或橡胶等非金属颗粒,密封油质不佳。
        经分析,本次事故直接原因是浮子油箱浮球阀卡涩——由于浮球阀在较大开度发生卡涩,浮子油箱处“油封”破坏,造成发电机内氢气从回油扩大槽大量漏至空气抽出槽,由于漏氢量较大,防爆风机来不及将氢排出,空气抽出槽内氢气通过两端回油管道返回至发电机汽、励两端,再通过发电机大端盖从轴端外漏,同时造成7、8瓦回油不畅,大量氢气携带润滑油回油从发电机大端盖喷出,最终造成7、8瓦出氢气及润滑油外漏。
4 双流环密封油系统氢侧油箱浮子卡涩导致液位低事故引申分析
        上述事故对浮子油箱浮球卡涩导致液位低事故,做出深入分析,现对至氢侧油箱作引申分析。
        由于双流环密封油系统氢侧油箱存在补、排油两种阀浮球,因此首先判断哪种浮球卡涩,以做好应对:
        4.1故障判断
        氢侧油箱液位低,说明氢侧油箱排油能力大于补油能力。若补油阀卡涩,空侧密封油泵电流会减小;若排油阀卡涩,空侧密封油泵电流则会增大。
        4.2故障分析与处理
        事实上,排油阀调节异常,比补油阀危险性高:
        4.2.1若由于补油阀卡涩导致氢侧油箱下降,会使排油阀全关,因此随着氢侧油箱液位下降,会引起氢侧供油回路异常,如氢侧密封油泵气蚀等。在此情况下,将氢侧密封油泵停运即可避免事故进一步扩大。再如图1所示,操作手轮4强制打开补油阀,待氢侧油箱液位恢复正常后,再运行氢侧密封油泵。需要注意的是双流环密封油系统氢侧密封油泵可短时停运,此时空侧密封油单流环密封下,氢气能保持密封,但氢气纯度会较正常运行方式下降速度加快。
        4.2.2若由于排油阀卡涩导致氢侧油箱下降,则氢气可通过排油管路进入空侧回油箱,再返回至发电机汽、励两端,类似于上述案例氢漏情况。但不同于浮子油箱,因氢侧油箱还有补油阀浮球,所以实际上氢侧油箱液位下降速度远慢于浮子油箱。故实际操作中可以完成以下处理:出现氢侧油位低报警后,先停氢侧密封油泵,再按图1所示,操作手轮6强制关小排油阀,待氢侧油箱液位恢复正常后,再运行氢侧密封油泵。从而避免发生漏氢。须注意的是,若发现油位低报警不及时,错过最佳处理时间,依旧可能出现案例中的火灾事故。
5 结论
    双流环密封油系统氢侧油箱事故与空侧油压、氢侧油压及浮球调节效果有密切关系,只有结合氢侧油箱调节油位机理并结合相关设备现象,方能做好事故处理,防止事故扩大。
参考文献:
[1]  李西军,赵爽.发电机氢侧密封油箱满油现象的分析[J].电站系统工程,2008年24卷6期.
[2]  张孟光.发电机氢侧密封油箱打空事件分析[J]. 机电信息,2012年第09期.
[3]  张振江,贺胜利.发电机氢气系统安全运行分析[J].电力安全技术,2003年11期.
[4]  吕善良.防止发电机进油的原因分析与预防措施[J].中国电力教育,2008年S3期.
       
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