某1000MW發(fā)電機勵端軸瓦油檔甩油原因分析與處理

邢志剛

摘 要：本文通過對某電廠發(fā)電機勵端軸瓦油檔甩油問題的處理，詳細介紹了引起油檔甩油的常見原因，并逐條對照，逐步的進行分析，最終發(fā)現(xiàn)在密封油防爆風(fēng)機入口管道處存在大量積油，導(dǎo)致風(fēng)機不出力，軸承箱失去負壓引起油檔甩油，為同類型機組、尤其是新建機組的管道安裝和系統(tǒng)設(shè)置提供了極強的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：油檔；甩油；防爆風(fēng)機；積油；堵塞

中圖分類號：TB857+.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0121-02

1 機組概況

某公司#1機組為新建機組，其發(fā)電機為上海汽輪發(fā)電機有限公司引進德國西門子公司技術(shù)生產(chǎn)的QFSN-1050-2型三相同步汽輪發(fā)電機，采用水氫氫冷卻方式。設(shè)兩個徑向支持軸承。軸承為端蓋式軸承，油檔安裝在發(fā)電機外側(cè)端蓋上，油檔上設(shè)3組共計九道密封齒，密封齒采用聚四氟乙烯材料，每相鄰的兩道密封齒之間均設(shè)有φ4的回油孔。軸承的潤滑油由汽輪機潤滑油系統(tǒng)統(tǒng)一供應(yīng)。發(fā)電機汽、勵兩端各安裝一副單流環(huán)密封瓦。由密封油系統(tǒng)向密封瓦提供壓力略高于氫氣壓力的壓力油，以密封氫氣，同時向密封瓦軸向提供浮動油，使密封瓦在軸向能夠保持自由找正，防止發(fā)生偏斜。浮動油及密封油油空側(cè)的回油與軸承回油一起進入貯油箱，經(jīng)U型隔氫裝置分離后回到汽輪機潤滑油箱，而密封油氫側(cè)回油直接回到氫側(cè)油箱。

2 異常現(xiàn)象

該機組投運初期各軸承箱處均無滲油或甩油現(xiàn)象，潤滑油主油箱負壓為-1500Pa，密封油防爆風(fēng)機入口的負壓也是-1500Pa，均在正常范圍內(nèi)，發(fā)電機兩側(cè)軸承的軸振均在75-90μm之間，略超出報警值（報警值為83μm）。機組投運一個月以后，發(fā)電機勵端軸瓦油檔處開始逐漸出現(xiàn)微量的油花，且勵端油檔處逐步出現(xiàn)積灰，應(yīng)為油跡附著灰塵后沉積形成的油泥。又經(jīng)過將近一個月的運行后，勵端油檔處甩油量明顯變大，大量油霧油檔底部的油封齒處噴至發(fā)電機端蓋上后，匯成油滴流下，用秒表計算，滴油速度約為70滴/分鐘，同時汽端油檔處也有輕微的甩油現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)此問題后，運行人員立即增啟主油箱排煙風(fēng)機和密封油防爆風(fēng)機，希望通過提高軸承室負壓來加強回油，減少甩油量。但是經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，增啟風(fēng)機后主油箱負壓和防爆風(fēng)機入口負壓均無明顯變化，甩油量也未減小。該公司檢修人員開始對甩油問題進行分析，查找原因。

3 油檔甩油的常見原因及分析

（1）油檔間隙調(diào)整不當(dāng)。根據(jù)工作經(jīng)驗，在轉(zhuǎn)速達到3000rpm時轉(zhuǎn)子會有輕微的上浮，因此在初始調(diào)整油檔間隙時，通常是將油檔下部間隙按照制造廠給定標(biāo)準(zhǔn)的中下限來執(zhí)行，這樣等機組運行以后，油檔下部的間隙就會達到給定標(biāo)準(zhǔn)的中間范圍。如果初始調(diào)整時就將油檔下部間隙調(diào)整過大，運行時下部間隙就會進一步增大而導(dǎo)致漏油。但是，如果油檔間隙調(diào)整過小會使油檔齒與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生摩擦，造成軸承振動大，運行一段時間后軸頸與油檔之間間隙增大，使油擋在運行中實際上失去密封作用，最終導(dǎo)致軸承室潤滑油外泄。經(jīng)過對基建安裝記錄的查詢，制造廠給出的油檔下部間隙為0.1mm，實際測量數(shù)據(jù)也是0.1mm，在合格標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。而且該機組在啟動初期沒有甩油現(xiàn)象，說明油檔間隙不存在異常。

（2）密封瓦損壞，導(dǎo)致氫側(cè)的密封油大量泄漏至軸承箱，使該處的回油量變大，回油不及導(dǎo)致從軸徑處甩出。經(jīng)過對密封油系統(tǒng)和氫氣系統(tǒng)的排查，發(fā)現(xiàn)氫壓穩(wěn)定，密封油泵出口壓力、油氫差壓、密封油流量等均處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有明顯變化，因此可以排除此項。

（3）軸承回油管布置不合理或管口堵塞，造成回油不順暢，使大量的油無法正?；氐接拖鋬?nèi)，從軸徑處甩出。經(jīng)過觀察回油窗處油流順暢，流速正常，沒有明顯的堵塞現(xiàn)象，而且機組投運初期運行正常，可以排除回油管堵塞的問題。

（4）油檔回油孔孔徑偏小或堵塞。油檔下班側(cè)通常開有幾個小的回油孔，但正常運行中，由于孔徑偏小或孔數(shù)量不足而來不及泄油，就很容易沿著軸頸向油檔外部甩油。而且由于軸承箱內(nèi)是負壓狀態(tài)，容易進入灰塵等，若在回油孔處聚集，形成油泥堵塞回油孔，將會造成回油不暢，使大量的油積聚在油封齒上，順著軸徑甩出。通過上圖的照片可以看出，該油檔設(shè)計的回油孔較多，而且在基建期間為了防止回油不及還專門對回油孔進行了擴孔，將回油孔的直徑從4mm擴至6mm，因此回油孔徑偏小的問題可以排除。鑒于當(dāng)時發(fā)電機勵端端蓋上已有大量的油泥，重點懷疑部分回油孔被堵塞，導(dǎo)致回油不暢。由于當(dāng)時機組在運行中，這一問題無法得到驗證，只能待檢修機會進行驗證。

（5）排油煙裝置在功率、風(fēng)量、排煙管口徑等方面的設(shè)計上存在不合理性，或出力方面存在異常，不能滿足軸承箱對微負壓的要求，使油檔間隙偏大的個別軸承箱無法維持負壓，導(dǎo)致回油不及向外甩油。由于該機組在投運初期油檔處均無甩油現(xiàn)象，且該系統(tǒng)的風(fēng)機在其他電廠機組上得到了廣泛的應(yīng)用，因此可以排除功率、排煙管口徑等方面的問題。但是，在運行人員增啟主油箱排煙風(fēng)機和密封油防爆風(fēng)機后兩處的負壓均無明顯上漲，這是不對的。經(jīng)熱工人員檢查發(fā)現(xiàn)，主油箱負壓變送器的量程只有-1500Pa，因此該處無變化，而防爆風(fēng)機入口的負壓顯示是正確的，這說明防爆風(fēng)機處存在問題。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，密封油防爆風(fēng)機排煙管處無明顯的油煙排出，因此懷疑密封油防爆風(fēng)機排出口可能存在堵塞。

4 對密封油防爆風(fēng)機的排查

（1）對#1密封油防爆風(fēng)機出口濾網(wǎng)解體檢查，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)異常干凈，檢查入口濾網(wǎng)也是如此，這說明防爆風(fēng)機進、出口處基本沒有油煙通過。

（2）使用內(nèi)窺鏡對風(fēng)機集裝裝置的管路進行檢查，發(fā)現(xiàn)運行風(fēng)機（#2風(fēng)機）出口逆止門幾乎沒有開度，這再度證明通過風(fēng)機的風(fēng)量很小，使其難以持續(xù)的、大幅度的將逆止門頂開。

（3）通過以上兩步的檢查，基本可以確定防爆風(fēng)機處的通流量極小，開始懷疑是風(fēng)機轉(zhuǎn)向異常，但是風(fēng)機入口處壓力顯示是-1500Pa，這證明風(fēng)機本身的出力是沒有問題的，那么應(yīng)該是在風(fēng)機入口段存在堵塞現(xiàn)象。經(jīng)檢查確認風(fēng)機入口總管法蘭處通暢無異常。

（4）通過對異常甩油變化趨勢的分析發(fā)現(xiàn)，甩油現(xiàn)象是逐步發(fā)展的、逐步變大的，且經(jīng)過的時間較長，再加上風(fēng)機出入口處檢查情況，分析是由于風(fēng)機入口管段存在U型彎，經(jīng)長期運行后大量油煙凝結(jié)聚集在入口管道底部，最終堵住了風(fēng)機的入口，使發(fā)電機汽、勵端軸承箱內(nèi)無法建立負壓。而防爆風(fēng)機入口處負壓卻顯示正常，但由于空間有限，風(fēng)量不足，排出的風(fēng)無法將出口逆止門頂開，防爆風(fēng)機相當(dāng)于處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了驗證這一分析，檢修人員在風(fēng)機入口管的最低處鉆開一個小孔，發(fā)現(xiàn)有大量的積油流出。待管道內(nèi)積油放盡后觀察防爆風(fēng)機出口處明顯有油煙冒出，且勵端油檔處甩油量明顯減小。約2小時后勵端油檔處甩油現(xiàn)象完全消失。

5 分析及結(jié)論

根據(jù)對潤滑油系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)的排查，發(fā)現(xiàn)由于U型隔氫裝置的存在，主油箱排煙風(fēng)機是無法對到發(fā)電機軸承室起到抽吸作用的，因此汽、勵端軸承室的負壓只能靠密封油防爆風(fēng)機來建立和維持。而該機組中防爆風(fēng)機入口負壓測點只反映出了風(fēng)機入口處的負壓值，卻無法真實反映軸承箱內(nèi)負壓情況，這給問題的分析和處理造成了一定的干擾。

由于潤滑油溫度較高，經(jīng)長期運行后防爆風(fēng)機入口管道處油煙大量凝結(jié)聚集，會造成防爆風(fēng)機不出力，軸承箱失去負壓，引起軸承室回油不暢，進而引起甩油；有鑒于此，在基建安裝期間該風(fēng)機入口段管道就應(yīng)采取一定的坡度，使凝結(jié)產(chǎn)生的積油能匯集到最低點，同時在最低點設(shè)置排污沉積器，在運行期間定期對管道積油進行排放，從而避免入口管道發(fā)生堵塞，確保風(fēng)機的出力正常，保證油系統(tǒng)的安全運行。

該公司油檔甩油的現(xiàn)象較為典型，由于是新投產(chǎn)機組，系統(tǒng)設(shè)置和測點布置還不夠成熟、完善，通過一系列的排查分析，最終發(fā)現(xiàn)是防爆風(fēng)機入口積油堵塞引起的問題，并成功的消除了該項重大隱患。這為同類型汽輪機組提供了很好的經(jīng)驗，尤其是新建機組，在管道安裝和系統(tǒng)設(shè)置上值得借鑒。

參考文獻

[1]趙博，1000MW級發(fā)電機操作和維護手冊[J].上海發(fā)電機廠，2014.12.endprint