淺談秦山二期發(fā)電機密封油系統(tǒng)

張民

【摘 要】本文分三部分，首先分析發(fā)電機密封油系統(tǒng)對機組可能造成的影響，重點介紹發(fā)電機進油原因及預防措施；其次，詳細闡述了發(fā)電機密封油系統(tǒng)的功能、運行原理。

【關鍵詞】發(fā)電機密封油系統(tǒng)功能；運行原理；密封油進油原因及防止措施

0 前言

發(fā)電機密封油系統(tǒng)對氫氣冷卻的汽輪發(fā)電機組安全運行有著非常重要的作用，系統(tǒng)設計安全可靠性高。本文主要闡述了密封油系統(tǒng)的功能、工作原理、密封油進油的原因以及防止措施。

1 發(fā)電機密封油系統(tǒng)簡介

1.1 發(fā)電機密封油系統(tǒng)的功能

發(fā)電機密封油系統(tǒng)的功能是向發(fā)電機軸封裝置連續(xù)不斷地提供密封油來防止發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子鐵芯等部件冷卻介質(zhì)（氫氣）的泄漏，并阻止大氣中的污染物進入氫氣中，以保持氫氣的純度。對意外情況（例如密封瓦變形）而從密封瓦處泄漏出來的氫氣，空側(cè)密封油箱上的排油煙風機能將其及時地排至廠房外的大氣中。

系統(tǒng)提供的密封油能滿足密封瓦對油壓、油量和油溫的要求，在額定和最大氫壓下能保證發(fā)電機帶負荷運行。

1.2 發(fā)電機密封油系統(tǒng)的工作原理

發(fā)電機密封油系統(tǒng)的功能是向發(fā)電機密封瓦提供壓力略高于發(fā)電機氫壓的密封油，以防止發(fā)電機冷卻用氫氣從發(fā)電機軸向外泄漏。密封油進入密封瓦后，經(jīng)密封瓦兩側(cè)與發(fā)電機軸之間的密封間隙，沿軸向從密封瓦兩側(cè)流出，即分為氫氣側(cè)回油和空氣側(cè)回油，并在該密封間隙處形成油流，即起到油密封作用，同時又潤滑和冷卻密封瓦。

由圖1可知秦二廠的密封瓦是雙流雙環(huán)式油密封瓦。雙流，即在密封瓦的氫氣側(cè)和空氣側(cè)各設獨立的油路，并采用空、氫側(cè)平衡閥使兩路油壓維持在10cmH2O之內(nèi)，嚴格控制兩路油流進行交換，從而減少了氫氣的泄漏和空氣進入發(fā)電機內(nèi)；雙環(huán)，即密封在空側(cè)進油處沿軸向分成兩個獨立的浮動油環(huán)，空側(cè)油使兩環(huán)脹開，并分別推向密封瓦座的兩個側(cè)面，從而使密封瓦兩側(cè)與密封瓦側(cè)座面靠緊，減少由瓦座的間隙造成的密封油損失。為防止密封瓦浮動環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動，在環(huán)上設置有止動鍵，使之切向定位于密封瓦座內(nèi)。

密封瓦的氫側(cè)回油經(jīng)密封座與下半端蓋組成的回油腔匯集于下半端蓋消泡箱內(nèi)進行氫油分離，然后流回氫側(cè)回油箱，即氫側(cè)密封油是在獨立的油路中循環(huán)?？諅?cè)回油則與軸承回油一起流入主潤滑油箱，其中可能有少量氫氣在氫氣分離箱中分離，并被排油煙風機抽出，從而使回到主油箱的油中不含有氫氣，保證了主油箱的安全運行。在任何情況下，空側(cè)密封油壓力與發(fā)電機內(nèi)氫壓力差在調(diào)節(jié)閥的作用下均能維持在84kPa左右。因此，即使在發(fā)電機停機時也可以不要將發(fā)電機的氫氣排出，就能對軸承外油檔和軸承進行檢查。在空、氫側(cè)密封油路之間設有聯(lián)絡閥，可以進行空、氫側(cè)油的交換，也能控制密封油箱油位。由于氫側(cè)密封油和發(fā)電機內(nèi)的氫氣接觸，油中不可避免的會含有一定量的氫氣，所以在消泡油箱出來的油管路上還有一個U型管，它的作用可以將油中的氫氣分離出去，防止氫氣進入氫側(cè)油箱。

2 發(fā)電機密封油系統(tǒng)的運行

防止發(fā)電機進油危害以及原因和主要主要措施：

密封油進入發(fā)電機，阻塞定子風道而引起定子局部過熱，油污附在轉(zhuǎn)子繞組表面影響其散熱，同時表面油污使匝間絕緣發(fā)生油污炭化，長時間運行可能使轉(zhuǎn)子匝間短路，含水油液在定子端部線棒表面或端部綁扎結(jié)構(gòu)表面構(gòu)成擊穿放電通道，潮濕的油煙使間隙中的氫氣介質(zhì)電性能變壞，為定子端部線棒絕緣擊穿事故提供了外部條件。油中含水，從而使發(fā)電機內(nèi)氫氣濕度增加，使發(fā)電機內(nèi)氫氣的純度下降，從而增加發(fā)電機風磨耗、降低發(fā)電機效率，發(fā)電機內(nèi)進油必須停機并打開發(fā)電機進行清理，整個過程包括發(fā)電機內(nèi)多次氣體置換和充排氫，油污清理和絕緣處理等，花費的時間至少數(shù)天，對電廠造成巨大的經(jīng)濟損失。

秦二廠的密封瓦是雙環(huán)流式密封瓦，對于密封油壓力的調(diào)節(jié)精度要求比較高。如果因為某個調(diào)節(jié)閥故障或運行人員調(diào)整不當都會造成發(fā)電機進油事故，秦二廠及同類發(fā)電廠中均發(fā)生過發(fā)電機進油事故。發(fā)電機進油事故一般主要有下列原因：1）氫側(cè)密封油箱的浮球卡澀，造成氫側(cè)油箱失控，通過氫側(cè)油箱進油管最終造成發(fā)電機下部的消泡油箱滿油，進入發(fā)電機內(nèi)部。2）密封油壓力與氫氣壓力差過大，一般大于0.1MPa就可能會造成發(fā)電機進油。3）空側(cè)密封油壓與氫側(cè)密封油壓差過大（空側(cè)大于氫側(cè)）造成發(fā)電機進油。

密封油進入發(fā)電機主要是由于氫側(cè)回油不暢或由于氫側(cè)回油控制箱失控、誤操作，從而引起空側(cè)油過多地流向氫側(cè)，密封油通過氫側(cè)迷宮式擋油板進入到發(fā)電機本體內(nèi)，造成密封油滲入發(fā)電機事故。當發(fā)電機內(nèi)氫壓較低時或發(fā)電機內(nèi)為常壓空氣時，更容易產(chǎn)生進油現(xiàn)象。這是由于當發(fā)電機內(nèi)無壓力時，因空側(cè)回油箱位置高于氫側(cè)回油箱，當氫側(cè)回油箱油位高時無法經(jīng)排油浮球閥直接排至空側(cè)油泵進油總管。而不像在發(fā)電機正常運行時，機內(nèi)充有較高壓力的空氣，其排油動力即為氫氣動力，排油能力較機內(nèi)無氣壓時要大得多。當機內(nèi)無壓力時，如氫側(cè)回油管路稍有不暢或氫側(cè)回油的油量稍微過大，就有可能造成發(fā)電機進油。還有一點也是運行人員須注意的，這就是啟動盤車必須先投運密封油系統(tǒng)，否則會導致密封瓦磨損變形導致漏氫。

發(fā)電機進油事故發(fā)生時首先要分析原因，主控操作員及現(xiàn)操人員要同時對有關參數(shù)、現(xiàn)象加以綜合分析，并做出正確處理。在發(fā)電機進油后運行人員可以打開發(fā)電機下部的檢漏裝置進行確認并將發(fā)電機內(nèi)部的油放出，同時要加強對汽輪機潤滑油箱進行檢查，如果潤滑油箱油位低及時聯(lián)系維修人員加油。對于氫側(cè)油箱滿油，立即將補油閥GHE217VH關閉，同時開啟強制排油閥GHE236VH，將氫側(cè)油箱的油倒入空側(cè)密封油系統(tǒng)。如果密封油壓比氫壓大造成發(fā)電機進油時，可以通過開大GHE103VH或關小GHE101VH這兩個閥門，來調(diào)整密封油壓力調(diào)節(jié)閥GHE252VH的開度，使油氫差壓降到正常值。如果是空氫側(cè)差壓大造成發(fā)電機進油時，可以通過調(diào)整GHE107VH、GHE108VH和GHE111VH、GHE112VH閥門來調(diào)節(jié)空、氫調(diào)節(jié)閥GHE238VH、GHE242VH的開度，就可以將空、氫側(cè)密封油差壓調(diào)至正常。

從運行角度防止發(fā)電機進油的主要措施：在發(fā)電機密封油系統(tǒng)停運后，關閉GHE245/248VH并實施運行隔離，防止汽機潤滑油泵和高壓備用密封油泵啟動時發(fā)電機進油。正常運行時，氫側(cè)回油箱的油位自動控制：油箱油位低時，浮子式自動補油閥218VH自動開啟，通過空側(cè)密封油泵出口壓頭為氫側(cè)回油箱補油。油箱油位高時，浮子式自動排油閥219VH自動開啟，發(fā)電機內(nèi)的氫氣壓力將氫側(cè)回油箱內(nèi)的油排到空側(cè)密封油泵的吸入口。油位正常時自動補油閥218VH和自動排油閥219VH處于關閉狀態(tài)。當機組啟、停過程中，發(fā)電機充、排氫而氫氣壓力較低時，自動排油閥219VH開啟后不能達到自動排油目的。運行規(guī)程中要求發(fā)電機內(nèi)壓力低于0.2MPa時開啟低壓排油閥236VH，利用氫側(cè)密封油泵出口壓力實現(xiàn)發(fā)電機內(nèi)低壓排油。為了防止發(fā)電機進油，運行人員每班要對汽輪機潤油箱油位進行檢查，不定期的打開發(fā)電機檢漏裝置進行檢查，就會及早發(fā)現(xiàn)進油事故，避免事故擴大。

3 結(jié)束語

發(fā)電機密封油系統(tǒng)是發(fā)電機重要的輔助系統(tǒng)，在日常運行中應做好密封油系統(tǒng)相關參數(shù)的監(jiān)視、設備的巡檢、定期試驗的執(zhí)行和缺陷的及時處理；在機組狀態(tài)改變時，尤其要做好相參數(shù)的監(jiān)視，將系統(tǒng)運行在適應機組狀態(tài)的方式下；在機組大修時，要保證檢修質(zhì)量，做好相關的隔離和在線，各種配合工作要充分做好風險分析和安全措施。只有各個環(huán)節(jié)做到位，才能保證密封油系統(tǒng)的正常運行，保證機組的安全穩(wěn)定。

【參考文獻】

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[4]葉鳴鈞.秦山二期發(fā)電機密封油系統(tǒng)（GHE）運行，2009[S].

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