一例典型的密封瓦絕緣墊損壞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)漏氫案例淺析

程奎龍

摘要：某廠發(fā)電機(jī)選用東方電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的QFSN-300-2-20B型汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)采用雙流浮動(dòng)環(huán)式密封瓦結(jié)構(gòu)，密封瓦空氣側(cè)與氫氣側(cè)各自組成一個(gè)獨(dú)立的油循環(huán)系統(tǒng)，正常工作時(shí)，通過(guò)差壓閥調(diào)節(jié)密封油壓從而達(dá)到密封氫氣的作用。某廠近幾年多次發(fā)生密封瓦絕緣墊損壞引起的發(fā)電機(jī)密封瓦漏氫事件，本文針對(duì)該事件進(jìn)行專題分析、總結(jié)，以便同型機(jī)組避免類似缺陷的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；密封瓦；泄漏；處理

中圖分類號(hào)：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2017）12-0084-01

Absrtact： the generator of QFSN-300-2-20B type produced by Dongfang Motor Co.， Ltd. is used in a certain factory. The generator adopts double flow floating ring seal tile structure. The air side of seal tile and hydrogen side respectively constitute an independent oil circulation system. In normal operation， the seal oil pressure is adjusted by differential pressure valve to achieve the effect of sealing hydrogen. The hydrogen leakage event of generator seal tile caused by the damage of sealing tile insulation pad occurred many times in a certain factory in recent years. This paper makes a special analysis on this event and summarizes it in order to avoid similar defects of the same type unit.

Keywords： generator； sealing tile； leakage； treatment

1 概述

呼熱電2×300MW機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠制造的N300-16.7/537/537型亞臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、凝汽式汽輪機(jī)，11號(hào)機(jī)2007年12月投產(chǎn)，12號(hào)機(jī)2007年12月投產(chǎn)，額定功率300MW，最大功率333MW。汽輪機(jī)與凝汽器連接方式為彈性連接，汽輪機(jī)采用高中壓缸合缸結(jié)構(gòu)，低壓缸為雙流反向布置。發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)股份有限公司制造的QFSN-300-2-20B型三相、二極、隱極式轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機(jī)，冷卻方式為水-氫-氫。氫氣利用裝在轉(zhuǎn)子兩端的軸流式風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，并通過(guò)發(fā)電機(jī)兩端氫冷器進(jìn)行冷卻。

2 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)的組成

由于氫冷發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸必須穿過(guò)發(fā)電機(jī)的端蓋，因此這部分成了氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)密封的關(guān)鍵。密封油分為空側(cè)和氫側(cè)兩個(gè)油路將油供給軸密封瓦上的兩個(gè)環(huán)狀配油槽，油沿轉(zhuǎn)軸軸向穿過(guò)密封瓦內(nèi)徑與轉(zhuǎn)軸之間的間隙流出。如果這兩個(gè)油路中的供油油壓在密封瓦處恰好相等，油就不會(huì)在兩個(gè)配油槽之間的間隙中竄流，通常只要密封油壓始終保持高于機(jī)內(nèi)氣體壓力，便可防止氫氣從發(fā)電機(jī)內(nèi)逸出?？諅?cè)油路供給的油則將沿軸和密封瓦之間的間隙流往軸承側(cè)，并同軸承回油一起進(jìn)入空側(cè)密封油箱，從而防止了空氣與潮氣侵入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。氫側(cè)密封油則沿軸和密封瓦之間的間隙流往發(fā)電機(jī)內(nèi)側(cè)，落入消泡箱，最后回到氫側(cè)密封油箱。

空側(cè)油路：由空側(cè)交流密封油泵從空側(cè)回油箱取得油源，將一部分油泵入油冷卻器、濾油器注入密封瓦的空側(cè)，另一部分油經(jīng)過(guò)差壓閥流回到油泵進(jìn)油側(cè)。通過(guò)差壓閥將調(diào)節(jié)空側(cè)密封油壓力始終保持在高出發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力0.084Mpa的水平上。另外空側(cè)配有直流密封油泵備用。

氫側(cè)油路：氫側(cè)密封油路中的油泵從氫側(cè)密封油箱取得油源。它把一部分油經(jīng)過(guò)油冷卻器、濾油器、平衡閥送往密封瓦的氫側(cè)，在油泵旁裝有再循環(huán)管道，通過(guò)再循環(huán)管上的節(jié)流閥對(duì)氫側(cè)密封油壓進(jìn)行粗調(diào)。氫側(cè)油路的油壓則通過(guò)平衡閥進(jìn)行細(xì)調(diào)，并使之自動(dòng)跟蹤與空側(cè)密封油壓差保持±0.49kPa，以達(dá)到基本平衡的目的。另外氫側(cè)密封油設(shè)有兩臺(tái)交流油泵，正常運(yùn)行中一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。

消泡箱：從密封瓦氫側(cè)出來(lái)的油先流到消泡箱中，在那里氣體得以從油中擴(kuò)容逸出，消泡箱裝于發(fā)電機(jī)下半端蓋中，消泡箱內(nèi)部裝有自動(dòng)控制油位的浮球閥，通過(guò)直管溢流裝置使消泡箱中的油位不至于過(guò)高。消泡箱汽、勵(lì)端各有一個(gè)。在消泡箱中各裝有一個(gè)浮子式液位高報(bào)警器，當(dāng)箱內(nèi)油位過(guò)高到一定程度時(shí)，就發(fā)出消泡箱油位高報(bào)警，使運(yùn)行人員能及時(shí)處理，從而防止密封油流入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。

空側(cè)密封油箱油位控制：空側(cè)密封油箱通過(guò)U形管與主機(jī)潤(rùn)滑油回油管道連接，發(fā)電機(jī)端部軸承潤(rùn)滑油回油與空側(cè)密封油回油匯集到空側(cè)密封油箱，大部分油通過(guò)U形管依靠重力作用自動(dòng)溢流到潤(rùn)滑油回油管路，保持油箱中油位正常，因此空側(cè)密封油箱不需要進(jìn)行油位監(jiān)視，另一部分油作為空側(cè)密封油源在空側(cè)油路中循環(huán)。此油路把潤(rùn)滑油系統(tǒng)與密封油系統(tǒng)聯(lián)系在一起，即使密封油系統(tǒng)無(wú)油情況下，只要潤(rùn)滑油系統(tǒng)啟動(dòng)后十幾秒針，就會(huì)將密封油系統(tǒng)注滿油。

氫側(cè)密封油箱油位控制：氫側(cè)密封油箱是氫側(cè)油路的儲(chǔ)油箱，在運(yùn)行中必須保持一定的油位。由于在密封瓦中空、氫側(cè)油壓做不到絕對(duì)的平衡，故空、氫側(cè)仍有少量的油相互竄動(dòng)，這樣長(zhǎng)期積累，就可能使氫側(cè)油路中的油量發(fā)生增減變化，氫側(cè)密封油箱起到控制補(bǔ)、排油作用。它主要依靠浮子式補(bǔ)、排油閥門(mén)完成，當(dāng)油箱內(nèi)油位升高，浮子上移，排油門(mén)打開(kāi)，將多余的油排入空側(cè)油路；當(dāng)油箱內(nèi)油位降低，浮子下移，補(bǔ)油門(mén)打開(kāi)，空側(cè)密封油向氫側(cè)密封油箱補(bǔ)油，從而達(dá)到油位保持在一定范圍內(nèi)。密封油箱補(bǔ)油閥和排油閥上還設(shè)有強(qiáng)制開(kāi)啟、關(guān)閉手輪，以便人工調(diào)節(jié)油箱油位。

3 設(shè)備解體及處理情況

3.1汽端密封瓦過(guò)熱，軸瓦烏金損傷：檢查發(fā)現(xiàn)汽端軸頸輕微損傷，有溝槽，軸頸最大為450.03mm，最小為449.93mm，對(duì)軸頸磨損處進(jìn)行處理，使軸頸表面光潔、無(wú)毛刺。更換新密封瓦，舊瓦直徑為450.18mm，新瓦直徑為450.15mm。修后復(fù)查密封瓦徑向間隙為0.18mm，在規(guī)定范圍內(nèi)（0.18～0.23mm）。

3.2勵(lì)端密封瓦過(guò)熱嚴(yán)重，烏金面燒損：勵(lì)端軸頸最大為450.03mm，最小為449.97mm。已更換新密封瓦，舊瓦直徑為450.19mm，新瓦直徑為450.16mm。修后復(fù)查密封瓦徑向間隙為0.19mm，在規(guī)定范圍內(nèi)（0.18～0.23mm）。

3.3汽端、勵(lì)端過(guò)渡環(huán)在自由狀態(tài)時(shí)中分面間隙較大，標(biāo)準(zhǔn)為0.03mm不入，實(shí)測(cè)汽端間隙為0.10mm，勵(lì)端間隙為0.12mm，嚴(yán)重超標(biāo)。對(duì)過(guò)渡環(huán)中分面進(jìn)行刮研處理，處理后自由狀態(tài)下實(shí)測(cè)汽端、勵(lì)端過(guò)渡環(huán)均0.03mm不入，紅丹粉檢查中分面接觸面積在85%以上，達(dá)到回裝標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)渡環(huán)復(fù)裝后，實(shí)測(cè)中分面間隙均0.03mm不入。

3.4勵(lì)端密封瓦座密封墊底部油孔有缺口，無(wú)密封效果。將新密封墊剪燕尾槽接口（見(jiàn)下圖）后回裝，新墊尺寸為φ2=860mm，φ2=690mm，H2=10mm。回裝時(shí)對(duì)密封墊上的油孔和螺絲孔進(jìn)行修正，防止密封墊壓偏阻塞油孔，對(duì)稱緊固瓦座各部螺栓。復(fù)裝后實(shí)測(cè)密封墊各部均勻壓入2mm。

4 檢修質(zhì)量把控關(guān)鍵點(diǎn)

（1）密封瓦間隙，檢修前后的測(cè)量和記錄必須保證同一位置和盡量是同一人；

（2）4.2密封瓦回裝時(shí)，應(yīng)認(rèn)真清理每個(gè)部套，尤其是絕緣件；每回裝一個(gè)部套，測(cè)量一次絕緣；

（3）過(guò)渡環(huán)上下半軸向錯(cuò)口量小于0.03mm；

（4）過(guò)渡環(huán)的水平結(jié)合面在自由狀態(tài)下0.03mm塞不入；

（5）密封瓦座上下半軸向錯(cuò)口量小于0.03mm；

（6）密封瓦座的水平結(jié)合面在自由狀態(tài)下0.03mm塞不入；

（7）密封瓦與軸徑相應(yīng)的徑向間隙標(biāo)準(zhǔn)：0.18-0.23mm；

（8）密封瓦與密封瓦座軸向總間隙標(biāo)準(zhǔn)：0.13-0.20mm；

（9）檢查密封瓦水平結(jié)合面的間隙，把緊結(jié)合面螺栓用0.03mm塞尺應(yīng)塞不入；

（10）#5、#6軸瓦軸承蓋與軸瓦頂部鑲塊緊力標(biāo)準(zhǔn)：-0.02～0.02mm；軸瓦頂部間隙標(biāo)準(zhǔn)：0.60～0.66mm；軸瓦側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)：塞尺塞入深度應(yīng)在15～20mm，兩側(cè)總間隙1.34～1.40mm；

（11）勵(lì)端過(guò)渡環(huán)對(duì)密封座及端蓋對(duì)地絕緣電阻，用1000V兆歐表測(cè)量其值不小于1MΩ；勵(lì)端軸承蓋與軸瓦的絕緣電阻，用1000V兆歐表測(cè)量其值不小于1MΩ；汽端絕緣無(wú)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)行中，造成發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)的工作不正常的原因多種多樣，處理方法不能一概而論，需要從設(shè)備、管理等方面不斷完善。我廠由于發(fā)電機(jī)密封瓦絕緣墊損壞而導(dǎo)致的漏氫量突增的現(xiàn)象，屬于典型的一類缺陷，具有一定的參考價(jià)值，也可以為其它同型機(jī)組分析、解決問(wèn)題提供一定的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊凱利.600MW汽輪發(fā)電機(jī)氫氣純度低的解決方法.第二屆全國(guó)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)專業(yè)技術(shù)交流研討會(huì)，2008

[2]錢(qián)燕.FSN-300-2型汽輪發(fā)電機(jī)雙流環(huán)密封油系統(tǒng)漏油分析及處理措施.陜西電力，2008