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发电机定冷水系统运行异常现象分析及处理

发布时间:2022-09-22 09:21:30 来源:华体会官网登录注册 作者:华体会登录网站

内容简介:  发电机定冷水系统发生油质进入的情况时,如果处理不当,则会引起发电机定子线圈内部污染情况及运行参数异常,严重时会酿造成事故,造成重大的经济损失。  某发电有限公司共有2×630MW+2×140MW机组。三期630MW机组分别与2005年5月、11月投入商业运行。该公司630MW机组为上海汽轮发电机有限公司QFSN-635-2型水氢氢汽轮发电机组。2019年1月14日,#6机组运行人员发现氢水差压显示异常,联系热控人员检查差压变送器,测量后显示无异常。热控人员解释无误报,待机组停运后,校验压力变送器。2019年1月18日,#6机组定冷...


  发电机定冷水系统发生油质进入的情况时,如果处理不当,则会引起发电机定子线圈内部污染情况及运行参数异常,严重时会酿造成事故,造成重大的经济损失。

  某发电有限公司共有2×630MW+2×140MW机组。三期630MW机组分别与2005年5月、11月投入商业运行。该公司630MW机组为上海汽轮发电机有限公司QFSN-635-2型水氢氢汽轮发电机组。2019年1月14日,#6机组运行人员发现氢水差压显示异常,联系热控人员检查差压变送器,测量后显示无异常。热控人员解释无误报,待机组停运后,校验压力变送器。2019年1月18日,#6机组定冷水电阻率显示异常,联系热控专业人员检查测量电极,发现电极上有油迹。如图1所示。

  联系化验室对#6机组定冷水进行取样分析,发现定冷水表面有油花,确定定冷水系统中含油。现场检查油花无异味,外观观察类似汽轮机润滑油,立即安排运行人员进行换水工作,同时对定冷水系统进行全面的检查。外部检查后未发现异常现象。

  同时积极与制造厂家上海汽轮厂联系,商定、落实处理方案。1月26日利用#6机组调停的机会,对系统进行全面的加热处理,先后经过定冷水放水、换水--加热--启动定冷泵循环--降温--开启人孔放空气溢流、系统停运清理水箱等过程。换水处理后水样检测合格,全面检查后系统投入运行。

  定冷水中如含油将致使定冷水pH值下降,发电机空心铜线棒将会长期浸泡、运行于含氧、微酸性的定冷水中,极易被腐蚀。部分铜腐蚀物在线棒的内表面沉积,使线棒换热能力下降,造成发电机线棒过热,严重时腐蚀产物可能会堵塞空心线棒,造成线棒烧损、发电机损坏等严重事故。一旦发生事故,发电机更换线棒需耗费大量的人力、物力、财力,这与机组经济、稳定运行完全背道而驰。

  定冷水中含油还将导致定冷水处理混床树脂的污染,影响水处理能力,严重时会导致树脂失效、定冷水电导率超标,这同样严重威胁到发电机的安全可靠性。

  同时,定冷水中含油还可能导致测量电极的污染,影响机组正常运行的数据检测,并对机组的检修产生误导,致使欠修或过修。

  该机组的定冷水箱补水水源有两路:一路是凝补水箱的存水,其为正常的补水水源,水箱内的凝补水经凝补水泵升压后送入定冷水箱;另一路是凝结水,该路水源为定冷水的补水水源。因凝补水采用加氨处理,对定冷水的电导率有一定的影响,故一直未采用;而作为唯一补水水源的凝补水不存在油渗漏的可能,因此排除定冷水的补水水源中有油渗漏。

  联系运行人员查询加油记录,定冷水泵运行约半年时间,基本未做加油工作,且现场观察油位指示正常,而定冷泵泵轴承润滑介质为润滑油,泵体采用机械密封,泵的进、出口均为正压方式,油脂不可能进入定冷水系统,因此排除轴承润滑油污染补水。

  因发现定冷水中油花类似润滑油,与发电机相关联的润滑油有两种:发电机轴承润滑油和发电机密封油,二者均为同种汽轮机润滑油。而机组正常运行时轴承润滑油压力仅有0.13-0.14MPa左右,小于定冷水压力,排除轴承润滑油渗漏可能性。

  发电机密封油压正常情况下均大于氢压84kPa左右,密封油渗漏进入发电机存在可能性。机组正常运行时,#6机组氢压维持在0.42-0.45MPa,定冷水压力一般在0.35-0.36MPa,发电机内氢气压力高于定冷水压力。由于发电机线棒采用焊接接头,通过聚四氟乙烯短管与汇水管接头连接,短接一般使用卡箍连接,严密性与焊接街头相比较差,少量的氢气从不严密处漏入定冷水箱是存在可能性的,且本机组允许定冷水箱内的漏氢量为0.42m3/d;同时定冷水箱使用充氮隔离空气。

  现场检查表明充氮压力表及煤气表显示均在正常范围内。考虑到密封油渗漏进入定冷水系统必须有个必要条件,即发电机内的汇水管下部积油淹没水管或线棒接头才有可能导致系统中进油,但是现场检查浮子检漏仪均未发现存油现象,因此可以排除密封油渗漏进入定冷水系统的可能[1]。

  在机组设计之初[2],为了防止定冷水压力大于氢气压力,本机组设置有氢水差压变送器,该变送器两测点分别取自#8瓦空侧密封进油管压力及定冷水进入发电机汇水管前压力,而远方DCS系统画面显示有差压指示及报警,但不作保护。如图2、图3所示。

  氢水差压开关(如图4所示)的作用是保证机组正常运行时发电机内氢气压力大于定冷水压力,防止定冷水漏入发电机而引起发电机损坏等非停事故,其报警定值设置为0.035MPa。氢水差压开关位于汽机房13.7米发电机励侧防护罩中,一侧接定冷水进水管,另一侧接发电机消泡箱回油管(以消泡箱回油压力等同发电机内氢气压力),关闭发电机氢水差压开关两侧进口阀门,拆开氢水差压开关定冷水侧接头,发现有油存在,由此可证明氢水差压开关内部膜片已击穿损坏,发电机密封油由此膜片穿孔进入定冷水系统中。

  结合发电机厂针对本机组定冷水中进油情况的答复与建议[3],利用#6机组调停,对#6机定子冷却水系统进行全面的清洗换水处理,并更换已被污染的定冷水滤网滤芯(如图5所示)。定冷水采用厂母蒸汽进行伴热,以提高定冷水温度,较高的水温有利于系统的清洗(如图6所示);同时启动定冷泵打循环,并开启定冷水箱顶部溢流,将浮在水箱内定冷水表面的油污及时通过溢流管(如图7所示)排出。通过反复的加热、循环、溢流和换水,定冷水水质化验合格,定冷水系统已具备投用条件。

  通过对相关的油系统排查与探究,确定了导致该机组发电机定子冷却水系统水中进油的原因为:发电机密封油通过氢水差压开关内部膜片破损处渗漏进入定冷水系统。经更换氢水差压开关,定冷水系统进行加热、循环、溢流、放水等处理后,定冷水水质经检测已达到机组正常运行要求。定冷水系统作为机组最重要的辅机系统之一,其安全可靠性起着至关重要的作用,此定冷水系统进油的分析和处理,对同类型机组的异常处理也有一定的借鉴意义。

  [1] 余建华,发电厂电气设备及运行[M],北京,中国电力出版社,2009

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