吳強(qiáng)

(湖南華電長沙發(fā)電有限公司,湖南長沙 410203)

1 存在的問題

湖南華電長沙發(fā)電有限公司#2汽輪機(jī)密封油系統(tǒng)近期出現(xiàn)了一些異常情況,表現(xiàn)在:氫氣純度不合格,補(bǔ)排氫量大,純度維持在96%左右運(yùn)行;密封油真空油箱真空不合格,真空高于-85kPa時(shí),分散控制系統(tǒng)(DCS)顯示真空油箱液位低,密封油泵出口管道振動大;密封油真空箱內(nèi)油中含有大量的氣泡。

2 密封油真空裝置介紹

汽輪機(jī)密封油系統(tǒng)原理如圖1所示。

2.1 真空裝置

真空裝置主要是指真空油箱、真空泵和再循環(huán)泵,它們是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中的油凈化設(shè)備。

2.2 真空油箱

在正常工作(此處指交流主密封油泵投入運(yùn)行)的情況下,軸承潤滑油不斷補(bǔ)充到真空油箱中,潤滑油中含有的空氣和水分在真空油箱中被分離出來,通過真空泵和真空管路被排至廠房外,從而使進(jìn)入密封瓦的油得以凈化,防止空氣和水分對發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣造成污染。真空油箱的油位由箱內(nèi)裝配的浮球閥進(jìn)行自動控制,浮球閥的浮球隨油位高低而升降,從而調(diào)節(jié)浮球閥的開度,使補(bǔ)油速度得到控制,真空油箱中的油位也隨之受到控制。真空油箱的主要附件還有液位信號器,當(dāng)油位高或低時(shí),液位信號器將發(fā)出報(bào)警信號。液位信號器輸出連續(xù)的模擬量信號到機(jī)組DCS,以便于運(yùn)行人員監(jiān)視。

真空泵不間斷地工作,保持真空油箱中的真空度,同時(shí)將空氣和水分(水蒸氣)抽出并排放掉。為了加速空氣和水分從油中釋放,真空油箱內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)噴頭,補(bǔ)充油進(jìn)入真空油箱通過補(bǔ)油管端的噴頭,再循環(huán)油通過再循環(huán)管端的噴頭而被擴(kuò)散,加速氣、水從油中分離。系統(tǒng)還配置了1臺再循環(huán)油泵用于正常運(yùn)行,通過管路使真空油箱中的油形成一個(gè)局部循環(huán)回路,經(jīng)處于高度真空狀態(tài)下的真空箱頂部設(shè)置的噴頭降壓噴霧,從而析出油中的水分和氣體,不斷排到主廠房外,起到了循環(huán)處理作用,從而使油得到更好的凈化。

密封油真空箱的油位同樣也是由浮球閥控制的。油位逐漸上升時(shí),浮球閥逐漸關(guān)小直至全關(guān);油位逐漸降低時(shí),浮球閥逐漸開大直至全開。當(dāng)浮球閥故障時(shí),易出現(xiàn)油位失控的現(xiàn)象,此時(shí)可通過開關(guān)手動補(bǔ)油門來暫時(shí)維持合適的油位。

3 #2機(jī)組密封油系統(tǒng)異常情況及分析

汽輪機(jī)氫氣系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)見表1,#2機(jī)組內(nèi)氫氣純度、露點(diǎn)分析報(bào)告見表2,#2機(jī)組近期補(bǔ)氫量統(tǒng)計(jì)見表3。

表1 汽輪機(jī)氫氣系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)

從表2、表3可以看出:

(1)2008年9月25日、26日補(bǔ)氫量較大,氫氣純度不合格。9月25日補(bǔ)氫量為67.93m3;9月26日補(bǔ)氫量為86.138m3;

“喲，你包里有什么寶貝東西？讓我看看！”說著，一杭繞到雪螢身后，笑著去奪她的包。雪螢蹲在地上，把包緊緊護(hù)在胸前，生氣地說：“你干什么？！”一杭自討沒趣，撇了撇嘴，走到離雪螢幾米外的地方坐下來，拾起土坷垃往遠(yuǎn)處扔。

(2)自#2機(jī)組開機(jī)以來(從2008年9月18日截止到9月26日),補(bǔ)氫量逐漸增大,氫氣純度逐漸降低至不合格。

表3 #2機(jī)組近期補(bǔ)氫量統(tǒng)計(jì)

表2 #2機(jī)組內(nèi)氫氣純度、露點(diǎn)分析報(bào)告

續(xù)表

(3)2008年9月27日以后補(bǔ)氫量逐漸減少,氫氣純度維持在96%左右。調(diào)整措施為9月27日4時(shí)開大真空泵入口門,提高密封油真空油箱真空在-80 kPa。因繼續(xù)提高密封油真空油箱真空至-85kPa時(shí),密封油箱DCS顯示油位過低(就地實(shí)際液面不低),密封油泵出口管道將產(chǎn)生振動,為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,調(diào)整密封油真空油箱真空在-80kPa。

(4)從2008年9月27日至10月5日,總補(bǔ)氫量為147.612m3,日均補(bǔ)氫量為16.401m3,達(dá)到正常日均耗氫量要求標(biāo)準(zhǔn)。

(5)從表2可以看出,氫氣露點(diǎn)均合格,氫氣干燥器運(yùn)行正常,定期排水量也較少。

4 #2機(jī)組密封油系統(tǒng)異常情況原因分析

發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度必須維持在98%左右,氫氣純度低,一是影響冷卻效果,二是增加通風(fēng)損耗。氫氣純度低于報(bào)警值95%不能繼續(xù)正常運(yùn)行,至少不能滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)純度低于95%時(shí),要進(jìn)行排氫再補(bǔ)充操作,直至純度合格。采用真空凈油型密封油系統(tǒng)的發(fā)電機(jī),由于供給的密封油經(jīng)過真空凈化處理,所含空氣和水分甚微,所以,機(jī)內(nèi)氫氣純度可以保持在較高的水平。只有在真空凈油設(shè)備故障的情況下,才會使機(jī)內(nèi)氫氣純度下降較快。

通過對#1機(jī)組和#2機(jī)組密封油真空油箱內(nèi)部觀察,發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組密封油真空油箱內(nèi)頂部的噴頭有堵塞現(xiàn)象,降壓噴霧不良,沒有形成與#1機(jī)組一樣的傘狀噴霧,而是靠玻璃窗觀察孔左側(cè)末端噴嘴呈線性流出,油中的水分和氣體不能良好析出,進(jìn)而使密封油真空油箱內(nèi)的油中含有大量氣泡。從玻璃窗觀察孔觀察,#1機(jī)組密封油真空油箱內(nèi)上部僅有30 mm左右氣泡層,而#2機(jī)組密封油真空油箱內(nèi)整個(gè)玻璃窗觀察孔都是氣泡層,油得不到良好的凈化,污染氫氣,使氫氣純度降低。

密封油真空油箱內(nèi)油中的氣泡隨著真空油箱內(nèi)壓力的降低(提高真空)而體積增大,油層表面上的氣泡破裂,氣體析出,通過密封油真空泵排出,從而使凈化效果得到一定的改善,2008年9月27日4時(shí)開大真空泵入口門,提高密封油真空油箱真空在-80kPa后,補(bǔ)氫量逐漸減少,氫純維持在96%左右的原因。但僅靠油層表面氣泡破裂,氣體析出量有限,不能從根本上解決問題。要根本解決問題,應(yīng)清理或更換噴頭,形成良好的降壓噴霧,使水分和氣體充分析出。

密封油真空油箱內(nèi)油中含有大量的氣泡,而真空油箱的實(shí)際油位由箱內(nèi)裝配的浮球閥進(jìn)行自動控制。通過觀察發(fā)現(xiàn),真空油箱的實(shí)際油位沒有變化(稍高于玻璃窗觀察孔的中分面),但由于油中含有大量的氣泡,使得真空油箱內(nèi)油的“密度”降低,從而使得測量油位降低。密封油真空油箱內(nèi)油中的氣泡隨著真空油箱內(nèi)壓力的降低(提高真空)而體積增大,從而使測量油位進(jìn)一步降低。密封油真空油箱內(nèi)油位必須控制在真空油箱水平中心線及以上60mm范圍之內(nèi)。若油位偏低,使油泵“氣蝕”量增大,從而使輸出壓力和流量下降,甚至沒有輸出流量。同時(shí),由于油中含有大量的氣泡,使出口管道產(chǎn)生振動,這也是當(dāng)開大真空泵入口門且在提高密封油真空油箱真空時(shí),出口管道產(chǎn)生振動甚至聯(lián)動備用泵的原因。

另外,密封瓦的間歇增大,使密封油供油量增大、油泵“氣蝕”量增大、出口管道產(chǎn)生振動。

5 #2機(jī)組密封油系統(tǒng)運(yùn)行建議

(1)維持密封油真空油箱真空在-80kPa,真空油箱的油位高于435mm。進(jìn)行機(jī)內(nèi)排污、補(bǔ)氫,以保持機(jī)內(nèi)氫氣純度(這一點(diǎn)至關(guān)重要)。還應(yīng)對真空油箱的油位進(jìn)行密切監(jiān)視,如無法維持允許的油位,則應(yīng)停運(yùn)主密封油泵,改用事故密封油泵供油。同時(shí)關(guān)小真空泵入口門,降低真空油箱的真空,提高真空油箱的油位,待油位滿足主密封油泵運(yùn)行要求后,再停運(yùn)事故密封油泵,用主密封油泵供油。逐步調(diào)整真空油箱的真空,至油位滿足主密封油泵運(yùn)行要求為止。

(2)待#2機(jī)組停機(jī)后,清理或更換真空油箱內(nèi)的再循環(huán)油管端和補(bǔ)油管端的噴頭,全面檢查密封油真空裝置,進(jìn)行密封油系統(tǒng)的調(diào)試,使系統(tǒng)運(yùn)行正常。

(3)若系統(tǒng)還不能正常運(yùn)行,則需測量密封瓦的總油量,測量結(jié)果與原始記錄相對照即可判斷密封瓦間隙是否非正常增大。如得到確認(rèn),則需更換新密封瓦。

6 #2機(jī)組密封油系統(tǒng)異常情況的處理

#2機(jī)組停機(jī)后,真空油箱內(nèi)的再循環(huán)油管端和補(bǔ)油管端的噴頭進(jìn)行了清理或更換,全面檢查了密封油真空裝置,真空油箱的浮球閥抬高了3cm。#1、#2機(jī)組停運(yùn)期間對比測量了密封瓦的氫側(cè)總油量,在相同工況下,#2機(jī)組密封瓦的氫側(cè)總油量比#1機(jī)組密封瓦的氫側(cè)總油量大1/3左右。

#2機(jī)組消缺啟動后密封油系統(tǒng)運(yùn)行情況:

(1)自#2機(jī)組開機(jī)以來(2008年12月1日開始統(tǒng)計(jì)到12月8日),氫氣純度逐漸降低。由于運(yùn)行時(shí)間短,不能判斷是否會降至96%以下。

(2)密封油真空油箱真空不合格,在真空高于-85kPa左右時(shí),DCS顯示真空油箱液位低,密封油泵出口管道振動大。

(3)密封油真空箱內(nèi)油中含有大量的氣泡。

(4)#1、#2機(jī)組停運(yùn)期間對比測量了密封瓦的氫側(cè)總油量,在相同工況下,#2機(jī)組密封瓦的間隙比#1機(jī)組密封瓦的間隙大。

#2機(jī)組消缺啟動后,補(bǔ)氫量及機(jī)內(nèi)氫氣純度、露點(diǎn)分析報(bào)告見表4。

表4 #2機(jī)組消缺啟動后,補(bǔ)氫量及機(jī)內(nèi)氫氣純度、露點(diǎn)分析報(bào)告

7 結(jié)論

#2機(jī)組停機(jī)后,真空油箱內(nèi)的再循環(huán)油管端和補(bǔ)油管端的噴頭進(jìn)行了清理或更換,全面檢查了密封油真空裝置,真空油箱的浮球閥抬高了3cm。采取以上措施后,#2機(jī)組密封油系統(tǒng)機(jī)內(nèi)氫純得到了一定的改善。但是,#2機(jī)組密封油系統(tǒng)異常問題沒有得到根本的解決,有待調(diào)整密封瓦的間隙合格或換用新密封瓦后,才能徹底解決問題。