200MW 發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)油原因分析及防范措施

湯 剛

（徐州華美坑口環(huán)保熱電有限公司 江蘇 徐州 221141）

1 密封油系統(tǒng)介紹

徐礦阿克蘇電廠裝有兩臺東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的CC200/169-12.7/1.0/0.35/535/535 型汽輪機(jī)配套有東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的QFSN-200-2型汽輪發(fā)電機(jī)。 發(fā)電機(jī)密封瓦是雙流環(huán)式瓦，其供油系統(tǒng)有兩個各自獨(dú)立而又互有聯(lián)系的油路組成。 向密封瓦空氣側(cè)供油，密封油與空氣接觸的一側(cè)油路稱為空側(cè)油路。 向密封瓦氫側(cè)供油，密封油只與氫氣接觸的一側(cè)油路稱為氫側(cè)油路。

空側(cè)油路：主工作油源取自汽機(jī)軸承潤滑壓力油，備用油源取自汽機(jī)主油箱。 空側(cè)油路設(shè)有二臺交流泵，一臺直流泵，其中交、直流泵各一臺作為第一、第二備用泵。當(dāng)主油源因某種原因斷流時，油泵可從備用油源（汽機(jī)主油箱）吸取工作油。按密封油進(jìn)油油溫提供給油泵的軸承潤滑油，經(jīng)油泵升壓后，通過過濾器除去固態(tài)雜質(zhì)，經(jīng)油氣壓差調(diào)節(jié)閥（下簡稱壓差閥）調(diào)節(jié)至所需壓力，然后進(jìn)入發(fā)電機(jī)兩端密封瓦空氣側(cè)油室， 其回油與發(fā)電機(jī)軸承回油混合后流入專設(shè)的隔氫裝置內(nèi)，再流回汽機(jī)主油箱。

氫側(cè)油路：油泵從密封油箱中吸油，加壓后經(jīng)冷油器、過濾器后再經(jīng)油壓平衡閥（下簡稱平衡閥）調(diào)整到所需壓力后，進(jìn)入密封瓦的氫側(cè)油室，其回油流回密封油箱，如此循環(huán)，形成一個相對獨(dú)立的密閉油路。 (如圖1)

圖1 密封油系統(tǒng)圖

2 發(fā)電機(jī)進(jìn)油的危害

密封油系統(tǒng)的安全一直是電廠運(yùn)行的關(guān)注焦點(diǎn)，密封油系統(tǒng)的好壞不僅影響定子線圈的絕緣性能和壽命，嚴(yán)重時能使絕緣擊穿出現(xiàn)匝間或相間短路，而且也是避免發(fā)電機(jī)漏氫的關(guān)鍵。

（1）發(fā)電機(jī)進(jìn)油后，含水的油滴容易在發(fā)電機(jī)端部線棒絕緣和端部綁扎結(jié)構(gòu)表面構(gòu)成擊穿放點(diǎn)通道， 從而會致使氫氣介電性能惡化，造成絕緣下降，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)的安全。

（2）密封油的泄漏和空、氫側(cè)的竄油，將潤滑油中的水分析出到氫氣中，增大了發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的濕度，這正是大型汽輪發(fā)電機(jī)氫氣濕度高的重要原因之一，也是發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)存在著氫致裂紋的主要原因。 氫氣濕度的增高，也造成了發(fā)電機(jī)的通風(fēng)損耗加大，運(yùn)行效率降低。

（3）空、氫側(cè)密封油的串油使?jié)櫥椭腥芙獾目諝馔ㄟ^油氫交換進(jìn)入發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)中，致使氫氣純度降低，頻繁補(bǔ)排氫，影響了機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 發(fā)電機(jī)進(jìn)油的原因

（1）按照雙流環(huán)密封油密封瓦設(shè)計(jì)原理來講，能夠維持空側(cè)密封油壓與氫側(cè)密封油壓壓力平衡并保證油氫之間的差壓，但實(shí)際運(yùn)行中由于設(shè)備機(jī)構(gòu)和測量等方面很難控制空側(cè)密封油與氫側(cè)密封油壓力的平衡，進(jìn)而造成密封油與氫氣壓力差值達(dá)不到0.04～0.06MPa，其主要原因是氫側(cè)密封油系統(tǒng)平衡閥調(diào)節(jié)精度差，它根據(jù)密封瓦內(nèi)空側(cè)密封油壓自動調(diào)節(jié)密封瓦氫側(cè)油壓，使其始終和空側(cè)油壓相等；但是由于各種原因，油壓平衡不可能做到空氫兩側(cè)密封油壓完全相等，目前平衡閥規(guī)定最大允許壓差為1.5kPa(約150mm 水柱)。在實(shí)際運(yùn)行中由于平衡閥活塞和油缸之間間隙較小，少量雜質(zhì)可能造成活塞的運(yùn)動阻力增大，甚至卡死致使平衡閥調(diào)節(jié)精度變差。 #1 發(fā)電機(jī)組平衡閥經(jīng)常出現(xiàn)在氫壓下降時油壓跟蹤不靈敏， 造成氫側(cè)密封油壓大于氫壓0.06MPa 以上，致使發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

（2）密封油回油不暢對發(fā)電機(jī)進(jìn)油影響非常大，如果氫側(cè)密封油回油不暢，氫側(cè)密封油就會越過油擋進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。 隔氫裝置是為防止空側(cè)回油中可能含有的氫氣進(jìn)入汽機(jī)主油箱而設(shè)置。當(dāng)密封瓦內(nèi)氫側(cè)油竄入空側(cè)或密封油箱排油時，含有氫氣的氫側(cè)密封油和軸承潤滑油一起流入隔氫裝置，氫氣在此分離出來由排風(fēng)機(jī)抽出排至廠房外大氣中，隔氫裝置應(yīng)高于汽機(jī)主油箱，而排煙風(fēng)機(jī)裝置應(yīng)高于隔氫裝置安裝，從排煙風(fēng)機(jī)至隔氫裝置的連接管路應(yīng)有一定的坡降。 然而在實(shí)際安裝中，為了繞開發(fā)電機(jī)勵磁線路，由于空間原因?qū)е屡艧燂L(fēng)機(jī)至隔氫裝置的連接管路而形成一個U 型管。 在剛開始運(yùn)行時，排煙管路里積油很少，基本上不影響防爆風(fēng)機(jī)出力，但是時間久了，當(dāng)U 型里積滿油時， 造成隔氫裝置里達(dá)不到-500～-200Pa 的微負(fù)壓導(dǎo)致發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油回油不暢。 一旦空側(cè)密封油回油不暢，空側(cè)密封油就會大量串入氫側(cè)密封油。 氫側(cè)回油管路設(shè)計(jì)流量是20L/min， 如果量空側(cè)密封油進(jìn)入氫側(cè)就會使氫側(cè)回油管路滿油，進(jìn)而造成氫側(cè)密封油回油不暢，氫側(cè)密封油就會越過油擋進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。

（3）在發(fā)電機(jī)氫氣和二氧化碳置換時，氫壓或二氧化碳壓力特別低，此時差壓閥和平衡閥達(dá)不到預(yù)設(shè)精度而不能自動跟蹤氫壓。 差壓閥與平衡閥只有在氫壓高于0.15MPa 時才能自動跟蹤， 在氫壓過低時差壓閥和平衡閥幾乎不跟蹤氫壓變化，此時我們應(yīng)該手動調(diào)整旁路并控制油－氣壓差均在0.03～0.07MPa 之間。

（4）密封油箱它是氫側(cè)油路的獨(dú)立油箱，又稱為油封箱。 由于氫側(cè)回油包含氫氣，回到油封箱后必然會有部分氫氣分離，所以分離出來的氫氣可以通過油封箱上部的回氣管回到發(fā)電機(jī)內(nèi)，也可以順著氫側(cè)回油管回到發(fā)電機(jī)，所以密封油箱的回氫管應(yīng)該加大坡度和避免死彎，防止回氣管中存油形成氣封而造成回氣不暢，致使發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)油。但是實(shí)際安裝中，回氫管布置不僅彎管太多而且沒有坡度，經(jīng)常造成回氫不暢。當(dāng)回氫管回氫不暢時，氫側(cè)密封油回油分離出來的氫氣就會積累在氫側(cè)密封油箱中造成密封油箱里氫氣壓力升高， 當(dāng)其達(dá)到一定程度時就會造成氫側(cè)密封油回油不暢，從而導(dǎo)致氫側(cè)密封油越過油擋進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。

4 發(fā)電機(jī)防進(jìn)油的措施

（1）勤與調(diào)整平衡閥：保證油氫差壓閥和平衡閥動作可靠，油氫差壓在正常范圍內(nèi)。 平衡閥的目的是控制密封瓦內(nèi)空氫側(cè)密封油不交換，基于這個原理可以觀察氫側(cè)密封油箱油位，當(dāng)油位下降時說明氫側(cè)油壓高于空側(cè)油壓，此時氫側(cè)密封油向發(fā)電機(jī)進(jìn)油可能性比較大。

（2）及時排掉氫側(cè)密封油油箱內(nèi)累積的氫氣并在機(jī)組檢修期間對回氫管改造。

（3）及時排掉油氫分離器至防爆風(fēng)機(jī)管路之間的積油：巡檢時注意用手感受U 型管上面管道的溫度， 如果管道有一定溫度說明U 管路無積油，當(dāng)管道溫度變成常溫時，說明U 型管堵塞，此時要通過U型管底部的排油管排掉U 型管內(nèi)積油。

（4）在發(fā)電機(jī)氫氣和二氧化碳置換時應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力用平衡閥及差壓閥旁路調(diào)整。

（5）保證發(fā)電機(jī)底部油水探測器工作正常。

（6）巡檢時通過回油窗檢查氫側(cè)密封油回油管是否暢通。

（7）密切關(guān)注氫側(cè)密封油箱的油位及主機(jī)潤滑油箱的油位。

5 結(jié)論

發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)是電廠重要切精細(xì)復(fù)雜的一個系統(tǒng)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)進(jìn)油的可能性很多，我們只有熟悉其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理認(rèn)真分析做好防范，才能有效滴防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油事故的發(fā)生。

［1］東方.QFSN-200-2 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)說明書[S].2011.

［2］王勇，劉建峰.600MW 發(fā)電機(jī)進(jìn)油原因分析及對策[B].華電技術(shù)，2010(4).

［3］代云修.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006(6).