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发电机浮球阀卡涩导致的漏氢非停事故

某公司1号660MW 配套汽轮发电机组,发电机为QFSN-660-2-22 型隐极式、二极、三相同步汽轮发电机,选用水、氢、氢冷却方法。发电机密封油体系密封瓦选用单流环方法,体系由2台沟通主油泵、1台直流事端油泵、密封油回油扩展槽、浮子油箱、空气抽出槽、排烟风机、压差调节阀、滤油器、真空油箱、真空泵、再循环泵、外表箱等部件组成。


1. 事端经过及原因剖析


(1)事端经过


8 月25 日13:30,1 号机负荷升至660MW,机组运转参数安稳,氢压436kPa,发电机密封油体系运转正常,氢油差压83kPa。14:15,1 号机组光字报警“发电机漏氢”,发电机汽端、励端回油漏氢含量点由零敏捷上升到3.9%,到达报警值报警。发电机氢气压快速下降,汽机房13.7m发电机汽端和励端呈现明火,密封油防爆风机排烟口也呈现明火,运转人员当即损坏真空停机,并对发电机紧迫排氢,发电机氢压降至48kPa 左右后进行充CO2 置换,经现场人员补救,柴油发电机两头明火熄灭。因为及时发现,采纳办法妥当,本次事端只烧损了部分热工电缆及丈量探头,未形成汽轮机油体系着火以及氢气体系爆破的严重设备损坏事端。


(2)发电机很多漏氢着火原因剖析


查看发现,密封油浮子油箱浮球阀在全开位卡死,浮子油箱处“油封”损坏,形成发电机内氢气从回油扩展槽很多漏至空气抽出槽。因为漏氢量较大,防爆风机来不及将氢排出,空气抽出槽内氢气经过两头回油管道回来至发电机汽、励两头,再经过发电机大端盖从轴端外漏,一起形成7,8 号瓦回油不畅,很多氢气带着润滑油回油从发电机大端盖喷出,终究形成7,8 号瓦处氢气及润滑油外漏。发电机很多漏氢途径见图1。




氢气在高流速下,易与管道冲突发作静电,氢气遇到静电后极易发作着火或爆破。《GB 50177—93 氢氧站规划标准》要求,在管道中“氢气工作压力为0.1~1.6MPa,在不锈钢管中最大流速可为25m/s”。核算该1 号机组漏氢停机事端期间发电机漏氢速率,部分时段漏氢速率到达约25m3/min,换算为密封油防爆风机排烟口最大氢气流速可达150m/s,大幅超越了国标规则的氢气安全流速。可见额外氢压运转的发电机组浮子油箱处油封损坏后,假如此刻浮球阀卡在较大开度时,发作氢气着火、爆破几乎是不可避免的,遇到此类事端有必要当即打闸停机。


2. 密封油浮子油箱浮球阀卡涩原因剖析


事端发作后,对密封油浮子油箱浮球阀进行了查看,发现浮球阀卡死在开位,手摇不动,查看阀体内未发现异物,阀芯橡胶密封圈无缺。阀芯导向和阀盖导向活塞处有显着卡涩磨损痕迹。查看发现油箱底部有较多橡胶、油漆皮等非金属颗粒。经与现场运转人员了解得知,该1 号机组浮子油箱浮球阀毛病前,油箱有周期性异音,一起伴有浮子油箱油位周期性动摇,油位上、下动摇起伏最大时可达30mm。与密封油体系完全相同装备的2 号机组比照,2 号机组密封油浮子油箱无异音,油箱油位只要几个毫米的小幅动摇。2015 年3 月,运用1,2 号机组一起停备的机会对两台机组浮子油箱浮球阀崩溃,经比照后发现,浮球阀在要害部位存在显着差异,然后判别形成1 号机组浮球阀卡涩的首要原因有下几点:


(1)浮球阀制作工艺存在缺乏


该1 号机组密封油浮子油箱浮球阀阀芯原料为不锈钢,经比照2 号机组浮球阀发现,阀体内孔与阀芯结合面有一层厚度约5mm 的铜质内衬套,因为单油环密封油体系浮子油箱浮球阀长时间处于频频调整状况,阀芯与阀体内孔处金属外表频频发作碰磨,而铜质地较软,可有用地保护阀体及阀芯。该1 号机组浮球阀阀体内孔与阀芯外表原料相同,均为不锈钢原料,相同硬度的金属长时间重复碰磨,必定形成阀芯外表磨损,终究形成浮球阀在全开位卡涩,是引发该1 号发电机很多漏氢停机的首要原因。


(2)机组装置及大修后,对密封油体系回油管路大流量冲刷不完全


查看机组近3 年汽轮机润滑油、发电机密封油油质监测陈述,未呈现过油质超支现象。一起该机组密封油供油管路设置20 意图滤网,可见固体杂质不是来自密封油供油体系及管路。而追溯最近一次密封油体系检修发现,橡胶、油漆皮等颗粒物首要来自7,8 瓦润滑油回油,来自密封瓦装置以及发电机内、外端盖装置后的密封胶以及发电机外端盖,机组装置及大修后对密封油体系回油管路大流量冲刷不完全,形成密封油浮子油箱内堆积较多非金属颗粒物。


(3)浮子油箱内部密封油进油口安置不合理


在密封油浮子油箱内部查看过程中还发现,该1 号机组浮子油箱密封油进油口安置不合理,油箱进油口正对浮球阀球体,密封油体系运转期间油流对浮球阀形成接连冲击力,此冲击力方向垂直于阀芯活动方向,增大了阀芯与阀体间的冲突,然后加快了阀芯的磨损。比照Alstom 公司规划的密封油浮子油箱内部规划可发现,Alstom 公司在回油口装设了挡油板,有用避免了密封油进油对浮球阀形成的冲击。


3. 避免浮子油箱浮球阀卡涩及反常扩展的运转办法


发电机单油环密封油体系浮子油箱浮球阀卡涩,将形成发电机进油或发电机很多跑氢的严重反常,鉴于单油环密封油体系的这一薄弱环节,在体系改造晋级未完成之前,为了辅导运转人员及时发现密封油浮球阀运转中呈现的反常,避免浮子油箱浮球阀卡涩形成事端扩展,可采纳以下办法:


(1)要点做好密封油浮子油箱浮球阀选型及日常保护,确保密封油体系要害阀


门牢靠运转。密封油浮子油箱浮球阀在单油环密封油体系中归于十分中心的重要阀门,浮球阀发作卡涩必定引起发电机很多进油或很多漏氢的严重后果,此类阀门在选型、检修保护、日常运转均需求要点对待,发现不符合标准的阀门应尽早替换,挑选运用牢靠性高、不易发作卡涩的阀门是避免严重事端发作的要害。


(2)加强点检定修保护办理。注重发电机密封油体系、密封瓦等部件装置、检修后,对发电机轴承润滑油、发电机密封油回油体系死角的整理,做好密封油进、回油体系的大流量冲刷,避免体系很多留传杂质形成浮球阀卡涩。逢机组停备要对浮子油箱浮球进行查看。逢机组检修,应对密封油体系真空油箱、浮子油箱、空气抽出槽、滤网等进行查看和整理


(3)加强油质监督办理。定时检验汽轮机润滑油、密封油供油,确保回油体系油质合格。


(4)针对密封油浮子油箱浮球阀运转期间有异音或浮子油箱液位有较大动摇的机组,主张对密封油浮子油箱出口门进行节省,避免严重反常发作。经过该1 号发电机很多漏氢事例能够发现,浮子油箱“油封”损坏后,发电机漏氢速度十分快,乃至超越了事端排氢阀全开后的排氢速度。为避免浮球阀再次在全开位卡涩形成很多漏氢,现场进行了以下实验:发电机额外氢压、密封油氢油差压状况下,将密封油浮子油箱出口门逐步关小,关小至约10%开度时,浮球阀调整仍能满意正常运转需求并有必定余量。实验阐明浮球阀自身规划考虑了发电机各种氢(风)压工况下,不同密封回油差压下浮球阀的调整才能。而机组正常运转期间,发电机风压根本维在持430~450kPa,因而机组正常运转期间,可对密封油浮子油箱出口门进行恰当节省,可有用避免浮球阀在全开位卡涩情况下发电机氢气很多溢出,有用避免瞬间氢气漏氢量过大形成氢气着火,为运转人员进行事端处理争取时间。但在节省方法下运转时,应注意在发电机风压非额外情况下需进行盯梢调整。


(5)在密封油浮子油箱上装设能够长途监督的液位计,设置发电机漏氢速率大光字报警,为运转人员供给判别浮子油箱反常的牢靠根据。一起定时进行浮子油箱浮球阀液位扰动实验,验证浮球阀在变工况下的调整才能。


(6)针对单油环密封油体系浮子油箱存在的安全隐患,定时展开训练、演练和总结。


4. 定论


密封油体系真空油箱、浮子油箱等浮球阀因安置在油箱内部,机组运转期间简单忽视其重要性,但从现场事端事例可发现,一旦这些浮球阀发作毛病,形成的影响很大。密封油体系要害阀门的选型、检修保护、运转方法挑选应作为生产过程的重要环节进行监督,密封油体系呈现的一些小反常应引起现场技术人员的高度注重,因小反常往往背面隐藏着严重安全隐患。发电企业的运转人员,发作发电机很多漏氢着火事端时,应严格执行规程、反措,当即停运机组,避免主设备损坏。