M701F燃气-蒸汽联合循机组发电机进油分析及防范措施

发表时间:2021/4/12   来源:《当代电力文化》2020年28期   作者:邓海波
[导读] M701F 是日本三菱重工设计制造的燃气轮机单轴联合循环发电机组,
        邓海波
        四川川投燃气发电有限责任公司  四川达州  635000

        M701F 是日本三菱重工设计制造的燃气轮机单轴联合循环发电机组,本文针对四川川投燃气发电有限责任公司 2X350MW M701F 燃气-蒸汽联合循环发电机组密封油系统进行介绍,以及发电进油的原因分析及防范措施。


关键词:发电机密封油系统    发电机进油原因    防范措施等





1前言

        采用氢气冷却的发电机必须由密封油对其端部进行密封,既保证发电机内部氢气补外泄, 又防止空气和潮气进入发电机内部。发电机密封油正常运行时不易发生发生发电机进油事故,但是如果操作人员对密封油系统结构不了解,操作不当也可能造成发电机内部进油,特别是在发电机内部无压或低压时极易造成发电机进油。发电机内部进油时恶性事故,应高度引起重视。下面就发电机密封油系统,发电机内部进油的原因及防范措施进行介绍。
        我厂密封油系统为单流环式(因发电机密封瓦为单流环式密封瓦)真空净油型系统。密封油分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦,经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧,形成了油膜起到了密封润滑作用,然后分两路(氢侧、空气侧)回油。单流环式结构如图 1:
图 1

2发电机密封油系统介绍
2.1我厂密封油系统原理简图 2:

        在正常运行方式下,汽轮机来得润滑油 进入密封油真空油箱,经主密封油泵升压后由差压调节阀调节至合适压力,进滤网后进入发电机的密封瓦,其中空侧回油进入循环密封油箱。氢侧回油进入排氢调节油箱,而后依靠压差流入空气析出箱。
        氢侧回油:发电机氢侧密封油回油至排氢调节油箱。
        空侧回油:发电机空侧密封油回油与发电机#7、8 轴承回油混合后一起回油至循环密封油箱。循环密封油箱内的油一部分沿轴承回油管道回至主机润滑油箱,另一部分与发电机氢侧密封油回油混合作为密封油真空油箱补油。
2.2密封油系统工作(运行)回路:正常运行回路、事故运行回路、紧急密封油回路(即第三密封油源)、平衡油回路。
正常运行回路:
循环密封油箱供油管→真空油箱→主密封油泵(或备用密封油泵)→压差阀→滤油器→ 发电机密封瓦→氢侧排油(机内侧)→排氢调节油箱→→→→→→→循环密封油箱→
                                                空侧排油(与发电机轴承润滑油排油混合) 润滑油排油总管→汽机主油箱。

事故运行回路:
循环密封油箱供油管→事故密封油泵(直流泵)→压差阀(旁路)→滤油器→发电机密封瓦
→氢侧排油→排氢调节油箱→循环密封油箱→轴承润滑油排油总管→汽机主油箱。空侧排油
紧急密封油回路:
轴承润滑油供油支路→密封油备用供油一次阀→密封油备用供油二次阀→滤油器→密封瓦→略。
此回路的作用是在交流密封油泵和直流密封油泵都故障的情况下,轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气。此时发电机内的氢气压力必须降到0.05~0.02MPa。
平衡油回路:
循环密封油箱补油管→真空油箱→主密封油泵(或备用密封油泵)→滤油器→发电机密封瓦→略。

2.3油氢差压阀
        油氢差压阀为隔膜阀,其上部连接发电机氢压,下部连接密封油油压,通过螺母设定恒定的压差值,差压阀根据发电机内氢压的变化,自动调整进入发电机的密封油压,维持油氢压差的稳定,油氢压差一般在 0.06Mpa。油氢差压阀结构如图 3:
图 3
2.4排氢调节油箱浮球阀
        排氢调节油箱内设浮球阀(如图 4),油位逐渐上升时,浮球阀逐渐开大至全开;油位下降时,浮球阀逐渐关小至全关。当浮球阀卡涩时,会出现油位过高或过低甚至看不见油位的现象。油位过高,说明浮球阀未有效的打开, 有可能造成排氢调节油箱油位过高,油位过低说明浮球阀未有效关闭,可能造成氢气大量外排,引起发电机内氢压下降。当出现上述情况时应振打浮球阀,无效时应隔离浮球阀,使用
旁路阀进行调节,并通过旁路视窗调节油位。    图 4

3发电机进油因素分析
        发电机进油实质是密封油进油量大于回油量,从而造成排氢调节油箱满油,进而进入发电机的底部。
3.1发电机密封瓦。当发电机密封瓦间隙变大时,会导致进入发电机密封瓦的密封油增多, 则密封瓦氢侧的回油量增多,从而造成发电机进油的可能。
3.2油氢差压阀。如果油氢差压阀工作不正常,当油氢差压值降低时,油压密封不住氢压, 导致发电机氢压外泄;当油氢差压偏大时,会导致发电机进油偏大,造成发电机进油。
3.3排氢调节油箱浮球阀。当浮球阀卡涩不能正常工作时,就会导致回油不畅,从而导致排氢调节油箱满油,从而造成发电机进油。
3.4发电机正常的回油动力一是靠油自身的重力,二是靠发电机内压力压迫回油。
3.5密封油管路或阀门堵塞造成回油不畅,从而造成发电机进油。
4发电机进油多发生在发电机气体置换或者发电机内部压力较低时
         发电机进行气体置换时,随着发电机内部压力逐渐降低,由于压差调节阀调节能力不够,致使油氢压差开始增加,进入发电机密封瓦的密封油量成比例增加,在密封瓦与轴颈之间射流强度也增加,对氢侧挡油环行成一定的压力,密封油容易进入发电机。在发电机进行气体置换时,随着浮球阀逐渐开启,这时候如果没有及时开启排氢调节油箱旁路阀,增大氢侧排油量,势必造成发电机进油。在系统设置上,发电机至排氢调节油箱之间设有一联通阀, 此阀门的作用在于联通发电机内压力,保证回油动能,假如此阀不在开启状态,就不能保证排氢调节油箱的压力,造成发电机进油的可能。
5防止发电机进油的措施
5.1保证密封油系统和氢气系统各阀门的状态的正确性。
5.2随着发电机内部的压力降低,通过开大密封油泵出口母管的再循环阀,降低密封油泵出口的压力,保证油氢差压阀正常工作。
5.3加大对油氢压差的监视,保证压差正常。当发电机内部压力降低,油氢压差跟踪调节不正常时,应及时切至压差阀旁路手动调节。
5.4定期对密封油瓦的空侧和氢侧进油量进行测定。
5.5当发电机内部压力降至 0.07Mpa 时,及时将排氢调节油箱切至旁路运行,尽量减少回油管路中的阻力,加强回油。
5.6加强对发电机底部油水检漏计的巡检及试验,保证油水检漏计能正常工作,当发电机进油时能及时发现并采取处理措施。
5.7气体置换过程中,虽然气体压力越低越经济,但是最好保证发电机压力在 0.03Mpa。
5.8避免发电机内部压力快速下降的情况的出现。
5.9气体置换时加强队发电机油水检漏计、密封油真空油箱、排氢调节油箱、主机润滑油箱油位的监视,发现异常及时处理。


6结语
        为防止发电机进油,不仅要了解发电机密封瓦的结构,密封油系统的组成,操作过程要求技术比较高,特别是要防止人员的操作失误。因此电力企业要对密封油系统的操作流程进行优化,完善操作票,提升整体操作流程的质量。
参考文献
[1]东方汽轮机有限公司 .M701F 燃气-蒸汽联合循环机组运行维护手册
[2]日本三菱. F4机组密封油系统设计原理.2011
[3]广东惠州天然气发电有限公司.联合循环发电设备检修与运行机务分册.2013
[4]章素华.燃气轮机发电机组.北京.中国电力出版社.2013
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