300MW机组密封油系统试验安全性探讨.docx

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1、300MW机组密封油系统试验安全性探讨引进优化型300MW氢冷发电机空侧密封油设计有多路油源。机组正常运行中，空、氢侧交流密封油泵运行，空侧直流油泵备用。另外，空侧还有来自汽轮机主油泵出口及射油器出口的高、低压备用密封油源，其中高压油源是第一备用油源，它又有高压备用密封油泵作备用。为确保高压备用密封油源的良好备用，在发电机运行中必须定期对其进行投入试验，对高压备用密封油泵、空侧直流油泵则做定期试转。由于试验系统设计缺陷，高压备用密封油源投入试验危险性较大。1发电机密封油源试验方法及暴露问题分析1.1高压备用密封油源备用差压阀投入试验(1)方法一：停止空侧交流油泵，空侧密封油压与发电机内气体间差

2、压(简称油氢差压)很快降至0.056MPa以下。此时，备用差压阀应立即自动投入，且能维持此差压值。正常后，重新启动空侧交流油泵，上述差压恢复至正常值0.084MPa，备用差压阀自动退出。本方法多在机组未启动，且发电机低风压条件下使用。从上述试验过程可见，若备用差压阀不能正常投入，且空侧直流油泵也未正常联动或联动后工作不正常，就可能造成发电机氢气泄漏事故，威胁机组的安全稳定运行。(2)方法二：保持空侧交流密封油泵运行，逐渐关小其出口门V2，监视油氢差压降至0.056MPa左右时，备用差压阀应自动投入，且维持此差压。正常后，重新开启V2，油氢差压恢复至0.084MPa，备用差压阀自动退出。机组运行

3、中多采用这种试验方法。主差压阀安装于空侧交、直流密封油泵出口与入口管道之间，是一个靠油压差自动控制空侧密封油泵再循环流量的压力调节阀。其空、氢侧差压调节信号分别取自空侧油泵出口供油母管和发电机励端消泡箱。当发电机氢压升高(或降低)时，主差压阀关小(或开大)，发电机空侧油压随之升高(或降低)。在做高压备用密封油源投入试验关小V2时，由于发电机空侧油压降低，主差压阀空、氢侧控制油压差增大，主差压阀也自动关小，以维持额定的油氢差压。当V2关至某一开度时，主差压阀已全关，继续关小V2，油氢差压才开始下降。由此必然会导致空侧油泵憋压，安全阀动作，尤其在低风压情况下，油泵会因此而发生剧烈振动。1.2关于控

4、制参数和取样1.2.1控制参数空侧直流密封油泵有专门的试验差压开关。通过关闭其空侧取样门V33，缓慢开启其空侧放油门V34，当P2下降0.049MPa(空侧试验油压降低到比发电机内气体压力高0.035MPa)时，试验差压开关闭合，空侧直流密封油泵联动，并在发电机工况监视柜发出“密封油压力低”及“空侧密封油备用泵运行”声光报警信号。就普通压力表来讲，压力下降0.049MPa不能精确读数，因此试验结果也很不准确。对发电机来讲，要求密封油压跟随氢压而变化，且必须高于氢压0.084MPa。因此，油氢差压是氢冷发电机密封油系统最直观的控制参数，涉及到密封油源的联动试验，采用差压监视会更方便。1.2.2取

5、样(1)300MW机组密封油系统只安装有1只电流式油氢差压表P1，它与主差压阀氢侧取样均来自励端消泡箱，即发电机运行监视的油氢差压是以励端消泡箱为基准的。实际上由于机端和励端消泡箱液位和系统的不同，其所传递的“氢压”信号会有所差别，即不同的消泡箱进行氢侧取样，油氢差压可能不同。(2)据有关分析，发电机进油与取样系统有一定关系。由于差压阀的氢侧压力信号取自消泡箱底部，即使油氢差压不变，当消泡箱液位升高时，氢侧取样油压也升高，主差压阀相应关小，空侧密封油压升高。因此，要保证发电机密封油系统工作正常，既要看油氢差压，也要看密封油压。2几点设想2.1增加独立的密封油备用差压阀投入试验系统自主差压阀氢侧

6、控制油取样门V36后接一试验放油门V38。试验时,关闭V36，缓慢开启V38，使主差压阀氢侧控制油压降低，主差压阀开大，发电机空侧油压也降低。但实际上发电机氢压并没有下降，因此发电机油氢差压减小，当该差压减小到0.056MPa左右时，备用差压阀应自动投入，且维持此差压，正常后关闭V38，开启V36。从密封油系统的投入情况来看，发电机即使在大气压状态下，主差压阀仍可以将油、氢差压控制在0.084MPa，因此，在发电机低风压下，仍可以通过上述试验系统降低其油、氢差压，进行备用差压阀投入试验。有的300MW机组空侧油泵出口设计有手动旁路可作为主差压阀的辅助调节阀。试验放油系统的设计还有利于密封油取样

7、系统排除气体，提高调节品质。2.2仪表测量系统的完善根据上述分析，在空侧直流油泵联动试验系统可再增加一只油氢差压表P2，作为发电机油氢差压的对照监视仪表，同时也可作为空侧直流油泵联动试验差压表使用；氢侧信号改为从机端消泡箱取样。从发电机密封油系统设计可以看出：如果氢侧信号取自氢侧密封油箱回氢管(详见图1)，它将不再受消泡箱液位的影响，因而可以得到比较真实的油氢差压值，有利于密封油系统参数的调整。取样管设计应保留一段可充油垂直管段，图1中V40为氢侧取样系统充油门。2.3空侧交流密封油泵试验及其连锁回路的完善2005年1月，6号发电机因氢气纯度问题，尝试投入高压备用密封油源作为空侧工作油源，空侧

8、交流油泵停运只作手动备用。切换后，发电机油氢差压由0.084MPa降至0.066MPa，润滑油压由0.102MPa降至0.099MPa，高压备用密封油源减压阀后压力由0.85MPa降至0.75MPa；后又将备用差压阀整定值提高到0.070MPa。这种方式一直运行正常。因此，应当考虑高压备用密封油源作为空侧工作油源后，空侧交流油泵联动备用的问题，即需要增加空侧交流油泵联动试验系统。如图1，可与空侧直流油泵联动差压开关再并联一个差压开关，与其电气连锁回路(需增加)共同实现空侧交流油泵联动功能。2.4改造后密封油系统试验方案(1)在空、氢侧交流油泵运行方式下，主差压阀氢侧取样泄油，油氢差压降至0.0

9、56MPa，备用差压阀投入，正常后停止空侧交流油泵，恢复主差压阀氢侧取样。(2)空侧交、直流油泵联动试验。差压开关空侧取样泄油或者备用差压阀氢侧取样泄油，油氢差压降至(建议整定值)0.045MPa，空侧交流油泵联动；油氢差压继续降至0.035MPa，空侧直流油泵联动；停空侧直流油泵，投连锁。试验结束。3结论及建议3.1结论由于发电机密封油源试验的特殊性，要验证高压备用密封油源的投入，必须使工作油源完全退出，因而在主差压阀和备用差压阀的相互切换过程中，必须保证运行发电机内冷却气体的可靠密封和密封瓦的连续供油。为此，必须从试验系统上加以完善，以提高该项试验的可靠性。采用改变主差压阀控制油压，使主差

10、压阀开启，可准确地控制系统油压，完成高压备用密封油源的投入试验，防止油泵憋压损坏。3.2建议(1)建议机组启动过程中，发电机密封油源使用高压备用密封油，以改善高压备用密封油泵的工作条件和节能降耗。设计空侧交流油泵提供发电机空侧密封工作油源的机组，在倒为高压备用密封油源作为空侧工作油源后，其空侧交流油泵连锁回路也应进行完善。(2)鉴于氢侧密封油箱排油系统的单一性，及容易发生操作意外故障，建议增加氢侧密封油泵压力排油系统。即在氢侧密封油泵出口与空侧密封油泵入口之间设计一排油管，用于发电机低风压及浮子自动排油阀故障时氢侧密封油箱排油。为了防止氢侧密封油泵出口压力油沿氢侧密封油箱排油管返回油箱，可考虑在氢侧密封油箱排油管上安装逆止阀。(3)在消除密封油系统内漏缺陷的同时，应当设计更合理的高、低压备用密封油之间的低速油循环系统，以消除备用密封油循环死区，并最大限度地保证机组的润滑油压，提高油系统的运行效率。此问题可通过在低压备用密封油逆止阀处加装一旁路阀V21来解决。因此原高、低压备用密封油母管设计的疏油管均可以取消。(4)为了解决6号发电机氢气纯度低的问题，有必要尽量提高氢侧油泵出口油压，即关闭6号机氢侧油泵出口再循环阀进行氢气纯度观测试验，进一步查明氢气纯度低的根源；通过试验确定合适的空、氢侧油压差，以提高6号发电机氢气纯度和保证密封油系统的安全稳定运行。