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        燈泡貫流式機組油系統流量計應用探索

        發布時間:2020-01-04 19:21:58 瀏覽:

        1 概述

        電站單機容量為10.42MW,在燈泡貫流式機組中屬中小型,機組中心高程為EL22.3m,低位油箱布置于EL13.7m層,高位油箱布置于EL44.7m層,玻璃轉子流量計布置于EL30.0m層。機組試運行及投運期間,玻璃轉子流量計多次發生連接法蘭滲油、玻璃管破裂現象,經過幾年來的機組檢修維護處理,流量計滲油漏油問題依然存在,最后經過相關數據分析和市場調研,采用金屬流量計對其進行了替換,此問題得到解決。

        2 原用玻璃轉子流量計介紹

        按圖紙設計要求,采用LZB-50、80型玻璃轉子流量計。其設備構造主要由玻璃錐管、包塑浮子、襯套、上下基座、上下止檔、支承板、前后罩支板、密封圈及密封圈隔膜等組成,如圖1所示。

        工作原理:流體自下而上流經錐管時,流體動能在浮子上產生的升力和流體的浮力使浮子上升,當升力與浮力之和等于浮子自身重力時,浮子處于平衡,穩定在某一高度位置上,錐管上的刻度指示流體的流量值。

        技術參數見表1。

        3 故障原因分析

        3.1 故障介紹

        潤滑油系統運行過程中,玻璃轉子流量計玻璃錐管意外破裂,造成大量漏油;潤滑油系統運行過程中,玻璃轉子流量計密封圈因各種原因產生異常松動或老化,造成不同程度的滲油現象,如圖2所示。

        圖1 玻璃轉子流量計設備構造

        圖1 玻璃轉子流量計設備構造   下載原圖

        表1 玻璃轉子流量計技術參數表     下載原表

        表1 玻璃轉子流量計技術參數表

        自電站4臺機組投運以來,已多次發生玻璃轉子流量計玻璃錐管破裂,造成大量漏油。電站首批安裝投入使用的玻璃轉子流量計(主要用于貫流式機組正推力瓦、反推力瓦、徑向軸承、水導軸承供油,每臺機4個,電站4臺機組共16個),目前僅有一個還可投入使用,其余流量計均已更換且再次出現不同層次的問題。

        圖2 潤滑油系統運行過程中玻璃轉子流量計漏油

        圖2 潤滑油系統運行過程中玻璃轉子流量計漏油   下載原圖

        3.2 問題原因分析

        3.2.1 玻璃錐管破裂原因

        (1)材質方面。玻璃屬于脆性斷裂,斷裂前沒有明顯的拉伸變形。一般玻璃在安裝時候會預留一定膨脹空間,否則極易因熱脹冷縮產生破裂。而按照玻璃轉子流量計結構,玻璃錐管在出廠時,由前后罩支板和上下基座螺栓配合鎖緊固定,無任何熱脹準縮空間,而機組長期停運后,一般開機前提前將潤滑油系統投入,對油進行循環檢查,檢查合格后進行開機相關工作,在機組開機時,各軸瓦的瓦溫會逐漸上升,直至達到機組正常瓦溫,而在這整個溫升的過程中,玻璃錐管是否會因內外溫度不一致,產生熱脹冷縮造成破裂值得考慮。

        (2)耐壓方面。LZB-50型玻璃轉子流量計額定耐壓為0.6MPa,LZB-80型玻璃轉子流量計額定耐壓為0.4MPa。電站EL13.7m層低位油箱油泵出口壓力經泄壓后調整為0.4~0.45MPa(設計為0.8MPa),潤滑油由EL13.7m層低位油箱潤滑油泵增壓后,潤滑油由低位油箱通過系統管路供至44.7m層高位油箱,途中在EL30.0m層設有三通管路,另一路則直接供油到機組各軸承潤滑系統。因系統管路沿途未設計壓力表,所以在系統運行時,玻璃轉子流量計所承受壓力無法確定,是否存在壓力過大直接造成玻璃錐管破裂值得思考。如在EL30.0m層不布置三通,軸承供油管直接從高位油箱處開孔取油,因高位油箱設置有油呼吸器,故軸承供油管路應可定義自流供油,是否可以起到減少系統管路的供油壓力值得考慮。

        3.2.2 密封滲油原因

        由圖1可知,密封布置于玻璃錐管的頭尾側端頭和頭尾側周向共4處,對玻璃錐管進行密封。從結構可以看出,玻璃錐管和上下基座無任何固定組合,密封是否嚴實直接取決于上下基座安裝與前后罩支架的配合。而在我們的安裝或者檢修過程中,如在設備與管路法蘭連接時,上下法蘭的對齊情況、管路與設備組合尺寸偏差、組合螺栓的擰緊程度,將直接影響玻璃轉子流量計的密封性能。同時在機組運行時,系統管路會隨機組產生微量震動,而此處管路在設計時無任何減震措施,如在玻璃轉子流量計兩端增加軟連接,是否會起到一定的減震作用,以減少密封的受力情況。

        4 改造相關建議

        據同類型電站小璇電站工作人員介紹,小璇電站至投運以來,玻璃轉子流量計使用情況較好。隨即本站進行了相關采購安裝,在安裝中,發現該廠所生產的LZB-80型玻璃轉子流量計法蘭尺寸偏小,無法與本站現有管路及閥門裝配。經與廠家聯系,得知其生產的流量計所用法蘭為0.6MPa等級法蘭,而本站所用法蘭、閥門均為1.6Pa耐壓等級,如要更換,必須一起更換管路法蘭和對應閥門,而在系統中使用0.6 MPa等級的閥門又將成為一處重要隱患。

        基于上述分析,如果更改管路取油口(需在EL30.m層和EL44.7m高位油箱布置供油管路)、增加軟連接(需在供油主管、支管共計5處增加軟連接)等,均需對系統管路進行大改,且玻璃轉子流量計本身材質問題也很多,一旦改造完成之后仍因溫度變化等原因再改造導致破裂發生,將得不償失。經市場調查,發現一種金屬管浮子流量計可以替代玻璃轉子流量計。金屬管浮子流量計主要有2部分組成:傳感器和指示器。傳感器主要有法蘭、測量管、錐管、浮子和上下導向器組成;指示器主要有磁耦合系統、電遠傳系統、指示盤、指針和殼體組成。結構如圖3所示。

        其工作原理為:浮子內嵌一根磁鋼,指示器中有磁耦合系統與之形成磁關聯,池浮子在測量管中上下移動時,指示器中的磁耦合系統會帶動指針移動。利用磁傳感器檢測并轉換成電信號,經電路板處理后顯示瞬時和累計流量,指針在指示盤上指示瞬時流量。

        5 改造方案及分析

        (1)設備選型。據與金屬管流量計廠家聯系,金屬管流量計DN50型耐壓為4.0MPa;DN80型為1.6MPa,滿足系統要求。

        圖3 金屬管浮子流量計結構

        圖3 金屬管浮子流量計結構   下載原圖

        (2)材質對比。金屬管流量計通體為不銹鋼結構,可與管路法蘭直接組合裝配,避免了玻璃轉子流量計溫度變化破裂的可能。

        (3)密封對比。金屬管流量計內部無其他密封結構,解決了玻璃轉子流量計內部密封滲油問題。

        (4)尺寸匹配。其配套的法蘭尺寸與本站現用1.6MPa等級法蘭尺寸相同,滿足安裝要求。設備總體高度為250mm,相比之前流量計(高度500~650mm)節約空間。

        (5)設備安裝。金屬管流量計自帶儀表一個,安裝時需保持儀表朝向相同,需對管路法蘭及閥門法蘭進行配割調整,安裝更換工作建議在機組年度檢修時實施。

        (6)功能選用。金屬管流量計工作電壓可選用12~36VDC 4~20mA兩張制、220VAC 50Hz交流供電、電池供電??紤]該流量計僅為現地檢查流量所用,該系統其他位置布置有流量開關、壓力變送器等原件,擬暫不使用其遠程輸出信號功能,為此,建議使用電池供電(廠家介紹單組電池可用1a),定期更換電池即可。

        6 結語

        (1)就玻璃轉子流量計而言,其絕大部分僅適用于水、氣介質系統,主要起到觀測、流量調整作用,但受其本身結構和材質約束,其抗壓性著實較差,安裝尺寸及工藝較為苛刻(曾出現正常拆裝玻璃管意外破裂現象),使用在電站帶壓的油系統是否適合值得深思。

        (2)玻璃轉子流量計與金屬流量計二者對比,金屬管流量計優點主要是在結構材質及抗壓方面,其各項參數指標完全能夠勝任電站潤滑油系統的各項需求。唯一不足就是金屬管流量計不能實現肉眼觀測油色功能,而這一不足可在低位油箱、高位油箱布置油杯給予解決。

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