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      標準孔板流量計

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      標準孔板流量計系統運行異常分析與處理

      作者: 來源: 發布時間:2019-11-16 10:16:59

          摘 要:密封油系統安全可靠運行是氫冷發電機組安全運行的重要保障。現對某燃機電廠標準孔板流量計系統投運以來發生的異 常情況進行了分析并給出了應對措施,為同類事故處理提供了參考。

          引言密封油系統為發電機密封瓦提供連續不斷的油流,以防 氫冷發電機中的氫氣泄漏;同時潤滑和冷卻密封瓦,防止密封 瓦和大軸直接接觸發生摩擦。按照形成的油環數目不同可分為單流環式和雙流環式密封油系統。某大型燃氣—蒸汽聯合 循環機組發電機密封油系統采用單流環式真空凈油型系統。

          1 標準孔板流量計系統結構特點
          單流環式真空凈油型系統與雙流環式密封油系統相比, 主要有以下特點[1]:

          1.1 密封瓦供油油路結構簡單 標準孔板流量計系統滑環端和汽機端分別有一個密封 瓦。設置一路供油,回油分為氫側回油和空側回油。氫側回油 回到排氫調節油箱進行油氫分離。排氫調節油箱設置浮球閥, 油位高打開向外供油,油位低關閉,以防氫氣泄漏。空側回油 與軸承潤滑油回到循環密封油箱。排氫調節油箱和循環密封 油箱共同為真空油箱和事故密封油泵供油。 雙流環式密封油系統滑環端和汽機端各有兩個密封瓦。 兩路密封油分別為氫側密封瓦和空側密封瓦供油,分別由氫 側密封油泵和空側密封油泵供油。空側密封油油壓由油氫壓 差閥調節,氫側密封油壓力由平衡閥調節。兩路密封油獨立循 環,又互有聯系。

          1.2 設置油凈化裝置
          標準孔板流量計系統的氫測回油和空側回油共同為真空油箱供油,使得溶解了空氣和水分的密封油有機會污染發電機內氫氣。故設置了油凈化裝置,包括以下設備:真空油箱、真 空泵、再循環油路、進油噴嘴和再循環噴嘴。運行時真空泵維 持真空油箱負壓,油中溶解的氣體等會在負壓作用下不斷逸 出,并被真空泵抽走,從而保證密封油油質良好。缺點是溶解 在油中的少量氫氣也被分離出去,這樣密封油與氫氣接觸時 油中氫氣濃度始終處于不飽和狀態,油會不斷溶解氫氣,氫氣 又不斷在真空油箱被析出,這是發電機氫氣外漏的一個因素。 運行時要關注發電機氫壓,必要時及時補氫。

          雙流環式密封油系統氫側密封油和空側密封油各自獨立 循環,從而避免了溶解空氣的密封油與發電機內氫氣接觸。氫 側密封油供油管路設置平衡閥,通過平衡閥調節氫側和空側 密封瓦處油壓相等,從而保證氫側密封瓦處和空側密封瓦處 運行時不發生串油。只要調節得好,不發生串油,氫側和空側 密封油獨立循環良好,就可保證發電機內氫氣不受污染。

         2 運行異常分析與處理
         如圖1所示,某燃氣—蒸汽聯合循環發電機組采用標準孔板流量計系統。

       

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          2.1 真空油箱油位持續下降
          事件經過:在機組停運、工業水系統停運以及密封油真空泵停運的情況下,#3發電機密封油真空油箱油位持續下降。運 行人員檢查系統無漏點,檢查密封油氫側回油液位探測器和發電機底部漏液探測器均無積油排出,檢查確認真空油箱補油油路閥門狀態正確,打開真空油箱補油旁路門,但密封油真 空油箱油位仍持續下降。后打開真空油箱真空破壞門,發現排 氣口有大量氣體排出,同時真空油箱油位開始緩慢上升。關閉真空油箱補油旁路門,觀察真空油箱油位能穩定在正常值。

          事件分析:真空泵停運后,真空油箱油中溶解的各種氣體 不斷逸出,同時工業水系統停運使得油溫上升加劇了這一過程,最終導致真空油箱由負壓變為正壓。當正壓足夠大時,即 使真空油箱浮球閥在油位低時打開,排氫調節油箱和循環密 封油箱也無法為真空油箱補油,造成真空油箱油位低。因此, 由于真空泵故障或工業水系統停運等原因需要停運真空泵 時,應及時打開真空破壞門,并監視好氫氣純度,必要時排補 氫氣。

          在機組并網運行工況下,操作員站發密封油真空油箱油位 低報警,運行人員立即去現場檢查,發現真空油箱實際油位偏 低,退出AGC,設定負荷至低負荷240 MW,并就地打開真空油 箱補油旁路門,油位由最低點263 mm逐漸上升,初步判斷真 空油箱浮球閥故障。待真空油箱油位補至正常油位(518 mm左右)且穩定后,關小真空油箱補油旁路門,投入機組AGC。運 行人員留守現場監視油位并通過調節真空油箱補油旁路門開 度手動調節真空油箱油位在正常值附近。待機組停運,隔離真空油箱,更換了真空油箱浮球閥后系統運行正常。

          2.2 真空油箱油位高
          事件經過:某日#1機組密封油真空油箱油位不斷升高,并且上升速度較快,運行人員懷疑是真空油箱浮球閥故障,關閉真空油箱補油二次手動門,真空油箱油位逐漸停止上升并開始下降,下降到正常油位調整#1機真空油箱補油二次手動門開度,維持真空油箱油位在正常值附近。
          事件分析:真空油箱浮球隨油位高低升降,從而調節浮球 閥開度來控制補油速度。浮球閥不正常工作,暫時不能隔離真空油箱進行處理時,油位上升時可將真空油箱進油管路手動 閥開度關小來人工控制補油速度,油位下降可適當開啟真空油箱補油旁路閥來人工控制補油速度。
        
          2.3 發電機進油
          事件經過:機組停運后,因檢修工作需要,運行人員隔離 密封油排氫調節油箱。先將發電機內氫氣壓力降至微正壓 (0.05 MPa)。因氫壓降低,排氫調節油箱油位升至不可見。密 封油切換至第三油路供油后檢查無異常,進行密封油排氫調 節油箱隔離,并微開密封油排氫調節油箱旁路窺窗出口門導 通氫側排油。運行2 h后,發電機漏液探測器發液位高報警。檢 查發現發電機漏液探測器及氫側回油不暢液位探測器均有油,確認發電機進油后立即進行發電機排油,并將密封油排氫調節油箱旁路窺窗出口門全開,同時緩慢升高發電機內氫壓 至0.08 MPa。密封油排氫調節油箱油位可見。

          事件分析:密封油排氫調節油箱浮球閥的功能是當油箱 油位高時,開閥,此時 密封油氫側回油管、排氫調節油箱與密 封油循環油箱之間組成一個U型管,如果排氫調節油箱內氫氣壓力高于0.07 MPa(相當于循環密封油箱與排氫調節油箱 油柱壓強差),排氫調節油箱內的油會被壓到密封油U型管的另一端———循環密封油箱,維持油位在可視范圍內;如果發電機內氫氣壓力低于0.07 MPa,氫壓不能維持排氫調節油箱浮球閥油位在可視范圍內,隨著氫壓的降低,排氫調節油箱的油 位會逐漸升高,直至滿油,以達到U型管兩端壓力平衡,而排 氫調節油箱浮球閥也一直保持開啟狀態,發電機內氫壓降至 零,氫側排油管的油位最高和循環密封油箱的油位一致,由于 循環密封油箱位置低于發電機,發電機也不會進油。

          密封油排氫調節油箱旁路在排氫調節油箱異常或檢修時 可代替排氫調節油箱的功能,和氫側排油管及循環密封油箱 形成U型管,如果氫氣壓力高于0.07 MPa,可通過控制密封油 排氫調節油箱旁路窺窗出口門開度來控制窺窗內的油位在正 常值,以防發生氫氣泄漏或發電機進油。此次密封油排氫調節油箱隔離,發電機氫壓降低后,排氫調節油箱旁路窺窗油位升高至不可見,使得運行人員無法監視排氫調節油箱旁路窺窗 油位。而排氫調節油箱旁路窺窗出口門開度過小,導致了密 封油氫側回油不暢。氫側回油管油位逐漸升高,直至發電機
      進油。

          3 結語
          單流環式真空凈油型密封油系統在運行過程中,其排氫調節油箱油位在發電機氫壓和浮球閥的綜合作用下維持穩定,其真空油箱油位在浮球閥和油箱真空度的綜合作用下維 持穩定。油箱油位穩定是整個密封油系統可靠運行的重要保障,操作人員應基于標準孔板流量計系統結構特點,在異常情 況下及時判斷故障原因,以提高事故處理能力,確保整個系統安全可靠運行。

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