650MW發電機進密封油分析

【摘要】本文結合單流環密封油系統的特點，并針對某電廠實際運行中出現的發電機進油問題，闡述了影響發電機進油的因素以及防范的途徑，通過一系列的防范措施，得到了很好的控制，為保證機組的穩定性、安全性起到了良好的效果。

【關鍵詞】油氫差壓；進油；措施

1.概述

某電廠發電機為東方電機股份有限公司生產的QFSN-655-2-22A三相同步汽輪發電機。發電機額定容量728MVA，額定輸出功率655.2MW，采用水氫氫冷卻方式：定子線圈（包括定子引線）直接水冷，轉子線圈直接氫冷，轉子本體及定子鐵芯氫冷，定子出線氫內冷。密封油系統采用單流環式密封。

發電機密封油系統采用單流環式，密封油經中間油孔沿軸向間隙流向空氣側和氫氣側，形成了油膜起到了密封潤滑作用，然后分兩路（氫側、空氣側）回油。

2.單流環密封油系統及主要設備

2.1密封油系統圖及正常運行方式

密封油系統原理簡圖如圖1所示：

在正常運行方式下，汽輪機來的潤滑油進入密封油真空箱，經主密封油泵升壓后由差壓調節閥調節至合適的壓力，經濾網過濾后進入發電機的密封瓦，其中空氣側的回油進入空氣析出箱，氫氣側的回油進入氫側回油擴大槽后再向下流入浮子油箱，而后依靠壓差流入空氣析出箱。

2.2油氫差壓閥

油氫差壓閥為隔膜閥，其上部位連接發電機氫壓，下部位連接密封油油壓，通過螺母設定恒定的差壓值，差壓閥根據發電機內氫壓的變化，自動調整進入發電機的密封油油壓，維持油氫差壓的穩定。其正常的范圍在0.036～0.076Mpa。

2.3浮子油箱浮球閥

浮子油箱內置浮球閥，油位逐漸上升時，浮球閥逐漸開大直至全開；油位逐漸降低時，浮球閥逐漸關小直至全關。當浮球閥卡澀時，易出現油位過高或過低甚至看不到的現象。油位過高，說明浮球閥未有效地打開，有可能造成擴大槽油位的異常升高；油位過低，說明浮球閥未有效地關閉，有可能造成氫氣大量外排，引起機內壓力的下降。出現上述情況，應當振打浮球閥，無效時隔離浮球閥，暫時使用旁路閥進行調節，并通過玻璃油位計觀察油位。

3.發電機進油因素分析

發電機進油的實質即是密封油進油量大于回油量，從而造成浮子油箱滿油，進而回油擴大槽滿油，當回油擴大槽滿油后，油就進入發電機的底部。

3.1發電機密封瓦。當發電機密封瓦的間隙變大時，會導致發電機密封瓦的進油量偏多，則密封瓦氫側的回油量就偏多，從而造成進油的可能。3.2油氫差壓閥。假如油氫差壓閥工作不正常，當油氫差壓值偏小時，油壓密封不住氫壓，導致發電機內氣體泄漏；當油氫差壓偏大，就會導致發電機的進油量偏大，從而造成發電機進油。3.3浮子油箱浮球閥。當浮球閥卡澀不能正常工作時，就會導致回油不暢，從而導致浮子油箱、回油擴大槽滿油，進而發電機進油。3.4發電機膛內壓力。發電機正?；赜偷膭恿σ皇且揽炕赜蛿U大槽與空氣析出箱的高度差，二是依靠發電機膛內的壓力壓迫回油。在設計上高度差保證發電機內無壓（大氣壓）的狀態下回油通暢。3.5密封油系統管路或閥門堵。密封油系統管路或閥門堵將會造成回油的不暢，從而引發發電機進油。

4.發電機進油原因分析

發電機進行氣體置換時，隨著發電機膛內壓力下降，由于差壓閥調節能力不夠，致使油氫差壓開始增加，進入氫側密封油量成比例增加，在密封瓦與軸頸之間隙的射流強度也增加，對氫側擋油環也形成一定的壓力，密封油容易發電機。在發電機進行氣體置換的時候，隨著膛內壓力的變低，浮子閥逐漸全開，這時假如沒能及時開啟浮子油箱的旁路手動閥，勢必造成發電機進油。在系統設置上，回油擴大槽與浮子油箱之間有一連通閥。此閥門的作用在于連通發電機內壓力，保證回油的動能。假如此閥不是在開啟狀態，就不能保證浮子油箱內的壓力，造成發電機進油的可能。

5.防止發電機進油的措施

5.1密封油系統和氫氣系統各閥門狀態的正確性對防止發電機進油至關重要。5.2隨著發電機膛內壓力降低，通過開大密封油泵出口母管的再循環閥，降低密封油泵出口的壓力，保證密封油差壓調節閥工作的正常。5.3時刻關注密封油差壓調節閥的調節值，保證差壓正常。當發電機膛內壓力較低，差壓調節閥跟蹤調節不好時，應該及時切至旁路手動調整。5.4定期或在氣體置換前進行氫側回油流量的測定，以檢驗密封瓦間隙是否正常。測定方法是關閉浮子油箱出口閥，測出油位從浮子油箱中心線上升5cm所需的時間（按秒計），然后計算，即得兩個密封瓦氫側油量。按照廠家給出的數據，油位從中心線上升5cm的油量相當于15.2L。假設測得的時間為t1秒，則每分鐘氫側油量為15.2*60/t1（L/S），以此流量與廠家設計參數或前一次測定值進行對比，即可了解密封瓦所處的狀態是否正常。5.5在保證密封瓦進油量穩定后，當機內壓力降到0.05 MPa左右要及時將浮子油箱切到旁路運行。盡量減小回油管路中的阻力，加強回油。5.6定期或在氣體置換前進行回油擴大槽油水檢漏計和發電機套管箱及底部油水檢漏計的試驗工作，以檢驗檢漏計是否正常。5.7氣體置換過程中，雖然在發電機膛內壓力越低的情況下越節省工質，但是最好保證發電機膛內壓力在0.03MPa左右。5.8避免發電機膛內壓力快速下降的情況出現。5.9氣體置換過程中，應加強回油擴大槽油水檢漏計、發電機套管箱及底部油水檢漏計、主機油箱油位的監視。若發現異常應及時停止操作，并加強系統相關閥門的檢查，及時阻止發電機進油。

6.結束語

密封油進入發電機內，將直接導致發電機絕緣腐蝕、老化，如果未及時排出，油在機內蒸發產生油煙蒸汽，其危害是十分大的。它將對發電機護環產生腐蝕作用，并溶解和凝聚其它有害元素，使機內構件產生表面凝露，使轉子護環受產生附加應力而導致裂紋等危害，同時對發電機定子絕緣的影響也很大，油中的水分運行中蒸發為水蒸汽，使微細擊穿點之間氫氣介質導電率升高，水汽吸附在絕緣層上，威脅發電機定子絕緣，誘發發電機絕緣事故。運行中必須預防發電機進油事件的發生，維護安全穩定的生產運行。

參考文獻

[1]代云修，張燦勇編.《汽輪機設備及系統》出版社：中國電力出版社，出版時間：2006-02-01

[2]華東六省一市電機工程（電力）學會 《汽輪機設備及其系統》出版社：中國電力出版社，出版日期：2006-11-01

作者簡介

陳阿小，男，華潤電力（海豐）有限公司。