引進優(yōu)化型300MW氫冷發(fā)電機空側密封油設計有多路油源。機組正常運行中,空、氫側交流密封油泵運行,空側直流油泵備用。另外,空側還有來自汽輪機主油泵出口及射油器出口的高、低壓備用密封油源,其中高壓油源是第一備用油源,它又有高壓備用密封油泵作備用。為確保高壓備用密封油源的良好備用,在發(fā)電機運行中必須定期對其進行投入試驗,對高壓備用密封油泵、空側直流油泵則做定期試轉。由于試驗系統設計缺陷,高壓備用密封油源投入試驗危險性較大。
1發(fā)電機密封油源試驗方法及暴露問題分析
1.1高壓備用密封油源備用差壓閥投入試驗 (1)方法一:停止空側交流油泵,空側密封油壓與發(fā)電機內氣體間差壓(簡稱油氫差壓)很快降至0.056MPa以下。此時,備用差壓閥應立即自動投入,且能維持此差壓值。正常后,重新啟動空側交流油泵,上述差壓恢復至正常值0.084MPa,備用差壓閥自動退出。本方法多在機組未啟動,且發(fā)電機低風壓條件下使用?! 纳鲜鲈囼炦^程可見,若備用差壓閥不能正常投入,且空側直流油泵也未正常聯動或聯動后工作不正常,就可能造成發(fā)電機氫氣泄漏事故,威脅機組的安全穩(wěn)定運行?!?br />
(2)方法二:保持空側交流密封油泵運行,逐漸關小其出口門V2,監(jiān)視油氫差壓降至0.056MPa左右時,備用差壓閥應自動投入,且維持此差壓。正常后,重新開啟V2,油氫差壓恢復至0.084MPa,備用差壓閥自動退出。機組運行中多采用這種試驗方法?! ≈鞑顗洪y安裝于空側交、直流密封油泵出口與入口管道之間,是一個靠油壓差自動控制空側密封油泵再循環(huán)流量的壓力調節(jié)閥。其空、氫側差壓調節(jié)信號分別取自空側油泵出口供油母管和發(fā)電機勵端消泡箱。當發(fā)電機氫壓升高(或降低)時,主差壓閥關小(或開大),發(fā)電機空側油壓隨之升高(或降低)。在做高壓備用密封油源投入試驗關小V2時,由于發(fā)電機空側油壓降低,主差壓閥空、氫側控制油壓差增大,主差壓閥也自動關小,以維持額定的油氫差壓。當V2關至某一開度時,主差壓閥已全關,繼續(xù)關小V2,油氫差壓才開始下降。由此必然會導致空側油泵憋壓,安全閥動作,尤其在低風壓情況下,油泵會因此而發(fā)生劇烈振動。
1.2關于控制參數和取樣
1.2.1控制參數
空側直流密封油泵有專門的試驗差壓開關。通過關閉其空側取樣門V33,緩慢開啟其空側放油門V34,當P2下降0.049MPa(空側試驗油壓降低到比發(fā)電機內氣體壓力高0.035MPa)時,試驗差壓開關閉合,空側直流密封油泵聯動,并在發(fā)電機工況監(jiān)視柜發(fā)出“密封油壓力低”及“空側密封油備用泵運行”聲光報警信號。就普通壓力表來講,壓力下降0.049MPa不能精確讀數,因此試驗結果也很不準確。對發(fā)電機來講,要求密封油壓跟隨氫壓而變化,且必須高于氫壓0.084MPa。因此,油氫差壓是氫冷發(fā)電機密封油系統最直觀的控制參數,涉及到密封油源的聯動試驗,采用差壓監(jiān)視會更方便?!?br />
1.2.2取樣
(1)300MW機組密封油系統只安裝有1只電流式油氫差壓表δP1,它與主差壓閥氫側取樣均來自勵端消泡箱,即發(fā)電機運行監(jiān)視的油氫差壓是以勵端消泡箱為基準的。實際上由于機端和勵端消泡箱液位和系統的不同,其所傳遞的“氫壓”信號會有所差別,即不同的消泡箱進行氫側取樣,油氫差壓可能不同。
(2)據有關分析,發(fā)電機進油與取樣系統有一定關系。由于差壓閥的氫側壓力信號取自消泡箱底部,即使油氫差壓不變,當消泡箱液位升高時,氫側取樣油壓也升高,主差壓閥相應關小,空側密封油壓升高。因此,要保證發(fā)電機密封油系統工作正常,既要看油氫差壓,也要看密封油壓。
2幾點設想
2.1增加獨立的密封油備用差壓閥投入試驗系統
自主差壓閥氫側控制油取樣門V36后接一試驗放油門V38。試驗時,關閉V36,緩慢開啟V38,使主差壓閥氫側控制油壓降低,主差壓閥開大,發(fā)電機空側油壓也降低。但實際上發(fā)電機氫壓并沒有下降,因此發(fā)電機油氫差壓減小,當該差壓減小到0.056MPa左右時,備用差壓閥應自動投入,且維持此差壓,正常后關閉V38,開啟V36?!?br />
從密封油系統的投入情況來看,發(fā)電機即使在大氣壓狀態(tài)下,主差壓閥仍可以將油、氫差壓控制在0.084MPa,因此,在發(fā)電機低風壓下,仍可以通過上述試驗系統降低其油、氫差壓,進行備用差壓閥投入試驗。有的300MW機組空側油泵出口設計有手動旁路可作為主差壓閥的輔助調節(jié)閥。試驗放油系統的設計還有利于密封油取樣系統排除氣體,提高調節(jié)品質?!?br />
2.2儀表測量系統的完善
根據上述分析,在空側直流油泵聯動試驗系統可再增加一只油氫差壓表δP2,作為發(fā)電機油氫差壓的對照監(jiān)視儀表,同時也可作為空側直流油泵聯動試驗差壓表使用;氫側信號改為從機端消泡箱取樣。從發(fā)電機密封油系統設計可以看出:如果氫側信號取自氫側密封油箱回氫管(詳見圖1),它將不再受消泡箱液位的影響,因而可以得到比較真實的油氫差壓值,有利于密封油系統參數的調整。取樣管設計應保留一段可充油垂直管段,圖1中V40為氫側取樣系統充油門。
2.3空側交流密封油泵試驗及其連鎖回路的完善
2005年1月,6號發(fā)電機因氫氣純度問題,嘗試投入高壓備用密封油源作為空側工作油源,空側交流油泵停運只作手動備用。切換后,發(fā)電機油氫差壓由0.084MPa降至0.066MPa,潤滑油壓由0.102MPa降至0.099MPa,高壓備用密封油源減壓閥后壓力由0.85MPa降至0.75MPa;后又將備用差壓閥整定值提高到0.070MPa。這種方式一直運行正常。因此,應當考慮高壓備用密封油源作為空側工作油源后,空側交流油泵聯動備用的問題,即需要增加空側交流油泵聯動試驗系統。如圖1,可與空側直流油泵聯動差壓開關再并聯一個差壓開關,與其電氣連鎖回路(需增加)共同實現空側交流油泵聯動功能?!?br />
2.4改造后密封油系統試驗方案
(1)在空、氫側交流油泵運行方式下,主差壓閥氫側取樣泄油,油氫差壓降至0.056MPa,備用差壓閥投入,正常后停止空側交流油泵,恢復主差壓閥氫側取樣?! ?br />
(2)空側交、直流油泵聯動試驗。差壓開關空側取樣泄油或者備用差壓閥氫側取樣泄油,油氫差壓降至(建議整定值)0.045MPa,空側交流油泵聯動;油氫差壓繼續(xù)降至0.035MPa,空側直流油泵聯動;??諅戎绷饔捅?,投連鎖。試驗結束?!?br />
3結論及建議
3.1結論
由于發(fā)電機密封油源試驗的特殊性,要驗證高壓備用密封油源的投入,必須使工作油源完全退出,因而在主差壓閥和備用差壓閥的相互切換過程中,必須保證運行發(fā)電機內冷卻氣體的可靠密封和密封瓦的連續(xù)供油。為此,必須從試驗系統上加以完善,以提高該項試驗的可靠性。采用改變主差壓閥控制油壓,使主差壓閥開啟,可準確地控制系統油壓,完成高壓備用密封油源的投入試驗,防止油泵憋壓損壞。
3.2建議
(1)建議機組啟動過程中,發(fā)電機密封油源使用高壓備用密封油,以改善高壓備用密封油泵的工作條件和節(jié)能降耗。設計空側交流油泵提供發(fā)電機空側密封工作油源的機組,在倒為高壓備用密封油源作為空側工作油源后,其空側交流油泵連鎖回路也應進行完善?!?br />
(2)鑒于氫側密封油箱排油系統的單一性,及容易發(fā)生操作意外故障,建議增加氫側密封油泵壓力排油系統。即在氫側密封油泵出口與空側密封油泵入口之間設計一排油管,用于發(fā)電機低風壓及浮子自動排油閥故障時氫側密封油箱排油。為了防止氫側密封油泵出口壓力油沿氫側密封油箱排油管返回油箱,可考慮在氫側密封油箱排油管上安裝逆止閥。
(3)在消除密封油系統內漏缺陷的同時,應當設計更合理的高、低壓備用密封油之間的低速油循環(huán)系統,以消除備用密封油循環(huán)死區(qū),并最大限度地保證機組的潤滑油壓,提高油系統的運行效率。此問題可通過在低壓備用密封油逆止閥處加裝一旁路閥V21來解決。因此原高、低壓備用密封油母管設計的疏油管均可以取消。
(4)為了解決6號發(fā)電機氫氣純度低的問題,有必要盡量提高氫側油泵出口油壓,即關閉6號機氫側油泵出口再循環(huán)閥進行氫氣純度觀測試驗,進一步查明氫氣純度低的根源;通過試驗確定合適的空、氫側油壓差,以提高6號發(fā)電機氫氣純度和保證密封油系統的安全穩(wěn)定運行。