单流环式密封油系统浮球阀卡涩分析

 单流环式密封油系统浮球阀卡涩分析

甘志伍 

四川广安发电有限责任公司  四川省广安市  638000

【摘要】： 介绍单流环式密封油系统的四种运行方式、常见故障及浮子油箱浮球阀的工作原理。通过一个实例，单流环式密封油系统浮子油箱浮球阀开位卡涩的事故经过、处理及原因分析，阐述了密封油系统在火力发电厂中的重要作用。

【关键词】：单流环式；浮球阀；卡涩；分析

前言

随着我国经济的快速发展，社会能源需求量急速上升。我国电力行业存在多元化发展。目前火力发电仍然占据主导地位。当前我国在役的火电机组单机容量基本都在300MW以上。在这些大容量机组中，发电机基本都是采用水——氢——氢内冷方式。为了确保发电机内氢气不外泄，所有氢冷发电机都装有 “油密封”装置，以阻止发电机内氢气沿主轴向外泄露。密封油系统中使用的密封瓦有单流、双流、三流环式密封瓦及盘式密封瓦。在目前主流火力发电机组中，使用最多的就是单流环式密封瓦。因此，需要熟练分析掌握单流环式密封油系统的各典型故障处理方法，以确保机组安全、经济、稳定运行，持续支撑国家经济向前发展。

【正文】

一、单流环式密封油系统

（一）简介。

我厂总装机容量2400MW。由一期2X300MW、二期2X300MW、三期2X600MW机组组成。其中一期发电机组采用双流环式密封油系统；二、三期发电机组采用的是单流环式密封油系统。各机组投产运行至今，累计发电量超1000亿kW.h。为国家经济建设做出了巨大贡献。

（二）单流环式密封油系统图。

（三）发电机及密封油系统相关参数。

发电机运行过程中，在定子线圈、转子线圈会产生巨大电流，定子铁芯产生磁力线。这些都会产生很大热量，必须及时将这些热量带走。广安公司三期发电机组采用的是水-氢-氢内冷方式。配置四组氢气冷却器。发电机额定氢压0.414MPa，充氢容积为117m3，氢气纯度≥96％，一天漏氢量＜14m3/d。密封油系统母管压力0.8MPa，油氢差压0.0560.02MPa。只有定子冷却水系统、氢气冷却器系统及发电机密封油系统均正常运行，才能保证发电机正常发电。

（四）单流环式密封油系统的运行方式。

1、正常运行油路：主机轴承润滑油供油管→真空油箱→主密封油泵（或备用密封油泵）→滤油器→压差阀→发电机密封瓦→氢侧排油（空侧排油不经扩大槽和浮子油箱直接回空气抽出槽）→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

2、事故运行油路：主机轴承润滑油供油管→直流密封油泵→滤油器→压差阀→发电机密封瓦→氢侧排油→（空侧排油不经扩大槽和浮子油箱直接回空气抽出槽）→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

3、轴承润滑油直接供发电机密封油：该回路是在主密封油泵及直流油泵都失去作用情况下，轴承润滑油供油直接作为密封油源密封发电机内氢气。此时发电机内氢气压力必须降到 0.05MPa，发电机应减负荷运行，扩大槽上部的排氢管应连续排放并向发电机内补氢。

4、系统内循环油路：润滑油系统停运而密封油系统需运行时所采取的运行方式。 真空油箱→主密封油泵（或备用密封油泵）→滤油器→压差阀→氢侧排油→扩大槽→浮子油箱→真空油箱（发电机密封瓦空侧排油→空气抽出槽→真空油箱）。

（五）单流环式密封油系统的常见故障。

单流环式密封油系统的常见故障有浮子油箱浮球阀卡涩、真空油箱浮球阀卡涩、主密封油泵故障、密封油供油滤网差压高、油-氢差压阀故障、真空油泵损坏、密封瓦损坏、系统管道漏油等。因此需要运行人员勤巡视、勤检查，及时发现并解决问题。密封油系统是发电机组十分重要的辅助设备。若密封油系统事故处理不及时，轻则导致机组非停，重则导致发电机密封瓦损坏，甚至引发机组主设备损坏，发电机氢爆的危险！

（六）密封油浮子油箱浮球阀工作原理

      密封油浮子油箱浮球阀的作用，就是利用浮球阀自动控制调节浮子油箱内油位，防止发电机内氢气漏入回油管道造成发电机跑氢。其原理就是浮球通过杠杆机构带动一个滑阀移动。当油位上升时，浮球依靠浮力上移，带动杠杆另一端的滑阀下移，开大浮球阀，密封油回油流量增大。当油位下降时，浮球靠重力下移，带动杠杆另一端的滑阀上升，关小浮球阀。这样就能使油箱内始终保持规定油位，不让氢气进入回油管道。

二、单流环式密封油系统浮球阀开位卡涩故障分析

（一）事故经过。

事发前机组相关参数：#62机组发电满负荷600MW运行，发电机氢压0.400MPa，汽轮机主油箱油位+50mm（零位对应就地1250mm）。10:12，副控员通过机组DCS参数实时趋势发现发电机氢压有下降趋势，随即汇报主控员。主控查阅参数发现汽轮机主油箱油位也有下降趋势，立即通知巡检到就地检查并汇报值长。10:16，发电机氢压降至0.392MPa，主油箱油位降至+46mm。10:18，就地巡检回话发电机两端轴承处大量漏油，像下暴雨一样！此时发电机氢压及汽轮机主油箱油位仍在快速下降。值长令主控快速减负荷，做好破坏真空紧急停机的准备！同时令就地巡检进一步检查发电机轴承漏油原因。10:24，巡检汇报检查发现密封油浮子油箱油位和平时标记的正常运行油位降低了近10mm。值长立即令巡检关闭浮子油箱出口手动门。用浮子油箱旁路手动门控制调整，维持旁路观察窗一半以上的可见油位。10:26，巡检汇报就地已无漏油。此时机组负荷已减至发电400MW，发电机氢压降至0.376MPa，主油箱油位降至+33mm保持稳定。机组停止减负荷。值长令控制员安排人员对机组进行补氢、补油，全面检查各参数正常后，机组逐步恢复正常运行。

（二）检查处理情况。

事故发生后，值长通知汽机队维护人员立即到场处理。于20日18：00清理完毕汽机房6.9米、0米层及凝结水坑积油。19:00，更换完汽机房被润滑油浸淋过的管道保温。19:30对密封油浮子油箱进行了内部检查。发现浮球阀处于全开位，向下关不动。浮球阀杠杆动作不灵活。对其解体，将连杆部件进行打磨抛光后重新装复，浮球阀升降动作灵活。23:30分，维护人员对浮子油箱抢修完毕，系统恢复正常运行。

（三）原因分析。

浮子油箱内浮球阀开位卡涩，致使密封油回油携带大量带压氢气快速进入空气抽出槽。防爆风机正常情况下维持空气抽出槽内微负压状态，确保发电机密封瓦空侧回油回至两端轴承箱后，随轴承润滑油回油一起回流至空气抽出槽内。当大量带压氢气进入空气抽出槽后，破坏了空气抽出槽内微负压状态而产生正压，导致发电机两端大量轴承润滑油回油通道受阻。快速充满轴承箱后从轴承箱挡油环处沿汽轮机主轴向外大量泄漏。如未及时正确处理，导致事故扩大，机组主油箱油位持续快速下降。进行补油仍无法维持时，为了保证汽轮机惰走用油，不得已必须破坏真空紧急故障停机，从而导致机组发生非停事故。

此次事故直接原因：密封油浮子油箱浮球阀开、关杠杆机构存在设备缺陷，导致浮球阀开位卡涩。

（四）预防措施。

事故发生后，经生产部、维修部汽机队专业专工分析讨论，最终采取如下预防控制措施：

1、定期化验汽轮机润滑油及密封油油质。发现油质变化及时处理。

2、严格执行汽轮机主油箱底部放油（水）检查定期工作。防止油中带水导致油质恶化。

3、严格执行防爆风机入口管路放油定期工作。防止入口管路积油导致防爆风机出力减小。

4、维修部将密封油浮子油箱浮球阀检查工作，纳入机组“逢停必检”项目。每年至少对浮子油箱浮球阀解体检查两次。确保设备正常运行。

三、结束语

单流环式密封油系统是氢冷发电机组非常重要的辅助系统。无论是哪一种类型的密封油系统，都有各自的优点和缺点。我们在分析和处理问题的过程中要不断总结经验，采取相应的防范措施，完善各类事故预想。这样才能在密封油系统发生异常事故时，能够快速、准确的进行事故处理。为机组的安全稳定运行保驾护行。

【参考文献】：

[1]四川广安发电有限责任公司《主机汽机辅助运行规程》。

[2]涂光瑜.300MW 汽轮发电机及电气设备[M].北京：中国电力出版社。

[3]《DH-600-40-T机组密封油系统说明书》。

[4]CQFSN—300—2—20B型发电机组密封油系统说明书 。

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