300MW氢冷发电机氢气及密封油系统操作维护.doc

300MW氢冷发电机氢气及密封油系统操作维护来源：未知 作者： 日期：07-12-21 15:59:46关键词:密封油 密封油系统 300MW1.概述宝鸡第二发电有限责任公司4300MWQFSN300-2型汽论发电机氢油系统是发电机的辅助系统。它分为三个部分：即氢气控制系统、密封油系统和定子线圈冷却水系统。1.1氢气控制系统用以置换发电机内气体，有控制的向发电机内输送空气，保持机内氢气压力稳定，监视机内氢气纯度及液体的泄漏，干燥机内氢气。1.2密封油系统用以保证密封瓦所需压力油不间断地供给，以密封发电机内的氢气不外泄，润滑、冷却密封瓦。1.3定子线圈冷却水系统用以保证向定子线圈不间地供水，监视水压、流量和导电度等参数。2.发电机密封油系统2.1系统概述及工作原理汽轮发电机组密封瓦均采用双流环式瓦，其供油系统有两路各自独立而又互相联系的油路组成。一路向密封瓦空气侧供油，密封油与空气接触，称为空侧油路。另一路向密封瓦氢气侧供油，密封油与氢气接触，称为氢侧油路。2.1.1空侧油路设有两路油源，向两台交流油泵，一台直流油泵供油。主工作油源取自汽机轴承润滑压力油，备用油源取自汽机主油箱及汽机轴承润滑压力油管路接至空侧密封油泵滤网出口门后，可直接向空侧密封油系统供油，大大提高了空侧供油系统的可靠性。正常运行中，一台交流油泵运行，另一台交流油泵作为第一备用，直流油泵作为第二备用。主工作油源向油泵入口供油，备用油源各手动门均应开启作为油泵主油源断流后的备用。第三路油源仅作为密封油系统投运初期及空侧密封油系统因故无法向密封瓦供油的故障情况下使用，但在此情况下，发电机内氢压0.15MPa。各油源供出的密封油经油-气压差阀调节至系统所需压力，然后进入发电机两端密封瓦空侧油室，回油与发电机轴承回油混和后流经专设的隔氢装置内，进行油氢分离，再流回汽机主油箱。隔氢装置是为防止空侧回油中可能含有的氢气进入汽轮机主油箱而设置的，当密封瓦内氢侧油窜入空侧或氢侧密封油箱排油时，含有氢气的密封油与发电机轴承润滑油回油流入隔氢装置，分离出的氢气由排氢风机抽出排至汽机房外的大气中。2.1.2氢侧油路自成独立的闭式循环系统。系统设有两台交流油泵，一台运行，另一台作为备用。油泵从氢侧密封油箱中吸油，油泵加压后经冷油器、滤网，再经过油压平衡阀调整到所需压力，进入密封瓦的氢侧油室，其回油流回氢侧密封油箱。氢侧密封油箱是氢侧油路的独立油箱，接收氢侧密封瓦的回油，为氢侧密封油泵提供油源，进行油氢分离。分离出来的氢气通过油箱顶部的回气管回到发电机内，也可以通过励端氢侧回油管回到发电机内。油箱上装有液位信号器和补、排油电磁阀用以维持油箱油位。由于氢侧密封油有少量窜入空侧，会使油箱油位降低，当油箱油位降至液位信号器中间位向下约150毫米时，液位信号器浮筒内的磁性浮子使浮筒外的干簧管内接点接通，通过电器回路打开补油电磁阀，由空侧密封油泵出口向油箱补油，同时向操作员站发信号。如果电磁阀失灵或故障致使油箱油位继续降低至液位信号器中间位向下约200毫米时，则向集控室立盘发出报警信号，提醒运行人员立即手动补油。正常补油电磁阀动作向油箱补油，油箱油位上升至液位信号器中间位向上约150毫米时，液位信号器浮筒内的磁性浮子使浮筒外的干簧管内接点接通，通过电器回路打开排油电磁阀，向空侧密封瓦回油管排油，同时向操作员站发信号。如果电磁阀失灵或故障致使油箱油位继续上升至液位信号器中间位向上约200毫米时，则向集控室立盘发出报警信号，提醒运行人员立即手动排油。液位信号器中间位也设有一干簧管，用于补排油电磁阀的复位。密封油箱需要排油时，氢侧油泵投入运行，然后手动操作氢侧密封油泵出口管路上专设的排油阀SO46，排完油后一定要关闭此阀。2.1.3氢气密封油压力、空侧油压力和氢侧密封油压力三者之间的关系空侧密封油通过压差阀调整跟随机内氢压，使其满足空侧密封油压大于机内氢压0.050.02MPa。压差阀活塞上部与机内氢压相通，下部空侧密封油压相连。氢气密封油压力通过油压平衡阀调整跟随空侧密封油压力，并保证氢侧与空侧密封油差压1.5KPa。平衡阀活塞上部为空侧密封油压，下部与氢侧密封油压力相接。2.2发电机密封油系统的投运2.2.1投运前的有关要求2.2.1.1汽轮机油质必须合格。2.2.1.2一般应在机组冲动前60小时投入。2.2.1.3主机润滑油系统运行正常。2.2.1.4主机盘车装置停运，盘车电磁阀、密封油箱补排油电磁阀切电。2.2.1.5交、直流密封油泵试转正常，联锁试验及泵出口压力控制器整定良好，油泵解除联锁。2.2.1.6按系统检查卡的要求使各阀门处于投运前状态。注意：机组油气压差阀为一常闭阀，系统投运前，不需要解列压差阀用旁路手动控制，投入第三路油源，用压差阀控制维持空侧油压高于机内氢压0.050.02MPa，注意监视压差阀动作灵活，油压跟踪良好。由于发电机两端密封瓦与轴之间的间隙不可能完全一致，造成压差阀投运以后，两个密封瓦的油压也不一致，只要两个密封瓦的油气差压均在0.050.02MPa范围内即可。油压平衡阀也应手动控制，等密封瓦两侧油压基本相同时，再投入平衡阀。2.2.2机组密封油系统的投运按下列操作卡执行发电机密封油系统投运操作卡序号操作内容1全面检查系统处于准备投运状态。2检查主机润滑油系统投运，主机交流润滑油泵运行正常。3缓慢开启主机润滑油至空侧密封油供油门SOX03、SOX04，向空侧交流油泵充油正常。4开启主机油箱至空侧密封油泵供油门SOX01、SOX02，投入空侧密封油泵备用油源。5启动隔氢装置一台排氢风机运行，另一台排氢风机备用。6检查油气旁路门关闭，投入压差阀，开启压差阀出、入门SOX38，SOX40。7投入第三路备用油源，开启主机润滑油至空侧密封油泵滤网出口供油一次门SOX59，稍开供油二次门SOX60，控制空侧密封油压，注意监视油气差压阀跟踪良好，维持油压高于氢压0.050.02MPa，逐渐全开供油二次门SOX60。8缓慢开启空侧密封油泵出口至氢侧密封油箱补油电磁阀旁路门SO23，用第三路油源向氢侧密封油箱补油，检查油箱液位信号器动作正常无卡涩，将油箱油位补至液位信号器中间位向上150毫米左右，停止补油。9投入补、排油电磁阀，联系热工向补、排油电磁阀及液位信号器送电，做油箱油位高、低报警及补、排油电磁阀动作试验正常后，电磁阀关闭切电。10启动一台氢侧密封油泵运行，缓慢开启出口门，调整油泵再循环门SOX15，维持泵出口油压在0.350.45MPa，调整平衡阀旁路门，维持阀后氢侧密封油压与空侧油压一致，压差不超过1.5kPa。11缓慢向发电机充入干燥的压缩空气，当发电机内气体压力升至0.03MPa，检查压差阀跟踪正常，缓慢开启平衡阀前后隔离门，投入平衡阀，关闭旁路阀。注意平衡阀动作正常，发电机油水探测器无积油。12维持发电机内空气压力在0.010.03MPa，按空气CO2氢气的顺序，进行发电机气体置换。13当发电机气体置换结束，机内氢气纯度合格时，可开始升氢压。升机内氢压时，进行油源切换。启动空侧密封油泵一台，缓慢开启出口门，调整再循环门，维持空侧油泵出口压力在0.50.55Mpa，注意差压阀动作情况，缓慢关闭润滑油至空侧密封油供油一次门SOX59，差压阀动作正常后关闭供油二次门SOX60。14当发电机内气体压力高于0.16Mpa，调整空侧密封油泵出口油压至0.650.75Mpa。当氢侧油泵出口压力达0.54Mpa以上时，投入另一台空侧密封油泵和另一台氢侧密封油泵联动备用。15联系热工给氢侧密封油箱补、排油电磁阀，油箱液位信号器送电，氢侧密封油箱补、排油即投自动。16氢侧密封瓦进油温度升至40时，投入密封油冷油器运行，维持油温3545。17缓慢将发电机氢压升至0.3MPa，观察压差阀的差压在0.05MPa左右，平衡阀跟踪情况良好，空、氢侧压差1.5KPa。18全面检查发电机油水探测器内无油，系统运行正常，差压阀、平衡阀跟踪良好，密封油系统投运操作结束。注：发电机进行风压试验时，密封油系统的投运操作可按此卡执行；2.3发电机密封油系统运行维护及试验2.3.1定期检查密封油泵及电机的运行情况，泵出口压力、电机及泵轴承振动、电机温度、泵组声音正常，系统无泄漏。由于#2、3、4机空侧密封油为回油调节，电机经常在额定参数运行，且容易出现过负荷现象，故夏季要特别监视电机温度。2.3.2经常检查氢侧密封油箱油位，油箱磁浮子式液位信号器接点良好，补排油电磁阀动作正常，否则改手动调整，及时联系检修消除。防止油箱满油造成发电机进油或油箱油位低而造成漏氢或氢侧油泵工作不正常断油。2.3.3检查密封瓦空侧密封油压大于机内氢压0.050.02MPa，空、氢侧密封油压差为1.5KPa。油气压差过小供油压力偏低，会使密封瓦间隙的油流出现断续现象，造成油膜破坏，氢气将由油流的中断处漏出或漏入空侧密封油中，易发生着火和爆炸。油气压差过大，一使氢侧密封油漏入发电机内，造成发电机进油，漏入量较大时，会被发电机风扇吹到定子线圈上，不及时清理将造成绝缘损坏；二使供油压力升高,供油量增大，带入发电机的空气和水分增多，吸走的氢气也多，易污染氢气，增大耗氢量。2.3.4检查氢侧密封油冷油器运行正常，维持油温在405，回油温度不高于65。夏季当循环水温度超过33时，可投入备用冷油器运行。油温过高时，油吸收氢气的能力逐渐增加，增大耗氢量，对密封瓦的润滑和冷却效果也不好。2.3.5压差阀、平衡阀投运及密封油箱油位手动调整时，必须缓慢进行，防止在机内氢压不变的情况下，引起油压突变，使发电机进油及密封瓦处喷油漏氢。特别是#2、3、4机组，由于空侧密封油压力为回油调节，密封油压力本身偏高，空侧密封油回油量大，造成发电机轴承回油不畅，密封油压的突变更易引起发电机两端喷油漏氢，发生油气着火甚至爆炸的不安全事件，操作时应特别注意。2.3.6经常检查排氢风机、主机油箱排烟风机运行正常，保持风机出口管道畅通无堵塞，每班对风机进风管疏水排污一次。若发电机充气，主机盘车停运时，必须保证排氢风机、主机油箱排烟风机连续运行，冬季主机油箱油温低于35时，还保持主机交流润滑油泵连续运行。2.3.7油泵出口过滤器每8小时转动两圈，每周定期排污一次。当油过滤器前后差压增大时，应及时切换，并联系检修清理。2.3.8经常检查发电机油水探测器无油水，信号正常，否则，及时排掉。2.3.9按照定期工作表的要求，每月对排氢风机、空氢侧密封油泵进行一次定期切换。2.4密封油系统的停运2.4.1停运条件2.4.1.1必须在发电机气体置换结束，机内呈空气状态，盘车停运后，方可停运密封油系统。2.4.1.2解除空氢侧密封油泵联锁，停掉空氢侧密封油泵。2.4.1.3关闭补排油电磁阀、压差阀、平衡阀前后隔离门及旁路门。2.4.1.4停运排氢风机。2.4.2密封油系统的正常停运按下列操作票执行发电机密封油系统停运操作卡序号操作内容1接到发电机密封油系统停运命令后，确认机组符合停运条件。2按发电机排氢操作卡的要求降机内氢压。3发电机内氢压降至0.16MPa时，氢侧密封油箱液位信号器，补、排油电磁阀切电，油箱油位改手动调整。注意压差阀、平衡阀跟踪良好，油压降低平稳。4发电机内氢压降至0.07MPa时，#1机继续维持空侧油泵运行。#2、3、4机空侧密封油系统投入第三路油源，解除空侧密封油泵联锁，缓慢关闭运行的空侧油泵出口门，观察压差阀跟踪正常，油气压差均在0.050.02MPa，空、氢侧密封油压差为1.5Kpa范围内。停运空侧密封油泵。5发电机内氢压降至0.03Mpa时，维持机内氢压，用压差阀、平衡阀旁路调整油压，解列压差阀、平衡阀，进行发电机气体置换。6发电机内气体置换结束，密封油系统停运前，用压力排油阀SO46降低氢侧密封油箱油位至低报警值以下时，关闭压力排油阀。7#1机组解除氢、空侧备用油泵联锁，停运氢、空侧油泵及氢侧密封油冷油器运行。#2、3、4机组解除氢侧备用油泵联锁，停运氢侧油泵、空侧第三路油源及氢侧密封油冷油器运行。8关闭压差阀、平衡阀旁路门。9停运排氢风机运行。10发电机密封油系统停运操作结束。2.4.3密封油系统的异常停运与事故处理由于氢侧油压总是跟随空侧油压在变化，只要平衡阀在起作用，空侧油路是不准断油的。如果空侧油路断油，平衡阀将关闭，密封瓦内氢侧油压将降至零。故，在发电机密封油系统的异常停运时必须注意这一点。2.4.3.1当发电机氢气及密封油系统发生下列情况之一时，密封油系统应部分或全部停运。1)当氢侧密封油因故中断时，运行人员应先解列平衡阀，改由单流环密封，然后根据故障情况设法恢复。油压恢复后，再缓慢开启平衡阀旁路门，待氢侧油压升至与空侧油压相同时，投入平衡阀，注意发电机油水探测器无油，汽励、端密封瓦处无喷油现象。2)当氢侧密封油因故中断无法恢复时，应立即解列平衡阀，改由空侧单流环密封，注意监视油氢压差在0.050.02MPa范围之内，氢侧密封油箱运行正常。设法隔离系统，联系检修处理。若短时无法隔离处理时，应立即申请停机，同时进行紧急排氢置换气体，但应保证事故机组汽机房屋顶风机全部运行，发电机周围无出现明火的可能。3)当空侧油系统故障无法维持油压时，应立即手动开启平衡阀旁路门使氢侧油压高于机内氢压0.050.02MPa范围之内，用氢侧单流环密封，维持机组运行。同时解列压差阀，隔离系统，联系检修处理。当空侧密封油系统恢复后，缓慢开启压差阀旁路调整空侧油压与氢侧一致，再投入压差阀，关闭旁路门。若系统无法隔离检修时，立即申请紧急停机，紧急排氢置换气体。4)当发电机密封油站交流油泵发生失压故障或因机组跳闸厂用切换失败时，应立即检查空侧直流油泵联启或手动启动。用空侧单流环密封，降低机内氢压到0.25Mpa左右，并保证油气压差在正常范围内，解列平衡阀。注意监视机内氢压和氢气纯度的变化及汽、励端密封瓦的漏氢情况，汽机房屋顶风机全部运行，防止氢气遇明火时发生着火或爆炸，若不能维持氢压时，机组降负荷。待电源恢复后，油系统恢复正常运行。5)当发电机密封油站交、直流油泵均发生失压故障时，#1机组应紧急排氢置换气体。#2、3、4机组在主机直流油泵运行时，立即投入第三路油源，降机内情压到0.070.10Mpa，并保证油气压差在0.030.05Mpa，汽机房屋顶风机全部运行。否则，紧急排氢置换气体。但必须保证事故机组发电机周围无出现明火的可能。6)当发电机密封瓦处因漏氢或喷油气发生外部着火时，立即用干粉、卤代烷1211或二氧化碳灭火器扑灭，及时统治消防人员，并用湿石棉布包扎漏氢处，同时立即降低机内氢压，机组减负荷做好停机准备。联系检修设法处理。若检修无法处理时，申请停机，排氢置换气体。7)当发电机内机械部分碰撞及摩擦产生火花或机内氢气浓度低于96发生内部着火，引起发电机定子铁芯、绕组温度急剧上升，发电机内部巨响有油烟喷出时，运行人员应立即紧急破坏真空停机，检查关闭补氢门，发电机紧急排氢用CO2置换，置换期间保持定冷水系统运行，及时调整密封油压至规定值。机组停运后保持盘车连续运行。3.发电机氢气控制系统3.1氢气系统概述及工作原理3.1.1主要技术参数1）发电机壳内：额定氢压0.3MPa允许最大氢压0.35MPa氢气纯度96（容积比）氢气湿度-20（额定氢压下）2）发电机及氢气管路充氢容积72M3（不包括厂房内供氢母管）3）发电机及氢气管路漏氢量8M3/d（厂家保证值）4）发电机气体置换所需气体容积和时间如下表：所需气体种类被置换出发电机气体种类需要气体容积估计所用时间CO2（纯度85）空气180M356hH2（纯度96）CO2200M345h发电机生氢压至0.3MPa210M311.5hCO2（纯度96）H2150M345h3.1.2氢器系统工作原理1）当发电机及气体管路需要用压缩空气做气密试验时，联系检修接好压缩空气管道，从气体控制站上HSX31门向发电机充入干燥的压缩空气，经过吸附式干燥器除水后沿管路进入发电机。当气密试验合格后，将压缩空气与发电机空气系统连接管路拆除，打开HSX20门将发电机内空气排至厂房外。2）发电机内是空气（或氢气时），禁止直接向发电机内充入氢气（或空气），以免机内形成具有爆炸浓度的空、氢气体混合物。因此，发电机及气体管路系统必须用中间气体CO2进行置换。CO2经汇流排将标准CO2气瓶中压力为15MPa左右的气体（经顺时钟旋转开大，逆时钟旋转为关小的）减压阀降至0.20.5MPa，再经过HSX29及HSX15门进入发电机。中间气体被置换出发电机时，沿氢气母管从HSX21门排至厂房外。氢气用甲、乙双母管从制氢站经HSX03或HSX04门引至每太发电机的气体控制站，通过滤网过滤固体杂质、气水分离、干燥脱水后送入发电机。3）发电机的气体控制站设有两套自动补氢装置。一是防爆型电磁阀HSX06，它和压力控制器YWK0中的常闭开关串联在一个电器回路中，当发电机氢压降至0.27MPa时，常闭开关闭合，电磁阀带电，氢气通过电磁阀进入发电机内。当机内氢压上升至0.3MPa时，常闭开关断开，电磁阀失电关闭，发电机停止补氢。二是减压阀HSX09，它的定值为0.3MPa，只要机内氢压降低，减压阀输出端就会有气体输出，直至机内氢压恢复到0.3MPa为止。（目前上述两套自动补氢装置由于未调整正常而一直未投运，仅用减压阀一路手动补氢，特此说明）。气体控制站还设有一只弹簧式安全阀HSX11，型号为A42F-15P型，当发电机内氢气压力高至0.45MPa时，该阀动作降低机内压力，当发电机内氢压降至0.35MPa，安全阀回座关闭。4）为保证发电机内氢气湿度合格，在6.3M层靠发电机汽、励端风扇出风口处设有两套冷冻式氢气干燥器，发电机内的氢气在风扇的驱动下一部分气体沿管路进入干燥器内冷凝除水后，回到风扇的负压区，如此不断循环，从而降低发电机内的氢气湿度。同样，氢气纯度在线分析仪中的氢气流通也是通过风扇的驱动来实现的。氢气纯度低于96时，操作员站发报警信号。3.1.3发电机充氢前的有关试验1）安全阀的整定检查关闭HS20、HS23、HS15门，开启HS22门。从CO2汇流排处引入压缩空气，用阀后管路上的压力表指示管内压力，减压阀控制气体压力。当气体压力升至0.45Mpa时，缓慢拧动安全阀上的调节螺母，使安全阀自动打开释放管内气体压力。当气体压力下降至0.35MPa时，安全阀应自动关闭，并用肥皂水检漏，安全阀不得漏气。2）压力控制器的整定检查关闭发电机氢气控制站管路上的HS07、HS10、HS11、HS12、HS14、HS21门。从HS31门引入压缩空气，使压力控制器阀前的压力表指示为0.27MPa，松开压力控制器