羅全生

(西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032)

某電廠建設的350?MW超臨界火力發(fā)電機組，發(fā)電機為哈爾濱電機廠有限責任公司生產(chǎn)的QFSN-350-2型三相交流隱極式同步汽輪發(fā)電機，冷卻方式為水—氫—氫。該機組在試運期間按要求投入盤車運行時，用密封油備用壓差閥旁路門手動控制向空側密封瓦送入密封油，以滿足盤車需要。投入盤車運行6?h左右，監(jiān)視人員匯報汽機主油箱油位降低，經(jīng)全面檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機油水探測器處有油漬，判明發(fā)電機內(nèi)已進油。

1 系統(tǒng)介紹

該汽輪發(fā)電機密封油系統(tǒng)采用典型的雙流環(huán)式結構，密封瓦內(nèi)有2個環(huán)形供油槽，形成獨立的氫側和空側密封油系統(tǒng)。

從供油槽出來的油分成2路，沿著軸向通過密封瓦內(nèi)環(huán)和軸之間的徑向間隙流出。當氫側和空側供油壓力平衡時，油流不會在2個供油槽之間的空隙中串動，密封油系統(tǒng)的氫側供油將沿著軸朝發(fā)電機一側流動，而密封油系統(tǒng)的空側供油將沿著軸朝外軸承一側流動。由于這2個系統(tǒng)之間的壓力平衡，油流在這2條供油槽之間的空間內(nèi)將保持相對靜止，其油壓高于發(fā)電機內(nèi)的氫氣壓力約85?kPa，從而防止氫氣從發(fā)電機漏出?？諅让芊馔呋赜团c發(fā)電機軸承潤滑油回油匯合在一起回到氫—油分離箱，至空側密封油泵入口，形成空側閉式循環(huán)系統(tǒng)；氫側密封瓦回油經(jīng)發(fā)電機消泡箱后進入氫側密封油箱，再回到氫側密封油泵入口，形成氫側閉式循環(huán)系統(tǒng)。

1.1 空側供油

空側供油分為主工作油源與備用油源。主工作油源由交流密封油泵提供，油泵出口壓力為0.8～1.0?MPa，空側密封瓦供油采用旁路壓差閥調(diào)節(jié)油—氫壓差，壓差閥按機內(nèi)氫氣壓力自動調(diào)節(jié)，保證密封瓦的正常工作油壓，油—氫壓差為85?kPa。系統(tǒng)配一臺直流油泵作為危急備用泵。備用油源一路采用汽輪機主油泵來的1.6～1.8?MPa高壓油，經(jīng)減壓閥后供給空側密封瓦，減壓閥的出口油壓為0.88?MPa，當主工作油源發(fā)生故障，油—氫壓差降到56?kPa時，備用油源自動投入運行；另一路備用油源也由汽輪機油系統(tǒng)提供，它由汽輪機主油箱上的備用交流密封油泵供給，也經(jīng)過備用壓差閥，然后進入密封瓦，當汽輪機轉速低于額定轉速的2/3時，油—氫壓差降到56?kPa時投入。若上述油源均不能作為空側密封油源時，可由汽輪機潤滑油系統(tǒng)供給，其提供的油壓較低，為0.035～0.105?MPa，此時必須及時將發(fā)電機內(nèi)氫氣壓力降低到0.014?MPa運行。

1.2 氫側供油

正常工作油源由交流油泵供給，分成汽端、勵端2路，各經(jīng)過一個平衡閥根據(jù)空側油壓自動調(diào)節(jié)相應氫側油壓，控制空、氫兩側壓力平衡，然后進入密封瓦，系統(tǒng)配一臺直流油泵作為危急備用泵。

2 發(fā)電機進油事件發(fā)生過程及處理

2.1 進油事件發(fā)生過程

該機組試運期間，在投入汽機油系統(tǒng)及發(fā)電機密封油對汽機盤車系統(tǒng)進行試運時，因氫側密封油系統(tǒng)有消缺工作(主要處理密封油箱油位計指示及油位高、低報警信號并進行氫側油過濾器檢查消缺)，為盡快投入盤車運行，采用密封油備用壓差閥旁路手動門控制向空側密封瓦送入30?kPa密封油，以滿足盤車運行需要；同時檢查汽機各軸承潤滑油、頂軸油正常后投入盤車運行。盤車過程中監(jiān)視潤滑油壓、頂軸油壓、密封油壓及各油泵電流、盤車電流等相關參數(shù)未發(fā)現(xiàn)異常。盤車投運6?h左右，監(jiān)視人員報告汽機主油箱油位有降低。檢查汽機油系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)有漏點，潤滑油、頂軸油系統(tǒng)運行正常，但汽機主油箱油位確有降低，由-234?mm最低降至-310?mm。隨即排查密封油系統(tǒng)，檢查發(fā)電機油水探測器處，發(fā)現(xiàn)各油水探測器內(nèi)均有油，判明發(fā)電機內(nèi)已進油。

2.2 進油事件處理

確認發(fā)電機進油后，停止汽機盤車運行，停止向空側送密封油，進行發(fā)電機排油，將各油水探測器內(nèi)的油放出，共放出透平油3桶。待發(fā)電機氫側系統(tǒng)消缺完畢后，重新投入油系統(tǒng)運行，按正?；芈吠度肟諅?、氫側密封油系統(tǒng)，向發(fā)電機內(nèi)充入0.1?MPa壓縮空氣，控制氫側密封油箱油位。檢查密封油系統(tǒng)運行正常，再次投入盤車運行。此時汽機主油箱油位由-310?mm回升至-270?mm，即油位從-234?mm降低至-270?mm，油位降低了36?mm。經(jīng)計算，這與發(fā)電機內(nèi)進入的油量基本相當。在其后投盤車運行期間未發(fā)現(xiàn)發(fā)電機進油現(xiàn)象。

為了消除發(fā)電機進油對以后發(fā)電機運行的影響，確保發(fā)電機運行安全，決定對發(fā)電機內(nèi)部進油進行全面清理。停止汽機盤車運行，停止油系統(tǒng)運行，打開發(fā)電機下部人孔門，將發(fā)電機內(nèi)殘留的透平油清理干凈，并打開發(fā)電機出線柜對漏油進行清理。處理進油事件用時3天，保證了發(fā)電機今后的安全運行，消除了事故隱患。

3 進油事件原因分析

在投用盤車前向密封瓦送密封油時，為防止發(fā)電機進油，盡量降低了供入空側回路的密封油壓力，控制壓力為30?kPa。此時發(fā)電機空側回油正常，且由于氫側未送上密封油，空側密封油通過密封瓦間隙漏入氫側回到氫側密封油箱，并通過氫側密封油箱排油裝置排至空側密封油泵進油管，再倒回至空側回油系統(tǒng)，在系統(tǒng)上該回路是導通的。但在實際投用時，發(fā)電機內(nèi)卻發(fā)生了進油。

通過現(xiàn)場對密封油回油通道的分析，得出發(fā)電機進油的主要原因是：氫側密封油泵未運行，氫側油位升高后不能通過壓力排油回路排出；在密封油系統(tǒng)單側投用期間，通過密封瓦由空側漏入氫側的油量，未能完全由消泡箱經(jīng)氫側密封油箱排油裝置順利排至空側回油系統(tǒng)；該通路是通過油的高度差自然流動的(氫側消泡箱與空側回油箱排油口高度差只有約1?m)，油流通過較長管路及閥門等沿線存在流動阻力，油的流動不能克服系統(tǒng)的阻力，漏入的油量大于排出的油量使氫側油位上升，直到從密封瓦間隙處漏入發(fā)電機內(nèi)。盡管在投用密封油時有防止發(fā)電機進油的意識，但在投用過程中對氫側回油通路不能順利排油，卻未能引起足夠重視。另外，在投用密封油的過程中，用于監(jiān)視發(fā)電機氫側消泡箱油位高的報警信號(2個)以及發(fā)電機用于監(jiān)測進油水的油水探測器報警信號(3個)，均未發(fā)出報警，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)這幾個報警信號校驗不正確，失去了遠方監(jiān)視發(fā)電機進油的警示；再加上在此過程中值班人員沒有到就地檢查發(fā)電機是否有進油，使得未能及早發(fā)現(xiàn)有油進入發(fā)電機。

4 防止發(fā)電機進油措施

針對本次發(fā)電機進油事件，總結出以下幾點防止發(fā)電機進油的措施。

(1)?在進行密封油系統(tǒng)投用時，應對氫側消泡箱液位高報警信號及發(fā)電機各油水探測報警信號進行校驗確認，確保動作正確。

(2)?在投入密封油系統(tǒng)前要確認空側、氫側油系統(tǒng)正常。如有消缺工作，應待消缺完成再進行工作，不能因為趕進度、趕節(jié)點而忽視安全，造成工作不到位，系統(tǒng)未能按正?；芈愤\行。

(3)?在發(fā)電機壓力小于0.1?MPa的情況下，盡量不要采用空側單側運行方式，避免發(fā)電機氫側排油不暢，導致氫側滿油。如確需投入發(fā)電機密封油系統(tǒng)單側運行，則應控制好油—氫壓差為60～85?kPa，并提升發(fā)電機內(nèi)壓力至 0.1?MPa 以上運行，同時確認氫側排油回路通暢，控制好氫側油箱油位。

(4)?密封油系統(tǒng)運行中應作好壓差閥、平衡閥的運行狀況監(jiān)視，控制好油—氫壓差及空側、氫側油壓平衡，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，防止發(fā)電機進油。

(5)?密封油系統(tǒng)投用過程中，應經(jīng)常對發(fā)電機各油水監(jiān)測點進行檢查，發(fā)現(xiàn)有進油時及時分析原因進行處理，確保安全運行。

5 結束語

在火力發(fā)電廠啟動試運及運行過程中，時常發(fā)生發(fā)電機進油事件，通過對本次發(fā)電機進油事件的分析，積累了密封油系統(tǒng)投用及運行時防止發(fā)電機進油的經(jīng)驗，為同型機組的安全運行提供借鑒。不論發(fā)電機采用雙流環(huán)式還是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)，如操作不當均可能造成發(fā)電機進油。一旦發(fā)生發(fā)電機進油時應及時排出，避免發(fā)電機本體及出線柜處積油，消除發(fā)電機運行中發(fā)生安全事故的隱患，保證機組安全運行。